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物理
注意事项：
1．本卷满分100分，考试时间75分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡
上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题
卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题
卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合
题目要求.
1．对于以下光学现象的说法中正确的是（ ）
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝 、 间的距离 d，两相邻亮条纹间距离 将增大
B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷
的
D．图丁中的 P、Q 是偏振片，当 P 固定不动，缓慢转动 Q 时，只有当 P、Q 的透振方向完全相同时光屏上才是
明亮的，当 P、Q 的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的
2．如图所示为氢原子的能级示意图，用某种色光 X 照射大量处在基态的氢原子时，氢原子跃迁到 能级，最终向
外辐射了 6 种不同频率的光子，已知钙的逸出功为 3.20eV。下列说法正确的是（ ）
A．色光 X 光子的能量为 12.09eV
B．辐射的光子中有 4 种不同频率的光能使钙发生光电效应现象
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C．只要光子能量大于 X 的色光均能使基态的氢原子发生跃迁
D．从 能级直接跃迁到基态向外辐射的光子的动量最大
3．光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖
直轴 OO′ 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片．当用
平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）下列说法中正确的是
A．逆时针方向转动 B．顺时针方向转动 C．都有可能 D．不会转动
4．如图， 为半圆柱体玻璃的横截面， 为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿 方向从真空射入玻
璃，紫光、红光分别从 B、C 点射出。设它们在玻璃中的波长分别为 、 ，传播时间分别为 、 。则（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示为某一时刻波源 在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率
相同，振幅相同，则下列说法正确的是（ ）
A．a 点的位移始终最大，等于两列波的振幅之和
B．c 点的频率等于两波源的频率之和
C．c 点的振动始终减弱，d 点的振动始终加强
D．再经过四分之一个周期，b、c 两点的位移均为零
6．质量均为 m 的小球 a 和 b 由劲度系数为 k 的轻质弹簧连接，小球 a 由不可伸长的细线悬挂在 O 点，系统处于静
止状态，如图所示。将小球 b 竖直下拉长度 l 后由静止释放。重力加速度大小为 g，忽略空气阻力，弹簧始终在弹
性限度内。释放小球 b 后（ ）
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A．小球 a 一定不会运动
B．若小球 b 做简谐运动，则其振幅为
C．当且仅当 时，小球 b 才能始终做简谐运动
D．当且仅当 时，小球 b 才能始终做简谐运动
7．如图所示，上端封闭的连通器 A、B、C 三管中水银面相平，管内水银上方的空气柱长 LA有阀门 k，初始状态下三气柱温度相同且阀门关闭，下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C 管中气体温度同时缓慢升高 T 后，A 管中的水银面比 C 管中的高
B．A、B、C 管中气体温度同时缓慢升高 T 后，C 管中的水银面比 A 管中的高
C．若打开阀门 k 流出一定量水银（保持三管中均留有水银）后，A 管中水银面最高
D．若打开阀门 k 流出一定量水银（保持三管中均留有水银）后，C 管中水银面最高
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项
符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．关于近代物理学，下列图像在描述现象中，解释正确的是 （ ）
A．如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方
向移动
B．如图乙所示，发生光电效应时，入射光越强，光电子的最大初动能也就越大
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C．如图丙所示，金属的遏制电压 与入射光的频率 的图像中，该直线的斜率为 ，横截距为
D．同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线 甲光、乙光、丙光 ，如图丁所示。
则可判断甲、乙、丙光的频率关系为
9．一定质量的某种理想气体从状态 开始，经历状态 、 、 后又回到状态 ，其体积 随热力学温度 变化的
图像如图所示， 与 的延长线都过原点 。已知气体在状态 时的压强为 ，下列说法正确的是（ ）
A．由 到 过程，压强逐渐增加
B．由 到 过程，单位时间撞击单位面积的分子数增加
C．由 到 过程，气体对外界做的功为
D．整个过程中，气体吸收的热量为
10．在 平面内， 轴左右两侧分别存在不同的均匀介质Ⅰ和Ⅱ。两波源 和 分别位于 和 处，
时刻两波源开始振动，振幅均为 ，分别向右和向左传播； 时完整的波形图如图所示，下列说法正确
的是（ ）
A．波源 发出的波先传播到 处
B．波源 发出的波进入介质Ⅱ后波速为
C．波源 发出的波再经 传播到 处
D． 内， 处的质点经过的路程为
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（7 分）实验小组研究光电效应相关规律，按照如图甲所示电路图连接仪器。
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(1)没有光照射光电管的情况下，给光电管加上正向电压，且增大电压时_____（填“没有”或“有”）光电流产生。
(2)用蓝光照射光电管，逐渐增大光电管上的正反向电压时，观察光电流的变化。当正向电压增大，光电流逐渐增大，
光电管存在着_____；当反向电压增大，光电流逐渐减小，光电管存在着_____。（选填“遏止电压”或“饱和电流”）
(3)用蓝光照射光电管，以光电管所加电压为横坐标，以光电流为纵坐标，如图乙所示，研究光电流随所加电压变化
的关系为图线 ；现增大蓝光强度，再次研究光电流随所加电压变化的关系应是_____（选填“图线 ”或“图线 ”）。
(4)换用紫光进行实验，如图丙所示，研究光电流随所加电压变化的关系应是_____（选填“图线 ”或“图线 ”）。若
已知蓝光频率为 ，则金属的逸出功为_____，紫光频率为_____（已知普朗克常数为 ，电子电荷量为 ）。
12．（8 分）某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作：
①在玻璃板上描出油膜的轮廓，把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积
②向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上
③将 1mL 纯油酸加入酒精中，得到 500mL 的油酸酒精溶液
④将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下 200 滴溶液的体积为 1mL
⑤按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
(1)上述操作正确的顺序是______（填步骤前的序号）；
(2)根据以上的操作，计算出一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为________m3；
(3)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为 2cm，则本次实验测得
的油酸分子直径大小约为______m（结果保留两位有效数字）；
(4)若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
13．（9 分）汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在-43℃~97℃
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正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过 ，最低胎压不低于 ，那么 t＝27℃
时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎容积不变，结果保留至小数点后两位）
14．（14 分）如图，边长为 的正方形 是由低折射率光学复合材料制成的棱镜的横截面， 为 边的中点。
在截面所在的平面，一光线自 点射入棱镜，入射角为 ，经折射后在 边的 点恰好发生全反射，反射光
线从 边的 点射出棱镜。已知 ， ，求：
(1)棱镜的折射率；
(2) 、 两点之间的距离。
15．（16 分）钚的放射性同位素 Pu 静止时衰变为铀核激发态 U 和α粒子，而铀核激发态 U 立即衰变为铀核 U，
并放出能量为 0.097MeV 的γ光子，已知：Pu、U 和α粒子的质量分别为 mPu=239.0521u、mU=235.0439u 和 mα=4.0026u，
1u=931MeV，衰变放出的光子的动量可忽略。
（1）写出核反应方程；
（2）将衰变产生的 U 和α粒子垂直射入磁感应强度为 B 的同一匀强磁场，求 U 和α粒子圆周运动的半径之比；
（3）求α粒子的动能（只列关键步骤的式子，不要求准确计算）。
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物理参考答案
1．B
解析：A．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距 与双缝间距离 d 及光的波长 的关系式 可知，只增大挡
板上两个狭缝 、 间的距离 d，两相邻亮条纹间距离 将减小，故 A 错误；
B．根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是在只有狭缝宽度不同的情况下得
到的衍射图样，则上图对应的狭缝较窄，故 B 正确；
C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，所以被检测的平
面在此处是凸起的，故 C 错误；
D．缓慢转动 Q 时，当 P、Q 的透振方向完全相同时光屏上最明亮，然后会逐渐变暗，当 P、Q 的透振方向垂直时
最暗，故 D 错误。
故选 B。
2．D
解析：A．由题意可知，氢原子跃迁后能向外辐射 6 种不同频率的光子，则有
解得 ，所以色光 X 的能量为 ，故 A 错误；
B．由以上分析可知，从 跃迁到 能级、从 跃迁到 能级、从 跃迁到 能级向外辐射的光子
的能量均大于钙的逸出功，所以有 3 种不同频率的光能使钙发生光电效应现象，故 B 错误；
C．用光照射基态氢原子向高能级跃迁时，光子的能量一定等于两能级的能量差，因此不是所有光子能量大于 X 的
光子都能使基态的氢原子发生跃迁，故 C 错误；
D．从 能级直接跃迁到基态向外辐射的光子的能量最大，由公式 、 以及
整理可得 ，所以从 能级直接跃迁到基态向外辐射的光子的动量最大，故 D 正确。
故选 D。
3．A
解析：白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面会吸收各种色光，即光
子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置
会逆时针方向转动（俯视）．
故 ACD 选项错误，B 正确．
4．A
解析：AB． 设任意光线的入射角为α，折射角为β，光在玻璃中传播的路程为 s，直径 OD 的长度为 d，则光在玻
璃中的速度
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由几何知识可得
s=dcos （90°-β）=dsinβ
由折射定律可得
光在玻璃中传播的时间为
解得
由题可知，红光和紫光的入射角相同，则有
tB=tC
故 A 正确，B 错误；
CD．因 B 光的折射角较小，则折射率较大，频率较大，则波长较小，即 ，选项 CD 错误。
故选 A。
5．D
解析：A．由图可知，a 点为波谷和波谷相遇处，为振动加强点，其以两列波的振幅之和做简谐运动，位移呈周
期性变化，故 A 错误；
B．由图可知，c 点为波谷和波谷相遇处，为振动加强点，其频率等于其中一个波源的频率，故 B 错误；
C．在 d 点是两列波波峰和波峰相遇点，两列波引起的振动总是相互加强的，c 点是两列波波谷和波谷相遇点，两
列波引起的振动也总是相互加强的，故 C 错误；
D．b 点为波峰和波谷的相遇处，振动减弱，位移始终为零，c 点为波谷和波谷相遇处，此时处于波谷位置，再经过
四分之一个周期，c 点处于平衡位置，位移为零，故 D 正确。
故选 D。
6．D
解析：A．分析小球 a 的受力，当小球静止时，受重力、弹簧向下的弹力和细线向上的拉力，当小球 b 向上运动
时，当弹簧由拉伸变为压缩时，给小球 a 的弹力变为向上，向上的弹力可能大于小球 a 的重力，小球 a 可能运动，
A 错误；
B．小球 b 静止时的位置为平衡位置，将小球 b 竖直下拉长度 l 后由静止释放，故小球 b 的振幅为 l，B 错误；
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CD．设小球 b 静止时，弹簧的伸长量为 ，有 ，若小球 b 始终做简谐运动，则小球 a 必须始终保持静止，
当小球 b 上升到最高点时，弹簧给小球 a 的弹力向上，且有 ，根据简谐运动的知识可知，小球 b 的速度为
零时的加速度大小相等，即当小球 b 在最高点和最低点时有
解得 ，C 错误，D 正确。
故选 D。
7．C
解析：AB．初始状态三管水银面相平，则三管内气体压强相等，设为 ，温度均为 。假设水银面不动，气体
做等容变化，由查理定律
可知
因 、 、 均相同，则三管气体压强增加量 相同，水银面仍保持相平，故 A 错误 B 错误；
CD．打开阀门 k 流出一定量水银，三管内气体体积均增大，压强均减小。假设三管水银面下降相同高度 ，由玻
意耳定律
得
因 ，则 。根据连通器原理，平衡时
气体压强 越小，对应的水银柱高度 越大，故 A 管水银面最高，C 管水银面最低，故 C 正确 D 错误；
故选 C。
8．CD
解析：A．如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都有
增加，且辐射强度的极大值向波长较短方向移动，故 A 错误；
B．如图乙所示，光电子的最大初动能 ，当入射光的频率大于 时发生光电效应，入射光频率越大，光电
子的最大初动能也就越大，最大初动能与入射光的光强大小无关，故 B 错误；
C．如图丙所示，由光电效应方程可得
遏制电压 与入射光的频率 的图像中，该直线的斜率为 ，横截距为 ，故 C 正确；
D．根据
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入射光的频率越高，对应的截止电压 越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；丙光的
遏止电压最大，所以丙的频率最大则可判断甲、乙、丙光的频率关系为 ，故 D 正确。
故选 CD。
9．AD
解析：A．由 到 过程，体积不变，温度升高，根据
所以压强逐渐增加，故 A 正确；
B．由 到 过程，温度升高，分子平均动能增加，由于 的延长线过原点 ，则压强不变，所以单位时间撞击单
位面积的分子减少，故 B 错误；
C．由 到 过程，气体对外界做的功为 ，故 C 错误；
D．由 到 过程体积不变，
由 到 过程，外界对气体做功
由 到 过程体积不变，
由 到 过程，外界对气体做的功为
整个过程中外界对气体做功
根据热力学第一定律
气体吸收的热量为 ，故 D 正确。
故选 AD。
10．BD
解析：经 内两列波都传播了一个波长，可得两列波的周期相同
由图可知两列波的波长分别为 ，
根据波的传播速度与周期波长关系
波在左右两种介质的传播速度分别为
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故由
两列波再经 1s 同时传播到 处，故 A 错误；
B．波速度由介质决定，波源 发出的波进入介质Ⅱ后波速为 ，故 B 正确；
C．接 B 选项，波源 发出的波再经 ，在介质Ⅱ中传播的距离
即波源 ，再经 传播到 处，再经 介质Ⅱ中向右传播到 处，故 C 错误；
D． 从 x=12m 向左传到 x=3m,需时长
而由 C 选项知 向右从 x=-8m 向右传到 x=3m, 需时长为 2.5s,故在 1.5s 2.5s 时间内, 先引起 x=3m 的质点振动
了一个周期，通过的路程是
由图像知两个波源质点的起振方向都是向下的，t=2.5s,两列波都使 x=3m 的质点从平衡位置开始向下振动，再经
使 x=3m 的质点先到达波谷再回到平衡位置，叠加的合路程为
内， 处的质点经过的路程为 ，故 D 正确。
故选 BD。
11．(1)没有
(2) 饱和电流 遏止电压
(3)图线
(4) 图线
解析：（1）没有光照射光电管的情况下，没有光电子，即不发生光电效应，给光电管加上正向电压，且增加电压
仍不发生光电效应，没有光电流产生。
（2）[1]用蓝光照射光电管，当正向电压增大，光电流逐渐增大，最终达到定值，说明光电管存在着饱和电流。
[2]当反向电压增大，光电流逐渐减小，光电管存在着遏止电压。
（3）增大蓝光强度，饱和光电流增大，遏止电压不变，故再次研究光电流随所加电压变化的关系应是图线 。
（4）[1]换用紫光进行实验，紫光频率高，根据 ，可知紫光的遏止电压高，故应为图线 。
[2]蓝光频率为 ，对应的遏止电压为 ，根据 ，可得金属的逸出功为
[3]紫光照射时有 ，解得
12．(1)③④②①⑤
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(2)1×10-11
(3)6.3×10-10
(4)偏大
解析：（1）实验时先配好溶液，即将 1mL 纯油酸加入酒精中，得到 500mL 的油酸酒精溶液，将配好的油酸酒精
溶液一滴滴地滴入量筒中，记下 200 滴溶液的体积为 1mL，然后向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子
粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，之后在玻璃板上描出油膜的轮廓，把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面
积，最后按照得到的数据，估算出油酸分子的直径，可知，上述操作正确的顺序是③④②①⑤。
（2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
（3）根据数格子的规律，图中油膜的面积
解得
（4）若实验时痱子粉撒得太厚，油酸没有充分散开，没有形成单分子油膜层，使得表面积的测量值偏小，结合上
述可知，会导致所测的分子直径偏大。
13 ．
解析：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在 T0=300K 时充气后的最小胎压为 pmin，最大胎压为 pmax ，
依题意，当 T1=230 K 时胎压为 ，根据查理定律
即
解得
当 T2=370 K 时胎压为 p2 =3.5 atm，根据查理定律
即
解得
故充气后的胎压在 范围内比较合适。
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14．(1)
(2)
解析：（1）设光从空气进入玻璃时的折射角为 ，由折射定律得
在 点发生全反射，则
根据几何关系
联立解得
（2）由三角函数得
在 中
可得 ，
在 中
则
15．（1） ；（2） ；（3）
解析：（1）核反应方程
（2）衰变过程满足动量守恒
带电粒子在磁场中做圆周运动
解得
和α粒子圆周运动的半径之比
（3）核反应过程中的质量亏损
结合质能方程
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和能量守恒定律可知，核反应过程中转化为粒子动能的总能量
即
根据动能和动量的关系
得
则α粒子的动能
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