热学 光学 原子物理 专题练习
1．下列叙述中，符合物理学史的有 ( )
（A）托马斯·杨的干涉实验，有力地证明了光具有波动性，
（B）卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说，
（C）麦克斯韦提出了光的电磁说，
（D）贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子核由质子和中子组成。
2．卢瑟福通过a粒子散射实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。下面平面示意图中的A位置表示一个原子核，当a粒子射向原子核时，其偏转轨迹符合实验事实的是图( )
3.关于原子结构和核反应的说法中正确的是（ ）
A.卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B.天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中一定不偏转的是γ射线
C.据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
D.据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
4、氢原子核外电子从外层轨道（半径为rb）向内层轨道（ra）跃迁时（rb>ra），电子动能的增量
，电势能增量
，则下列表述正确的是 ( )
A．
B．
C．
D．
5．在下列四个方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子.
①
®
②
®
③
®
④
®
以下判断中正确的是（ ）
A．x1是中子 B．x2是质子 C．x3是a粒子 D．x4是氘核
6.针对下列三个核反应说法正确的是
① 
② 
③ 
A.①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B.①是β衰变，②是裂变，③是聚变
C.①是聚变，②是裂变，③是β衰变 D.①是β衰变，②是聚变，③是裂变
7、钍核（
）具有β放射性，它能放出一个电子变成镤核（
），伴随该过程会放出光子，下列说法正确的是
A．光线可能是红外线,是钍原子跃迁产生的 B．光线可能是X射线,是镤原子跃迁产生的
C．光线一定是γ射线,是钍核跃迁产生的 D．光线一定是γ射线,是镤核跃迁产生的
8．原子核自发地放出电子的现象称为b 衰变，开始时科学家曾认为b 衰变中只放出电子，即b 粒子，后来发现，这个过程中，除了放出电子以外，还放出一种叫作“反中微子”的粒子，反中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱．下面关于b 衰变的说法中正确的是（ ）
A．静止的原子核发生b 衰变时b 粒子与衰变后的核的运动速度方向一定相反
B．原子核发生b 衰变时放出的能量等于b 粒子与衰变后的核的动能之和
C．原子核能发生b 衰发，说明原子核内含有电子
D．发生b 衰变后的原子核的核子数不变但带电量增加
9.下列有关光现象的说法中正确的是
A ．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄
C ．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D ．光的偏振现象说明光是一种纵波
10 . 
放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成
，而可以经一次衰变变成
( X 代表某种元素）, 也可以经一次衰变变成
，和最后都变成
, 衰变路径如图所示，则可知图中
A . a =84 , b = 206
B ．① 是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的
C ．② 是β 衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的
D ．
经过10 次β衰变和8 次α 衰变可变成
11．(05年高考天津)钍核（
）具有放射性，它能放出一个电子衰变成镤核（
），伴随该过程会放出γ光子，下列说法中正确的是（ ）
A．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损
B．γ光子是衰变过程中镤核（）辐射的
C．给钍加热，钍的半衰期将变短
D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
12．处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λ１、λ２、λ３的三种
单色光，且λ１＞λ２＞λ３，则照射光的波长为（ ）
A．λ１ B．λ１＋λ２＋λ３ C．λ２λ３／λ２＋λ３ D．λ１λ２／λ１＋λ２
13．铀裂变的产物之一氪90（
Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（
Zr），这些衰变是（ ）
A．1次a衰变，6次b衰变 B．4 次b衰变
C．2次a衰变 D．2次a衰变，2次b衰变
14．已知氢原子的能级规律为En=
E1 (其中E1= -13.6eV，n=1，2，3，…).现用光子能量为12.75eV的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是
A．照射光中的光子不能被基态的氢原子吸收
B．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种
C．氢原子发射不同波长的光有2种是可见光
D．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种
15. .(05年高考江苏)下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是 ( )
A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
16.(05年高考江苏)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为 ( )
A.NA=
B.NA=
C.NA=
D.NA=
17.(05年高考北京)下列关于热现象的说法，正确的是 ( )
A.外界对物体做功，物体的内能一定增加
B.气体的温度升高，气体的压强一定增大
C.任何条件下．热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
18．(06年徐州)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 ( )
A．随着低温技术的发展．我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C．第二类水动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
D．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功 2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 J
19．用一个中微子轰击
Cl产生一个氩核，其核反应方程式为υe+Cl→
e已知Cl质量为36.95658u，
Ar 的核的质量为36.956 91u，e的质量为0.00055 u,1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量 ( )
A.0.82MeV B.0.31MeV C.1.33MeV D.0.51MeV
20．(05年高考天津)钍核（）具有放射性，它能放出一个电子衰变成镤核（），伴随该过程会放出γ光子，下列说法中正确的是（ ）
A．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损
B．γ光子是衰变过程中镤核（）辐射的
C．给钍加热，钍的半衰期将变短
D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
21.对于分子动理论和物体内能理解，下列说法正确的是 ( )
A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B.理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换
C.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D.扩散现象说明分子间存在斥力
22．如图所示,密闭绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封 闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部.另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为
(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此
过程（ ）
A．全部转换为气体的内能
B．一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能
C．全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D．一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能23．红光从某介质射向空气发生全反射的临界角为θ，则（ ）
A．该介质对此红光的折射率等于sinθ
B．红光在该介质中的传播速度等于c·sinθ
C．红光在该介质中的波长是在真空中波长的sinθ倍
D．红光在该介质中的频率是在真空中频率的
倍
24、激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度
与二次曝光的时间间隔
的
乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离
以及相邻亮纹间距
，若所用的激光波长为
，则该实验确定物体运动速度的表达式为（ ）
A、
B、
C、
D、
25.如图所示,a与b是两束平行的颜色不同的单色光,它们从空气中射入水中的折射角分别为ra、rb，且ra>rb,则
A.在真空中,a的速度大于b的速度
B.真空中的a、b两光束在不同的惯性参考系中，a的速度总是小于 b 的速度
C. 若光从水射向空气,a光的临界角大于b光的临界角
D. 在真空中，a的波长小于b的波长
26 (05年高考广东)如图一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )
A. 红光的偏折最大，紫光的偏折最小
B. 红光的偏折最小，紫光的偏折最大
C. 玻璃对红光的折射率比紫光大
D. 玻璃中紫光的传播速度比红光大
27 (04年高考皖、闽)图示为一直角棱镜的横截面∠bac=90°,∠abc=60°一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜.已知棱镜材料的折射率n=,若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线 ( )
A.从ab面射出 B.从ac面射出
C.从bc面射出，且bc面斜交 D.从bc面射出，且与bc面垂直
28．(06年天津)如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且∠A=30°，在整个AC面上有一束垂直于它的平行光线射入，已知透明介质的折射率n＞2，以下关于光线经过各个界面出射情况的说法正确的判断是
A．一定有光线垂直于AB面射出
B．光线一定不会由AB面射出
C．一定有光线垂直于BC面射出
D．一定有光线垂直于AC面射出
29． (06年北京东城区)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径MN，一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P上，得到由红到紫的彩色光带。已知QM= R/2。如果保持入射光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于R/2，则有 （ ）
A．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失
B．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失
C．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失
D．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失
30、如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为
的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面C点经折射进入玻璃球，且在玻璃球表面D点又经折射进入真空中，
，已知玻璃对该激光的折射率为
，则下列说法中正确的是（ ）
A、 
一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
B、 此激光束在玻璃球中穿越的时间
（其中c为真空中光速）
C、 改变入射角
的大小，细激光可能在玻璃球的内表面发生全反射
D、图中的激光束的入射角
31．如图所示，有一玻璃直角三棱镜ABC，其临界角小于45°，一束平行于BC边的白光射到AB面，在光束射出三棱镜时（设光线在棱镜内射至BC边上），下列说法中正确的是
（ ）
A．从BC面出射的是白色光束
B．从AC面出射的是白色光束
C．从AC面出射的是有色的不平行光束
D．从AC面出射的是平行于入射光线的有色光束
32． (05年北京西城区)据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.如图6-23-22所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法正确的是(图中所标的φ为全反射的临界角，其中sinφ=
)( )
A.n1＞n2, t=
B.n1＞n2,t=
C.n1＜n2,t=
D.n1＜n2,t=
33 (05年高考天津)现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构.为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为
，其中n＞1.已知普朗克常量h，电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 ( )
A．
B．
C．
D．
34.已知可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV. 一群氢原子处于n＝4的激发态，则关于这些氢原子可能产生的光谱线，下列说法中正确的是
A.一共可能产生6条光谱线
B.可以产生二条在可见光区的光谱线
C.可以产生四条在红外区的光谱线
D.可以产生三条在紫外区的光谱线
35、在图1所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电流，其负极与电极A相连，A是电流表，实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流。当A的电势低于K时，当
A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，Uc称为截止电压，当改
变照射光的频率ν，截止电压Uc也将随之改变，其关系如图2所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则（ ）
A．可求得该金属的极限频率 B．可求得该金属的逸出功
C．可求得普朗克常量 D．可求得中子的质量
36、氢原子的能级如图所示，一群氢原子处于n=3的激发态，在向基态跃迁的过程中，下列说法中正确的是
A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出光的波长最短
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1 所发出光的波长最大
C．用这群氢原子所发的光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则从
金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV
D．用这群氢原子所发的光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则从
金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV
37.(05年高考天津)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV,用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s,元电荷为1.6×10-19C,普朗克常量为6.63×10-34J·s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是 ( )
A.5.3×1014Hz，2.2J B.5.3×1014Hz，4.4×10-19J
C.3.3×1033Hz，2.2J D.3.3×1033Hz，4.4×10-19J
38、如图所示，红光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是
A．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间短
B．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短
C．AO是红光，穿过玻璃砖所需时间长
D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长
39、若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)．214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离．实验测得从214Po原子的K,L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV．则可能发射的特征X射线的能量为
A．0.013MeV B．0.017MeV C．0.076MeV D．0.093MeV
40、如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出。气缸外部温度恒定不变，则
A．缸内的气体压强减小，内能减小
B．缸内的气体压强增大，内能减小
C．缸内的气体压强增大，内能不变
D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加
4１、频率为ν的光子，具有的能量为hν 、动量为
.将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射.下列关于光子散射说法中正确的是：
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小
B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
42．（8分）如图所示，为用某种透明材料制成的一块长方体棱镜的截面图，O为BC的中心，
光线从AB面入射，入射角为60°，光线进入棱镜后射在O点并恰好不从BC面射出。
已知真空中的光速C=3.0×108m/s。
（1）画出光线从开始射入棱镜到射出棱镜后的完整光路图。
（2）求该棱镜的折射率和光线在棱镜中传播速度的大小（结果可保留根号）
43．（14分）如图所示，不透明的长方体挡板ABCD竖立在水平地面上，其中AB宽L=4cm，AD高h=10cm．挡板上水平放置一足够大的平面镜，平面镜距地面的高度为
，质量为m的物体（可看作质点）从图中C以某一初速度沿着PC连线的延长线方向向右运动（始终与地面接触），若物体与地面之间的动摩擦因数
， P、D间距离为20cm，现在P点通过平面镜观察物体运动，发现物体在到达可视区右边缘时恰好停下．求：
（1）用光路图作出地面观察者在P点所能观察到物体运动的区域；
（2）物体刚进入可视区时的速度大小；
（3）物体在可视区中运动的时间．
44．（14分）2006年，我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列。该反应所进行的聚变过程是
，反应原料氘（
）富存于海水中，而氚（
）是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核（
）的人工核转变得到。则
（1）请把下列用中子轰击锂核（）产生和一个新核的人工核转变方程填写完整
＋
→ ＋
（2）在（1）中，每生产1g的氚，同时有多少个核实现了核反应？（阿伏加德罗常数N取6.0×1023/mol）
（3）一个氘核和一个氚核发生聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10―13J，求该核聚变过程中的质量亏损。
45．（16分）核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.66×10-27kg。
⑴写出氘和氚聚合的反应方程。
⑵试计算这个核反应释放出来的能量。
⑶若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？
（一年按3.2×107s计算，光速c=3.00×108m/s，结果取二位有效数字）
热 光 原 专题 参考答案
1. ABC 2. B 3. ABC 4.D 5 . AC 6. B 7. D 8. D 9. C 10. AB 11. BD 12. D
13. B 14. CD 15. C 16. BC 17. D 18. D 19. A 20. BD 21. A 22. D 23. BC 24.C 25. C 26. B 27 BD 28. BCD 29. D 30 B 31. D 32. B 33. D 34. ABD 35 ABC 36. D 37. B 38. D 39. AC 40. C 41. D
42．解：（1）如图2分
|
…………1分
在O点发生反射
…………1分
如图
…………1分
解得
…………1分 
………2分
43．（1）光路图如图所示；图中MN为可视区域
（2）由图可知：
①
得
②
③
由②、③式得
④
可视区域的长度
⑤
由牛顿第二定律得
⑥
⑦
由运动学公式：
⑧ 由⑤、⑥、⑦式得物体刚进入可视区的速度：
⑨
（3）由运动学公式
⑩ 得
（11）
44．（1）＋
→
＋
………………………………………………… 4分
（2）因为1g氚为
mol，根据核反应方程，实现核反应的也为mol，
所以，根据阿伏伽德罗常数，有2.0×1023个参加了核反应。……… 4分
（3）根据爱因斯坦质能方程 
……………………………… 3分
核聚变反应中有5个核子参加了反应，所以质量亏损为
3.1×10－29kg …………………………… 3分
45. ⑴略 ⑵2.8×10-12J ⑶23kg