单元检测十四 光 近代物理
(分值：100分)
考生注意：
1.本试卷分选择题部分和非选择题部分。
2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.请在答题卡(另附)中作答，保持试卷清洁完整。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2025·四川雅安市模拟)下列说法正确的是( )
A.光的偏振现象证明光是纵波
B.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型理论
C.结合能越大原子核一定越稳定
D.衰变释放的α、β、γ射线中，γ射线的电离能力最强
答案 B
解析 光的偏振现象证明光是横波，故A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型理论，故B正确；原子核的比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，但结合能越大原子核不一定越稳定，故C错误；衰变释放的α、β、γ射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故D错误。
2.(2024·湖南长沙市一模)下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是( )
A.普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律
B.爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关
C.康普顿效应进一步证实了光的波动说
D.玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光
答案 A
解析 普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A正确；爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B错误；光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C错误；玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光，故D错误。
3.(2024·湖南省三模)采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为HHHeX，此反应中释放的核能为ΔE，伴随γ光子放出，已知光速为c。下列有关说法正确的是( )
A.反应方程中的X为中子，属于链式反应
B.核聚变反应所释放的γ光子来源于核外电子的能级跃迁
C.核聚变反应只是放出γ光子，并没有质量亏损
D.上述核聚变反应中质量亏损Δm=
答案 D
解析 根据电荷数和质量数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，但聚变反应并非链式反应，A错误；核聚变反应释放出来的γ光子来源于原子核内，B错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知核聚变反应中质量亏损为Δm=，C错误，D正确。
4.(2024·山东威海市二模)如图所示，将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为λ，下列说法正确的是( )
A.暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果
B.相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为
C.若抽去一张纸片，干涉条纹将变密
D.若将红光换为蓝光，干涉条纹将变疏
答案 B
解析 根据光的干涉规律，暗条纹是两列反射光波峰与波谷叠加的结果，故A错误；如图所示为两平板玻璃间空气薄膜的截面图，第n条亮条纹处空气薄膜厚度为dn，第n+1条亮条纹处薄膜厚度为dn+1，则对应的光程差为该处空气薄膜厚度的2倍，Δrn=2dn=nλ，Δrn+1=2dn+1=(n+1)λ，则相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为dn+1-dn=，故B正确；相邻亮条纹间距Δx==，若抽去一张纸片，θ减小，干涉条纹间距变大，则干涉条纹将变疏；若将红光换为蓝光，光的波长变短，干涉条纹间距变小，则干涉条纹将变密，故C、D错误。
5.物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属钾的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系，其图像如图乙所示。已知电子的电荷量大小为e，下列说法正确的是( )
A.若仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大
B.若增大入射光的频率，则光电子的最大初动能保持不变
C.由Uc-ν图像可知，金属钾的截止频率为ν0
D.由Uc-ν图像可求出普朗克常量为
答案 D
解析 由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关，A、B错误；由光电子的最大初动能Ek=eUc，可知当Ek=0时Uc=0，结合图像可知金属钾的截止频率为νc，C错误；由以上整理得Uc=ν-，又由于题给图线的斜率大小为k=，即=，解得h=，D正确。
6.(2025·天津市红桥区期中改编)如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是( )
A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n=2能级
B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C.若用氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时也一定能发生光电效应
D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂时逸出的光电子的最大初动能为6.41 eV
答案 D
解析 n=2能级和n=1能级的能量差为-3.40 eV-(-13.60 eV)=10.2 eV，则吸收的光子能量为10.2 eV时，氢原子才能由基态跃迁到n=2能级，A错误；大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多向外辐射的光子种类为=6种，B错误；由氢原子的能级图可知，从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光子能量，而发生光电效应现象的条件是入射光的能量大于等于金属的逸出功，C错误；氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为E=12.75 eV，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂时，根据爱因斯坦光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为Ekm=E-W0=
(12.75-6.34) eV=6.41 eV，D正确。
7.(2025·山东青岛市调研)“半波损失”是指反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向相反的现象，这种现象仅存在于光从光疏介质射向光密介质的反射光中，折射光没有“半波损失”。某种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，发现镜片呈蓝色，这是因为镜片前表面镀膜增强了蓝光的反射。已知膜的折射率大于镜片的折射率，膜的最小厚度为d，蓝光在膜中的波长为λ。下列说法正确的是( )
A.d= B.d=
C.d= D.d=
答案 A
解析 由题意可知，蓝光从空气射入膜产生反射时发生了半波损失，从膜射入镜片产生反射时不会产生半波损失，则膜的前后两个表面反射的蓝光的振动方向相反，光程差为膜厚度的2倍，两个反射光振动加强，则有2d=(n+)λ(n=1，2，3，…)，解得膜的最小厚度为d=，故选A。
8.(2025·湖北省校考期末)哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节，冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块棱长为1 m的立方体的冰块，冰块内上下底面中心连线为OO'，在O'处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是( )
A.若光在冰块中发生全反射的临界角为C，则sin C=
B.由灯直接发出的光照射到冰块四个侧面时都能从侧面射出
C.由灯直接发出的光照射到冰块上表面时都能从上表面射出
D.从冰块正上方沿OO'方向观察，点光源的视深仍是1 m
答案 C
解析 若光在冰块中发生全反射的临界角为C，则sin C==，故A错误；
如图所示，在直角三角形ABO'中，由几何关系可知sin α==<=sin C，则由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，连接AC中点D与O'，在直角三角形ADO'中，sin β==>=sin C，则由灯直接发出的光照到冰块四个侧面时不是都能从侧面射出，故B错误，C正确；实深是AB，设视深为h，根据折射率定义式结合几何关系可知=n，可得h= m，故D错误。
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
9.照射到金属表面的光可能使金属中的电子逸出，可以用甲图的电路研究电子逸出的情况。阴极K在受到光照时能够逸出电子，阳极A吸收阴极K逸出的电子，在电路中形成光电流。在光照条件不变的情况下改变光电管两端的电压得到乙图。断开开关换用不同频率的单色光照射阴级K得到电子最大初动能与入射光波长倒数的关系图像如丙图所示。真空中光速为c，下列说法正确的是( )
A.由丙图可知普朗克常量h=
B.丙图中的λ0是产生光电效应的最小波长
C.乙图中遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有最大值
D.乙图中电压由0到U1，光电流越来越大，说明单位时间内逸出光电子的个数越来越多
答案 AC
解析 由光电效应方程Ek=hν-W0=hc-W0
Ek-图线与纵轴的交点为逸出功W0=E
斜率为hc=Eλ0
可知普朗克常量h=，A正确；
由题图丙可知，入射光波长倒数越大，电子最大初动能越大，即入射光波长越小，电子最大初动能越大，结合题图丙可知，λ0是产生光电效应的最大波长，B错误；
遏止电压满足Uce=m，它的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有最大值，即光电子有最大初动能，C正确；
单位时间内逸出光电子的个数是由光的强度决定的，当光强一定时，单位时间内逸出光电子的个数是一定的，只不过当电压较小时，不是所有的光电子都能到达阳极，电压越大到达阳极的光电子数越多，D错误。
10.(2025·云南大理市模拟)如图所示，甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是( )
A.冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率
B.在冰晶中，a光的传播速度较大
C.用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大
答案 BC
解析 由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误；根据v=，由于冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，所以在冰晶中，a光的传播速度较大，故B正确；根据干涉条纹间距公式Δx=λ，用同一装置做双缝干涉实验，由于a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，所以b光的条纹间距比a光的窄，故C正确；从同种玻璃中射入空气发生全反射时，根据全反射临界角公式sin C=，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光全反射的临界角较大，故D错误。
11.(2024·河北衡水市三模)福岛核污染水中含有60多种放射性核素，例如氚、碳14等，其中很多放射性核素尚无有效处理技术。其中碘129衰变生成氙，半衰期长达1.57×107年，将会对环境造成永久性污染。关于碘129，下列说法正确的是( )
A.衰变方程为
B.碘129制成碘化物后半衰期减小
C.放射性污染物半衰期越长对环境影响越小
D.碘129衰变过程会释放能量
答案 AD
解析 根据质量数与电荷数守恒可知，碘129的衰变方程为，故A正确；放射性元素的半衰期不受温度、压强、是否是单质等因素的影响，故B错误；放射性污染物半衰期越长，在环境中存在的时间越长，对环境影响越大，故C错误；碘129衰变过程有质量亏损，会释放能量，故D正确。
12.(2025·广西南宁市适应性考试)矿井空气中的瓦斯浓度超过1%时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝后面放置两个完全相同的薄壁透明容器A、B，容器A中是干净的空气，容器B与矿井中空气相通。用某种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是( )
A.若屏的正中央是亮纹，说明B中的空气一定不含瓦斯
B.若屏的正中央是暗纹，说明B中的空气一定含有瓦斯
C.同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小
D.用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小
答案 BCD
解析 若屏的正中央是亮纹，如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是通过A、B的两束光到屏的中央光程差恰好为波长的整数倍，则中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，故A错误；如果屏的正中央是暗纹，通过A、B的两束光到屏中央必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，一定含有瓦斯，故B正确；同种频率的光在含有瓦斯的空气中的折射率大于在干净空气中的折射率，根据v=，可知同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小，故C正确；根据Δx=λ，用频率更大的单色光照射单缝时，由于单色光的波长变小，则屏上出现的干涉条纹间距变小，故D正确。
三、非选择题(本题共5小题，共44分)
13.(8分)(2024·江西南昌市三模)某实验兴趣小组用插针法测定玻璃砖的折射率。
(1)实验示意图如图甲，下列说法中正确的是 。
A.为了使P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些
B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
D.若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射
(2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，则玻璃砖的折射率是 。
(3)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 ；乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案 (1)C (2)1.5 (3)偏小 不变
解析 (1)为了使P1、P2的像重合，P1、P2的距离适当即可，不需要尽可能小，故A错误；
为了减小测量误差，入射角应适当大一些，即P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；
为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确；
由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖内下表面发生全反射，故D错误。
(2)由折射率公式得n==1.5
(3)图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线路如图虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小。
图②乙同学测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
14.(6分)在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。
(1)图甲、图乙都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是图 。
(2)将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右各光学元件的排列顺序应为 。(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图戊所示，则其示数为 mm；在B位置时游标卡尺如图己所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m(保留2位有效数字)。
答案 (1)甲 (2)CEDBA (3)111.10 5.4×10-7
解析 (1)题图甲中的条纹间距和宽度相同，是干涉图样，题图乙是衍射图样。
(2)光源发出的是白光，各种频率的光都有，加上E后通过的只有红光，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同的相干光，放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA。
(3)A位置的示数为111 mm+2×0.05 mm=111.10 mm；B位置的示数为115 mm+9×0.05 mm=115.45 mm，题图丁中A、B之间的距离为115.45 mm-111.10 mm=4.35 mm，则相邻两个亮(暗)条纹的间距为Δx= mm，根据公式Δx=λ，代入数据得λ≈5.4×10-7 m。
15.(8分)(2024·辽宁省模拟)2023年12月14日，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”梦想。该“人造太阳”中的一种核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放能量用来发电。氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，反应中释放的核能为ΔE，光速为c。
(1)写出上述“人造太阳”核反应方程；
(2)求出释放出的粒子的质量m4；
(3)若此装置中的另一种核反应的方程是HHHe，已知HHe核的比结合能分别为EH=1.09 MeV、EHe=7.03 MeV，试求此核反应过程中释放的核能。
答案 (1)见解析 (2)m1+m2-m3- (3)23.76 MeV
解析 (1)根据题意可得，“人造太阳”核反应方程为HHHen
(2)根据题意可得ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2
所以m4=m1+m2-m3-
(3)该核反应过程中释放的核能为ΔE'=4EHe-4EH
代入数据解得ΔE'=23.76 MeV。
16.(10分)(2025·山东青岛市模拟)如图所示，MON为一扇形玻璃砖的截面，其圆心角为135°，半径r=8 cm。一束平行单色光沿着ON方向射向OM面，玻璃砖对此单色光的折射率为，不考虑光线在玻璃砖内反射光的再次出射，求圆弧上有光透出的弧长。
答案 2π×10-2 m
解析 当光线经玻璃砖折射后恰好在圆弧面发生全反射，所以圆弧面上只有BC段有光透出，如图所示
根据折射定律可得n=
根据几何关系可得α=45°
所以sin β=，β=30°
根据全反射临界角与折射率的关系可得n=
所以∠ABO=45°
根据几何关系可得∠BOC=120°-∠AOB
∠AOB=180°-∠ABO-(90°-β)=75°
所以∠BOC=45°
所以圆弧上有光透出的弧长为l=·2πr=2π×10-2 m。
17.(12分)1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：
(1)圆环内径R的最小值；
(2)在(1)问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。
答案 (1)(+1)d (2)
解析 (1)从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线都能发生全反射，如图所示，根据几何关系得
sin θ=
设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有θ≥C
根据临界角公式有sin C=
因此有sin θ≥sin C
即≥
解得R≥==(+1)d
所以R的最小值为(+1)d；
(2)在(1)问的情况下θ=45°
代入可得R=(+1)d
如图所示，光在光纤内传播的总路程为s=6R=6(+1)d
光在光纤内传播速度为v==c
所求时间为t==。单元检测十四 光 近代物理
(分值：100分)
考生注意：
1.本试卷分选择题部分和非选择题部分。
2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.请在答题卡(另附)中作答，保持试卷清洁完整。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2025·四川雅安市模拟)下列说法正确的是( )
A.光的偏振现象证明光是纵波
B.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型理论
C.结合能越大原子核一定越稳定
D.衰变释放的α、β、γ射线中，γ射线的电离能力最强
2.(2024·湖南长沙市一模)下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是( )
A.普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律
B.爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关
C.康普顿效应进一步证实了光的波动说
D.玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光
3.(2024·湖南省三模)采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为HHHeX，此反应中释放的核能为ΔE，伴随γ光子放出，已知光速为c。下列有关说法正确的是( )
A.反应方程中的X为中子，属于链式反应
B.核聚变反应所释放的γ光子来源于核外电子的能级跃迁
C.核聚变反应只是放出γ光子，并没有质量亏损
D.上述核聚变反应中质量亏损Δm=
4.(2024·山东威海市二模)如图所示，将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当红光从上方入射时，可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为λ，下列说法正确的是( )
A.暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果
B.相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为
C.若抽去一张纸片，干涉条纹将变密
D.若将红光换为蓝光，干涉条纹将变疏
5.物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属钾的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系，其图像如图乙所示。已知电子的电荷量大小为e，下列说法正确的是( )
A.若仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大
B.若增大入射光的频率，则光电子的最大初动能保持不变
C.由Uc-ν图像可知，金属钾的截止频率为ν0
D.由Uc-ν图像可求出普朗克常量为
6.(2025·天津市红桥区期中改编)如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是( )
A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n=2能级
B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C.若用氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时也一定能发生光电效应
D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂时逸出的光电子的最大初动能为6.41 eV
7.(2025·山东青岛市调研)“半波损失”是指反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向相反的现象，这种现象仅存在于光从光疏介质射向光密介质的反射光中，折射光没有“半波损失”。某种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，发现镜片呈蓝色，这是因为镜片前表面镀膜增强了蓝光的反射。已知膜的折射率大于镜片的折射率，膜的最小厚度为d，蓝光在膜中的波长为λ。下列说法正确的是( )
A.d= B.d=
C.d= D.d=
8.(2025·湖北省校考期末)哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节，冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块棱长为1 m的立方体的冰块，冰块内上下底面中心连线为OO'，在O'处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为1.3。下列说法正确的是( )
A.若光在冰块中发生全反射的临界角为C，则sin C=
B.由灯直接发出的光照射到冰块四个侧面时都能从侧面射出
C.由灯直接发出的光照射到冰块上表面时都能从上表面射出
D.从冰块正上方沿OO'方向观察，点光源的视深仍是1 m
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
9.照射到金属表面的光可能使金属中的电子逸出，可以用甲图的电路研究电子逸出的情况。阴极K在受到光照时能够逸出电子，阳极A吸收阴极K逸出的电子，在电路中形成光电流。在光照条件不变的情况下改变光电管两端的电压得到乙图。断开开关换用不同频率的单色光照射阴级K得到电子最大初动能与入射光波长倒数的关系图像如丙图所示。真空中光速为c，下列说法正确的是( )
A.由丙图可知普朗克常量h=
B.丙图中的λ0是产生光电效应的最小波长
C.乙图中遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有最大值
D.乙图中电压由0到U1，光电流越来越大，说明单位时间内逸出光电子的个数越来越多
10.(2025·云南大理市模拟)如图所示，甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是( )
A.冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率
B.在冰晶中，a光的传播速度较大
C.用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大
11.(2024·河北衡水市三模)福岛核污染水中含有60多种放射性核素，例如氚、碳14等，其中很多放射性核素尚无有效处理技术。其中碘129衰变生成氙，半衰期长达1.57×107年，将会对环境造成永久性污染。关于碘129，下列说法正确的是( )
A.衰变方程为
B.碘129制成碘化物后半衰期减小
C.放射性污染物半衰期越长对环境影响越小
D.碘129衰变过程会释放能量
12.(2025·广西南宁市适应性考试)矿井空气中的瓦斯浓度超过1%时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝后面放置两个完全相同的薄壁透明容器A、B，容器A中是干净的空气，容器B与矿井中空气相通。用某种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是( )
A.若屏的正中央是亮纹，说明B中的空气一定不含瓦斯
B.若屏的正中央是暗纹，说明B中的空气一定含有瓦斯
C.同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小
D.用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小
三、非选择题(本题共5小题，共44分)
13.(8分)(2024·江西南昌市三模)某实验兴趣小组用插针法测定玻璃砖的折射率。
(1)实验示意图如图甲，下列说法中正确的是 。
A.为了使P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些
B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
D.若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射
(2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，则玻璃砖的折射率是 。
(3)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 ；乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.(6分)在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。
(1)图甲、图乙都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是图 。
(2)将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右各光学元件的排列顺序应为 。(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图戊所示，则其示数为 mm；在B位置时游标卡尺如图己所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m(保留2位有效数字)。
15.(8分)(2024·辽宁省模拟)2023年12月14日，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”梦想。该“人造太阳”中的一种核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放能量用来发电。氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，反应中释放的核能为ΔE，光速为c。
(1)写出上述“人造太阳”核反应方程；
(2)求出释放出的粒子的质量m4；
(3)若此装置中的另一种核反应的方程是HHHe，已知HHe核的比结合能分别为EH=1.09 MeV、EHe=7.03 MeV，试求此核反应过程中释放的核能。
16.(10分)(2025·山东青岛市模拟)如图所示，MON为一扇形玻璃砖的截面，其圆心角为135°，半径r=8 cm。一束平行单色光沿着ON方向射向OM面，玻璃砖对此单色光的折射率为，不考虑光线在玻璃砖内反射光的再次出射，求圆弧上有光透出的弧长。
17.(12分)1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。此举被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：
(1)圆环内径R的最小值；
(2)在(1)问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。
