启东中学作业本—高三物理
目 录
第十九章 光的传播 ................................................................................................................... 1
作业1 作业2 作业3 作业4 作业5 作业6 作业1 作业2 作业3 作业4 作业5 作业6 作业1 作业2 作业3 作业4 作业5 作业1 作业2 作业3 作业4 作业5
光的直线传播 ................................................................................................... 1 光的折射 ........................................................................................................... 3 单元训练卷 ....................................................................................................... 6 全反射 ............................................................................................................... 9 光的色散 ......................................................................................................... 12 单元训练卷 ..................................................................................................... 14 光的干涉(1) .................................................................................................... 18 光的干涉(2) .................................................................................................... 21 光的衍射 ......................................................................................................... 23 光的电磁说光的偏振 ..................................................................................... 26 激光 ................................................................................................................. 29 单元训练卷 ..................................................................................................... 31 光电效应光子 ................................................................................................. 33 光的波粒二象性 ............................................................................................. 36 能级 ................................................................................................................. 38 物质波 ............................................................................................................. 41 单元训练卷 ..................................................................................................... 43 原子的核式结构原子核 ................................................................................. 46 天然放射现象衰变 ......................................................................................... 48 放射性的应用与防护 核反应 核能 ........................................................... 51 裂变轻核的聚变 ............................................................................................. 54 单元训练卷 ..................................................................................................... 57
第二十章 光的波动性 ............................................................................................................. 18
第二十一章 量子论初步 ......................................................................................................... 33
第二十二章 原子核 ................................................................................................................. 46
期中检测卷 ................................................................................................................................. 59 期末检测卷(A) ........................................................................................................................... 65 期末检测卷(B) ........................................................................................................................... 70
第十九章 光的传播
作业1 光的直线传播
一、选择题(每小题4分,共36分)、 1.下列物体哪些是光源( )
A.月亮 B.太阳
C.放电影时的银幕 D.放电视时的荧光屏 答案：BD
2.下列说法中正确的是( )
A.光在同一种介质中总是沿直线传播的. B.小孔成像是光直线传播形成的. C.光在真空中的传播速度最大.
D.光在介质中的传播速度比在真空中的传播速度大. 答案：BC
3.关于光线和影的正确说法是( )
A.让一束光线从小孔射入无尘埃的暗室里,则在暗室里的任何位置都能看到这束光. B.光源发出的光照到不透明的物体上,在背光面的后面总要形成本影区和半影区. C.根据光源发出的两条光线,可以确定该点光源的位置. D.影的大小仅由投影物体的大小决定. 答案：C
4.在一工棚的油毡屋顶有一个小孔,太阳光通过它落到地面上形成一个圆形光斑,下列说法错误的是( )
A.小孔的形状一定是圆的. B.太阳的形状是圆的.
C.地面上的光斑是太阳的像. D.光是沿直线传播的. 答案：A
5.设夏天中午发生日偏食,在树阴下,可以看到地面上有一个个亮斑,这些亮斑的形状应是 ( )
A.不规则的圆形 B.规则的圆形 C.规则的月牙形 D.以上都有可能 答案：C
6.关于月食和日食的说法正确的是( )
1
A.处在月球本影的人,看到日全食. B.处在地球半影的人,看到月偏食. C.处在地球半影的人,看到日偏食. D.处在月球本影的人,看到月全食. 答案：A
7.一人自街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子正好在自己脚下；如果人以不变速度朝前走,则他头部影子相对于地面的运动情况( ) A.匀速直线运动. B.匀加速直线运动. C.变加速直线运动. D.无法确定. 答案：A
8.医院外科手术室里的无影灯所以不会留下影子,这是因为( ) A.无影灯发出的光能够改变传播方向.
B.无影灯的光源发光面积很大,不会使被照物体产生半影. C.无影灯的光源发光面积很大,不会使被照物体产生本影.
D.无影灯的光源发光面积很大,既不会使被照物体产生本影,也不会使被照物体产生半影. 答案：C
9.如图所示为发生日食的示意图,则由图可知( ) A.地球a区的人看不到日食现象. B.地球b区的人可见日偏食. C.地球c区的人可见日全食. D.地球d区的人可见日环食. 答案：ABCD
10.最早尝试测定光速的科学家是___________,美国物理学家迈克尔逊发明__________方法测量光速,现代用__________极大地提高测量的精确度,c=__________.
8
答案：伽利略,旋转棱镜法,激光测速法,3.0×10.
11.光是有能量的,光照到物体上使物体发热是__________能转化为__________能；光使照相底片感光是__________能转化为__________能；光照射到光电池使它供电是__________能转化成______.
答案：光,内,光,化学能,光,电能.
12.如图所示.A是直径10cm的发光圆球,B是直径5cm的遮光板(垂直纸面).C为光屏(垂直纸面),三者的中心共轴AB相距200cm,当A的本影恰在C上消失时,CB的距离为__________cm,此时半影的半径为____________________cm,可获得本影的最大直径为__________.
答案：200cm,10cm,5cm 三、计算题(共52分)
13,(4分)光照射到茂密的树林里,常见地面上有许多圆形小光斑,用学过的知识解释这一现象.
2
答案：小孔成像原理
14.(6分)一电线杆在阳光斜射下,影长8m.旁边有一根2m的直立杆,影长16m,求电线杆的高度
答案：10m
15.(8分)房内高处有白炽灯S(点光源),如果在S所在位置沿着垂直墙壁BC的方向扔出一个小球A,如图所示,请描述A在BC上的影子沿着BC的运动情况
答案：设点光源S距BC墙的距离为d，经过t时间，平抛物体A的水
12gt，故根据相似三角形，可求得A的影子在BC墙上的位移2gdtgd为，即其影子的速度为，是匀速直线运动.
2v2v平位移为vt，竖直位移为
16(10分)在日落一段时间后,常能在高空中看到明亮的人造卫星有一个在地球赤道上方
飞行的人造卫星,日落2h后仍能在正上方看到它,试求这颗卫星的最低高度(地球半径为
6
R=6.4×10m).
5
答案：9.9×10
17.(10分)古希腊某地理学家通过长期观测,发现6月21日正午时刻,在北半球的A城阳光与垂直方向成7.5°角下射,而在A城的正南方,与A城地面距离为L的B城,阳光恰好沿垂直方向下射,如图所示射到地球的太阳光可视为平行光据此他估算出了地球的半径R,请你写出R的表达式. 答案：
24L
18.(14分)一辆实验小车可沿水平地面(图中的纸面)上的长直轨道匀速向右运动有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,如图所示,转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T=60s,光束转动的方向为逆时针方向,当光束与MN的夹角为45°,光束正好射到小车上如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留两位有效数字). 答案：1.7m/s或2.9m/s
作业2 光的折射
一、选择题(每小题4分,共36分)
1.关于光的反射和折射,以下说法正确的是( A.光反射时,传播方向一定改变.
B.光发生折射时,光的传播方向可能偏转90°. C.光发生折射时,一定伴随反射现象. D.光发生反射时,一定伴随折射现象.
)
3
答案：AC
2.一学生在操场上旗杆旁地面上水平放了一小块玻璃镜片,他恰好能站直身体从镜片中看到旗杆顶.他身高约1.65m,站立处与镜片距离为1m,与旗杆距离为10m那么旗杆高度的较准确值为( )
A.17m B.15.3m C.14.4m D.16m 答案：B
3、三人同时在岸边用枪对水中的鱼射击,结果有一人将鱼击中,由此可知( ) A.三人中一定有一人未瞄准. B.三人中一定有两人未瞄准. C.三人中一定有一人瞄准了. D.三人中一定有二人瞄准了. 答案：A
4.如图所示,光源s发出的光经狭缝后变成很窄的一束光,进入折射率为3,横截面积为半圆形的玻璃砖M,光束沿M的半径入射,当M以半圆柱的轴线O为轴,缓慢地沿顺时针方向旋转后,下述说法正确的有( )
A.光线OA与法线的夹角r减小,光的强度减弱. B.光线OA与法线间的夹角r变大,强度增大. C.光线OB与法线间的夹角r′增大,强度增大厅. D.当SO与平面的夹角小于arccos3时,光线OA消失. 3答案：CD
5.假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层时情况相比( ) A.将提前. B.将延后.
C.在某些地区将提前,在某些地区将延后. D.不变. 答案：B
6.有一束单色光从A穿过B再折向C,如图所示,下面说法中正确的是( )
A.介质B对于A或C都是光密介质. B.介质B对于A或C都是光疏介质. C.光在介质B中的速度最大. D.光在介质C中波长最长. 答案：BC
7.在没有月光的夜间,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源),小鱼在水
4
中游动,小鸟在水面上方飞翔设水中无杂质,且水面平静,下列说法正确的是( ) A.小鱼向上方水面看去,看到水面到处都是亮点,但中部较暗. B.小鱼向上方看去,看到的是一个亮点,它的位置与鱼的位置无关.
C.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的.周围是暗的. D.小鸟向下方水面看去,看到的是亮点,它的位置与鸟的位置有关. 答案：BD
8如图所示,a、b、c三条光线交S点,如在S前任意放置一平面镜,则( )
A.三条反射光线可能交于一点,也可能不交于一点. B.三条反射光线不可能交于一点. C.三条反射光线必交于镜面前一点. D.三条反射光线延长线交于镜后一点. 答案：C
9.单色光自真空射到折射率为n的介质界面上,形成反射光束和折射光束,则反射光和折射光( ) A.颜色相同 B.光速相同 C.波长相同 D.频率相同 答案：AD
二、填空题(每小题4分,共12分)
10.如图所示,等腰棱镜的顶角为30°,光线MD垂直于AC边射向棱镜,入射光线MD和折射光线ON的延长线夹角为30°,则光在这种玻璃中传播的速度大小为__________m/s. 答案：310
11.光线从空气入射玻璃砖表面,玻璃砖对此光的折射率n=1.5,它在玻璃中的传播速度为__________m／s；它在玻璃中的折射角γ的取值范__________. 答案：210,0rarcsin882 312.一束光线由空气射入某介质,如果入射光线和界面的夹角为30°,这时反射光线与折射光线互相垂直,则介质的折射率是__________,光在该介质中的传播速度是__________. 答案：3,310m/s
三、计算题(共52分)
13.(8分)在图中,平面镜与水平面成60°角,光线跟平面镜成30°入射,水的折射率为4/3,求光线在水中的折射角的大小.
85
答案：arcsin33 814.(8分)有人在游泳池边竖直向下观察池水的深度,看上去池水的视深度约为h,已知水的折射率n=4/3,那么池水的实际深度H约为多少? 答案：
4h 315.(10分)在水平地面上有一点光源S,被一不透明罩遮住,在罩的上方开小孔,一束光通过此小孔竖直向上射到距地面h=3m的水平放置的平面镜上,如图所示,若平面镜从水平位置起绕水平轴0匀速转动,经过01s,镜面转过30°,那么由镜面反射到地面的光斑,在0.1s末的即时速度为多少? 答案：40m/s
16(12分)一玻璃砖ABCD和两根大头针P、Q的平面图如图所示,其中P紧贴BC边由箭头方向看去,从AD面反射的Q的像和通过玻璃砖看到的P恰好重合,若AB=CD=90mm,玻璃砖的折射率为1.5,则P、Q两大头针的距离是多少? 答案：150mm
17.(14分)在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S,从S发出的光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,如图所示若沿此光线传播的光从光源到玻璃上表面的传播时间与在玻璃板中相等,点光源S到玻璃板上表面的垂直距离L应是多少? 答案：
ncosd 2112sinn作业3 单元训练卷
一、选择题(每小题4分,共24分)
1光射到两种介质的界面上发生的现象是( ) A.一定同时发生反射和折射. B.可能只发生反射而不发生折射. C.可能只发生折射而不发生反射. D.既不发生反射也不发生折射. 答案：B
2.在水底同一深处并排放置三种颜色的小球,如从水面正上方垂直俯视这三只小球.感觉最浅的球是( ) A.紫色的球
6
B.蓝色的球 C.红色的球
D.三个球同样深浅 答案：A
3井口和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则( )
A.枯井蛙觉得井口大一些. B.水井蛙觉得井口大一些.
C.晴天的夜晚,枯井蛙能看到更多的星星. D.晴天的夜晚,水井蛙能看到更多的星星. 答案：AD
4.水的折射率为4/3,在水面下有一点光源,在水面上能看到一个圆形透光面,若看到透光面圆心位置不变而半径不断减小,则下面正确的说法是( ) A.光源上浮 B.光源下沉 C.光源静止 D.以上都不对 答案：A
5.如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图,下列判断中正确的是( ) A.AO是入射光,OB为反射光,OC为折射光 B.BO是入射光,OC为反射光,OA为折射光 C.CO是入射光,OB为反射光,OA为折射光 D.条件不足,无法确定 答案：C
6.一点光源S经平面镜M成像于S′,人站于P点可以观察到S′,今在S、M间一不太大的遮光板N,如图所示,则( ) A.S不能在M中成像 B.S仍能在M中成像
C.人眼观察到的S′的亮度将减小 D.人眼观察到的S′的亮度将不变 答案：BC
二、填空题(每小题4分,共16分)
7一束光线由空气射入某介质,如果入射光线和界面的夹角为30°,这时反射光线与折射光线互相垂直,则介质的折射率是__________,光在该介质中的传播速度是__________. 答案：3,310m/s
8.一个圆柱形水桶,高20cm,直径15cm,没装水时,从桶外某处可以看到桶沿口下11.25cm处,如图所示如果桶内装满水,观察位置不变,则刚好能看到桶底边缘处.由此可以得出水的折射率是__________.
87
答案：1.33
9、如图所示,一束平行光的宽度为d,由空气射入某液体中,入射角为45°,已知液体的折射率为2,则光束在液体中传播时的宽度d′=__________. 答案：
6d或大于d 210.一块15mm厚的玻璃平板,放在书上,当我们从正上方看时,书上的文字好像升高了5mm,该玻璃的折射率为n=__________. 答案：1.5
三、作图题、计算题(共60分)
11.(6分)一直线状物体AB经平面镜MN成像,可看见AB完整像的区域为图中的DMNE区域,可见其部分像的区域为图中的CMD和ENF区域,试用作图法确定物体AB的位置,并写出简要的作图步骤. 答案：略
12(8分)甲、乙两墙相对而立,相距4m,甲墙上竖直挂一个08m长的平面镜,人站在离镜2m处.如果人眼不动.那么他在镜中看到乙墙的部分有多高? 答案：2.4m
13.(8分)如图所示,游泳池的水深1.5m,一竹竿竖直插于池底,露出水面部分长为0.5m当太阳光与水平面成45°角射来时,在池底测得竹竿的影长为1.5m.求水的折射率. 答案：1.27
14.(12分)光线从空气射入玻璃砖的上表面,再从下表面射出,如图所示,试证出射光线跟入射光线平行,并求出射光线相对入射光线发生的侧移距离d.(设玻璃砖的折射为n、厚度为h、入射角为i)
sini 答案：htani2n2sini15.(12分)在深为H的蓄水池上浮着一块半径为r的圆木板(厚度不计),在圆木板中心的
上方h高处有一点光源S,为了使蓄水池底形成底圆阴影面积最大,光源S离圆木板的高度h应为多大?这时形成的池底阴影底最大半径是多少?(水的折射率为n) 答案：h0,RrHn12
16.(14分)如图所示,宽为a的平行光束从空气斜向入射到两面平行的
8
玻璃板上表面,入射角为45°,光束中包含两种波长的光,玻璃对这两种波长的光的折射率分别为n1=1.5,n2=3求：
(1)求每种波长的光射入上表面后的折射角r1、r2.
(2)为使光束从玻璃板下表面出射时能分成不交叠的两束,玻璃板的厚度d至少为多少?并画出光路图. 答案：(1)r1arcsin26710107,(2)d,r2arcsina,图略
363作业4 全反射
一、选择题(每小题4分,共28分)
1.放在空气中的上、下表面平行的玻璃板,若光束从空气中投射到它的上表面时,则( ) A.如果入射角大于临界角,光在上表面发生全反射.
B.因为光是从空气射入玻璃的,故在上表面会发生全反射. C.在光由玻璃板上表面再射向下表面时有可能发生全反射. D.光在上、下表面均不可能发生全反射. 答案：D
2.两单色光a和b分别从截面为半圆的玻璃体的曲面射入,都从O点(球心处)射出如图所示,则可知( )
A.单色光a穿出玻璃体的时间比单色光b穿出玻璃体的时间短. B.玻璃体对单色光b的折射率较大. C.单色光a比单色光b的波长要长.
D.a、b两种单色光从同一种介质斜射入空气时发生全反射时的临界角b光较大. 答案：ABC
3.如图所示,一束光从空气射向折射率n=2(临界角C=45°)的某种玻璃的表面,i代表入射角,则( ) A.当i>45°时会发生全反射现象.
B.无论入射角i是多大,折射角都不会超过45°. C欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射.
D.当入射角iarctan2时,反射光线跟折射光线恰好相互垂直.
答案：BCD
4.已知水的折射率为4/3,在水面上看到一个直径3m的圆形透光光斑,那么水中的光源不可能( ) A是一个点光源.
9
B.是同一深度的两个不同心的圆形发光面. C.位于水下3m深处. D.位于水下1m深处. 答案：BC
5.劣质的玻璃中往往含有气泡.这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列不同的解释,其中正确的是( )
A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮. B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮.
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮. D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮. 答案：D
6如图所示,一束平行单色光从真空射入折射率为2、半径为R的半球形玻璃球,则从右侧向左看( ) A.半球表面都发光. B.半球表面无光线射出. C.半球表面中央有截面半径为
2R的圆亮斑. 22R的圆亮斑. 2D.半球表面中央有截面半径为
答案：D
7.如图所示,P、Q是两种透明材料做成的两块形状相同的直角梯形三棱镜,叠合在一起组成一个长方体,某单色光自P的上表面斜射入P后正好垂直通过两物质的界面,已知材料的折射率nP 二、填空题(每小题6分,共24分) 8﹑已知某种无色透明液体对红、绿、蓝色光的折射率分别为1.512、1532、1.534,如果这些光以相同的入射角由液体射向液体与空气的交界面,并且入射角等于绿光的临界角,从液体上方观察,液体将呈现_________色. 答案：红 9.某种单色光在A、B、C三种介质中的临界角分别是30°、45°、60°,则该单色光在这三种介质中的速度之比是vA：vB：vC=_________. 答案：1:2:3 10 10﹑将某种折射率为2的材料制成直角三棱镜,置于空气中,一条光线垂直于斜面射入,如图所示,若要使光线在直角边所在的界面上经两次全反射后仍由斜面射出,则θ角的范围是________. 答案：30°<θ<60° 11.某种液体的折射率为2,液面下有一束水平光线射到一只平面镜上,如图所示,镜面与水平光线的夹角在什么范围内,反射后的光线就不能向上射出液面? 答________________________________________________________ 答案：小于22.5°,或大于67.5°小于90° 三、计算题(共48分) 12.(8分)折射率为2(临界角为45°)长为L的细长透明长方体如图所示.若从A端面射入的光线在透明体中恰能发生全反射,则光线经过多次全反射后由A到B所需的时间为多少? 答案： 2L c13(10分)如图所示,AOB是1/4圆柱形玻璃砖截面图,玻璃砖的临界角为30°平行光垂直于AO面入射.试问圆柱体的ACB表面上多大范围内有光线射出? 答案：弧长ABC的1/3范围内有光线射出. 14(14分)如图所示,在一块薄圆木板的圆心处垂直于板插入一根大头针,将板浮于水面,观察者在水面附近恰好看不到浸在水中的大头针的针头C已知圆木板直径为d,大头针OC长为h,术水的折射率. 4h2d2答案： d15.(16分)如图所示,将截面积是矩形的玻璃棒(已知棒的直径为d,折射率为1.5)弯成马蹄形,弯曲部分是一个半圆(内径为R),一束光线从一个端面正方向射入,若要光线从另一端全部射出,则R：d的比值至少是多少? 答案：3 11 作业5 光的色散 一、选择题(每小题5分,共40分) 1.一束白光从空气中通过三棱镜后发生色散,下列说法正确的是( ) A.红光比紫光偏折小. B.棱镜对红光的折射率较紫光大. C.红光在棱镜中的速度比紫光小. D.红光和紫光通过三棱镜时速度变小. 答案：AD 2如图所示,一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上,经三棱镜折射后交会在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱镜对红光和紫光的折射率,则有( ) A.n1 3.abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,如图所示,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上全反射若光线在ac面上入射点位置不变,改变入射光的方向(不考虑自bc面反射的光线),已知C红>C紫(c为临界角),那么( ) A.使入射光按顺时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则红光将首先射出. B.使入射光按顺时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则紫光将首先射出. C.使入射光按逆时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则紫光将首先射出. D.使入射光按逆时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则红光将首先射出. 答案：A 4等腰三棱镜的顶角为30°,光线垂直棱镜的一个腰射入棱镜,从另一个腰射出,出射光线偏离原来光线方向30°角,如图所示,则制成该棱镜材料的折射率是( ) A.3 B. 3 2C. 3 3D. 3 2) 答案：A 5.一块全反射棱镜,它改变光路的情况有( A.使光线的传播方向改变90°. B.使光线传播方向改变180°. C.使一束平行光上F边缘互相对调. D.使一平行光束变成发散光束. 12 答案：ABC 6.如图所示,光线斜射到一块两面平行的玻璃砖的一个侧面,出射光线相对入射光线发生甲行侧移,侧移量d的大小与下列物理量中有关的是( ) A.玻璃的折射率 B.玻璃砖的厚度 C入射角的大小 D光的频率 答案：ABCD 7.如图所示,透明薄壁圆桶型水槽中装有水,置于水平桌面上,筒内有一可绕轴O转动的平面镜,一束自光水乎射向平面镜,恰使光线竖直地射出水面.设光从水射向空气时,红光的临界角为Cl,紫光的临界角为C2,则当镜面从图示位置起发生下述哪种转动时恰好无光射出水面( ) A.顺时针转过C1. B.逆时针转过C1/2. C.顺时针转过C2/2. D.逆时针转过C2. 答案：B 8.一块半圆柱形玻璃砖放在空气中,如图所示,一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖,经玻璃砖折射后在光屏P上形成由红到紫的彩色光带,当α逐渐减小时；彩色光带变化情况是( ) A.红光最先消失. B.紫光最先消失. C.红光和紫光同时消失. D.从左到右的色光排列为红一紫. 答案：BD 二、填空题(每小题5分,共15分) 9.三棱镜的横截面为如图所示的直角三角形ABC,其中∠B=30°,当一束单 色光垂直入射棱镜的BC面,到达AB面的P点时发生全反射,此后,光线再 经过________次全反射,从________面射出. 答案：3,BC 10.有一横截面为等腰三角形的玻璃棱镜,它的顶角为30°,光线垂直于棱镜的一侧面射入,从另一侧面射出,若出射光线与入射光线的夹角为30°,则此棱镜的折射率为________. 答案：3 11.光从玻璃棱镜的一个侧面射入,从另一侧面射出,射出的方向跟射入方向相比,明显地向着棱镜的________；隔着棱镜看物体,就可以看 13 到物体的虚像,这个虚像的位置比物体的实际位置向________. 答案：底边偏折,顶角偏移 三、计算题(共45分) 12.(12分)如图所示,棱镜的AC表面镀有反射膜,一束白光射向AB面,经折射、反射后,在光屏P上形成宽ab的彩色光带.试用作图法分析ab上色彩的排列情况. 答案：A到b依次红光到紫光. 13.(15分)水面下有一水平放置的平面镜,一束白光垂直水面射入水中并射向平面镜,已知红光由水中射向空气时临界角为C1,紫光由水中射向空气时临界角为C2,那么当平面镜绕其中心转动时,须至少转过多少角度时,才没有光线射出水面? 答案： C1 214.(18分)如图所示,透明介质球的半径为R,光线DC平行于直径AB射到介质球的C点,DC与AB的距离H=O.8R. (1)试证明：DC光线进入介质球后,第一次到达介质球的界面时,在界面上不会发生全反射；(要求说明理由) (2)若DC光线进入介质球后,第二次再到达介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,求介质的折射率. 答案：(1)略，(2)1.79 作业6 单元训练卷 一、选择题(每小题3分,共36分) 1.人站在岸上看清澈水中的鱼和水草,看到的是( ) A.鱼和水草本身. B.鱼和水草的实像. C.鱼和水草的虚像. D.斜看时,看到的是虚像；垂直于水面看时,看到的是鱼和水草本身. 答案：C 2.如图所示,虚线表示两种介质的界面及其法线,实线分别表示入射光线、反射光线和折射光线对此,下列说法中正确的是( ) A.BO不可能是入射光线. B.AO可能是入射光线. C.CO可能是入射光线. D.OB可能是反射光线. 答案：ABD 3.夏天中午时,若发生日偏食,在树阴下,可以看见地面上有一个个亮斑,这些亮斑是太阳光透过浓密的树叶之间的缝隙照到地面上形成的亮斑的形状是( ) A.不规则图形B规则的圆形 C.规则的月牙形D.以上都有可能 14 答案：C 4.如图所示,两束颜色不同的单色光束A和B分别沿半径方向射入半圆形玻璃砖,出射光线都沿OP方向,下列说法正确的是( ) A.A穿过玻璃砖所需的时间较长. B.光由玻璃射向空气发生全反射时,A的临界角小. C.光由玻璃射向空气发生全反射时,B的临界角小. D.以上都不对. 答案：C 5.在完全透明的水下某深度处.放一点光源.在水面上可见一个圆形透光平面,如果透光圆面的半径在匀速增大则光源正在( ) A.加速上升 B.加速下降 C.匀速上升 D.匀速下降 答案：D 6.如图所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气,一束光从三棱镜左边A点射入,从三棱镜右边射出时拉生色散,各色光分布在a点和b点之间,则( ) A.从a点射出的是红光,从b点射出的是紫光. B.从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光. C.从a点和b点射出的都是红光,从a、b中点射出的是紫光. D.从a点和b点射出的都是紫光,从a、b中点射出的是红光. 答案：B 7.如图所示,光从真空中入射到一块平的透明材料上,入射角是40°,问反射光线和折射光线之间的夹角的可能范围是( ) A.小于40° B.在40°～100°之间 C.在100°～140°之间 D.大于140° 答案：C 8.如图所示为一截面为1/4圆的玻璃棱镜,一束平行单色光平行于OA面且垂直于OB面入射到圆弧面上已知棱镜玻璃的折射率为 2(临界角为45°),则以下说法正确的是( ) A.所有入射光线通过棱镜后都能从OB面出射. B.当光线与入射点处半径夹角大于45°时,这部分光将在OB面上发生全反射. C.当光线与入射点处半径夹角小于45°时,这部分光将在OB面上发生全反射. D.当光线与入射点处半径夹角大干75°时,这部分光将在OB面上发生垒反射. 答案：A 15 9.平行的红光、绿光、紫光同时斜射到一块长方形玻璃砖上,通过玻璃砖后从另一表面射出,则下列叙述中错误的是( ) A.在玻璃中速度最大的是红光. B.通过玻璃砖后侧移距离摄大的是紫光. C.红光、绿光、紫光通过玻璃砖后仍然是平行光. D.该入射光中的红光从玻璃中射出时有可能发生全反射. 答案：D 10一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃表面,如图所示,i代表入射角,则( ) A.当i>45°时会发生全反射. B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°. C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射. D.当入射角i=arctan2时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直. 答案：BCD 11.一强点光源放在10cm厚的玻璃板下表面上,在玻璃板的上面可以看到点光源的周围有一圆形暗圈.若玻璃的折射率为1.5,则暗圈的直径约为( ) A.36cm B.30cm C.18cm D.15cm 答案：C 12.人站在湖边观察稍远处水下的一条鱼,人看到鱼的位置应在鱼实际位置的( ) A.正上方某处. B.上方偏向观察者某处. C.下方偏离观察者某处. D.无法确定. 答案：B 二、填空题(每题3分,共15分) 13.在水面上沿竖直方向观察水下的物体,感觉到物体深度为1.5m,水的折射率是4/3,该物体实际距水面________________m. 答案：2 14已知某种无色透明液体对红、绿和蓝光的折射率分别为1.512、1532、1534如果这些光从液体中射向液体与空气的交界面并且射角等于绿光的临界角.从液面上方俯视看,液体将呈现_____色. 答案：红 15.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面,紧贴着一个半径为r的圆形发光面,如图所示为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面,可在玻璃板的上表面贴一张纸片,所贴纸片的最小面积 16 为________. 答案：r 2n1d216如图所示为一块用折射率n=2的玻璃制作的透明体的横截面,ab是半径为________R的圆弧,ac边与bc边垂直,∠aOc=60°当一束平行黄光垂直照到ac时,ab弧的外表面只有一部分是黄亮的,其余是暗的,那么黄亮部分的弧长为______________. 答案： R 617.厚度为d的平行玻璃板,其下表面镀银,一束光线以60°的入射角从空气射到玻璃板的上表面,其上表面的反射光与进入玻璃经下表面反射再射向空气的光线平行,设这两束平行光相距也为d,则此玻璃板的折射率为________. 答案： 6 2三、计算题(共49分) 18.(6分)厚度不计的平面镜MN放在水平地面上,平面镜的左端有一根足够长的标杆OO′,右端直立着一个人SD,S为人眼所在的位置,如图所示.请用作图法求出人跟通过平面镜所看到的标杆部分,并写出作图步骤. 答案：略 19.(8分)折射率为3的玻璃球,被一束光线照射,若入射角i=60°求： (1)入射处反射线与折射线的夹角；90°. (2)光线从球射入空气的折射角60°. 答案：(1)90°(2)60° 20.(10分)光线从甲介质投射到甲、乙两种介质分界面时,入射线与界面的夹角为30°,它的折射线与反射线间的夹角是90°(如图),求介质乙对甲的折射率光线由哪种介质射向两介质的界面时有可能发生全反射?临界角为多大? 答案：3,由乙介质射向界面有可能发生全反射,arcsin3. 321.(12分)半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直光线①的入射点A为圆柱面的顶点,光线②的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n=3求： (1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d； 17 (2)若入射的是单色蓝光,则距离d比上面求得的结果是大是小? 答案：(1)R/3，(2)小 22.(13分)如图所示,宽度为a的平行光束从空气斜射到两面平行的玻璃板上表面,入射角为45°,光束中含有两种不同波长的单色光玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2,n2=3求： (1)这两种波长的光通过玻璃板所需的时间之比； (2)要使光束从玻璃板下表面出射时能分成不相交叠的两束光,玻璃板的厚度d至少为多少?(结果可以用根式表示) 答案：(2) 56310a215,(1) 29第二十章 光的波动性 作业1 光的干涉(1) 一、选择题(每小题5分,共50分) 1两只普通的白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为( ) A.两只灯泡的亮度不同. B.灯光的波长太短. C.它们是非相干光源. D.电灯发出的光不稳定. 答案：C 2.关于杨氏双缝下涉,下列说法正确的是( ) A.该实验证明光具有波动性. B.凡波峰与波谷相遇处必为暗条纹. C.凡由同一光源发出的两束光线叠加后,总能形成干涉图像. D.干涉条纹的间距与光波的波长成正比. 答案：ABD 3.分别用橙光和绿光做双缝干涉实验(实验中双缝间的距离以及缝到屏的距离保持不变),下列说法正确的是( ) A.橙光相邻亮纹的间距比绿光小,因为橙光的频率比绿光小. B.橙光相邻亮纹的间距比绿光小,因为橙光的波长比绿光小. C.橙光相邻亮纹的间距比绿光大,因为橙光的频率比绿光大. D.橙光相邻亮纹的间距比绿光大,因为橙光的波长比绿光大. 答案：D 18 4.如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是( ) ①单缝S的作用是为了增加光的强度. ②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源. ③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时,产生第二条暗条纹. ④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时,产生中央亮条纹. A.① B.①② C.②④ D.②③ 答案：D 5某单色光由水中射入空气时,正确的情况是( ) A.频率不变、波长变短、波速变小 B.频率不变、波长变长,波速变大 C.频率变大、波长变长、波速变大 D.频率变小、波长不变、波速变小 答案：B 6.在双缝干涉实验中,双缝到光屏上P点的距离之差△x=0.6坤1若分别用频率为 1414 f1=5.0×10Hz和f2=7.5×10Hz的单色光垂直照射双缝,则P点出现明、暗条纹的情况是( ) A.用频率为f1的单色光照射时,出现明条纹. B.用频率为f2的单色光照射时,出现明条纹. C.用频率为f1的单色光照射时,出现暗条纹. D.用频率为f2的单色光照射时,出现暗条纹. 答案：AD 7关于双缝干涉条纹的以下说法中正确的是( ) A.用同一种单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的单色条纹. B.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差为该色光波长的整数倍. C.用同一种单色光经双缝干涉的明条纹到两缝的距离之差一定为该色光波长的奇数倍. D.用同种单色光经双缝后干涉的暗条纹到两缝的距离之差一定为该色光半波长的奇数倍. 答案：ABD 8.在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的装置中,屏上P点出现明条纹,那么双缝A和B 到屏上P点的距离之差必为( ) A.二分之一光波波长的奇数倍 B.一个光波波长的奇数倍 C.二分之一光波波长的偶数倍 D.二分之一光波波长的整数倍 答案：C 9.从两支手电筒射出的光照到同一点上时,看不到干涉条纹这是因为( ) 19 A.手电筒发出的光不是单色光 B.干涉图样太小 C.周围环境的漫反射光太强 D.两个光源是非相干光源 答案：D 10一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹其原因是( ) A.各色光的波K不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同. B.各色光的速度不同,造成条纹的间距不同. C.各色光的强度不同. D.各色光通过双缝的距离不同. 答案：A 二、填空题(每题5分,其10分) 11.用单色光做双缝干涉实验时,双缝的作用是________；如果将入射光由红光变成紫光,则屏上干涉条纹变________；如果将双缝闯距减小,则屏上干涉条纹变________；如果将双缝到屏的距离变太,则屏上干涉条纹变_____. 答案：提供相干光源,窄,宽,宽. 12如图所示为杨氏双缝干涉示意图,小孔S1.、S2发出的光在像屏某处叠加时,如果光程差为________时就加强,形成明条纹如果光波波长是400mm,屏上O点与S1、S2距离差为1800nm,那么O处将是________条纹. 答案：波长的整数倍,暗. 三、计算题、论述题(共40分) 13(8分)用单色光做双缝干涉实验,已知屏上一点P到双缝的路程差 -6 δ=1.5×10m,当单色光波长λ1=05μm时,P点将形成亮纹还是暗纹?若单色光波长λ2=O6μm呢?此时在中央亮纹和P点之间有几条暗纹? 答案：亮,暗,两条 14.(10分)一种红光在玻璃中的波长恰与一种绿光在真空中的波长相等.已知玻璃对红光的折射率是1.5,试求红光与绿光在真空中的波长之比及频率之比. 答案：3：2,2：3 15.(10分)利用双缝干涉实验测量红光波长,已知双缝间距是O.5mm,缝到屏的距离是1m,数得300条暗条纹的总宽度是4.5mm,求此红光的波长. 答案：752.5nm -6 16.(12分)双缝干涉实验中,屏上一点P到双缝的路程差是2.6x10m,若P点是亮条纹,且在中央亮纹和P点之间的亮纹不超过两条,光的波长可能是多少?若P点是暗纹,从中央亮纹到P点间还有一条亮纹,光的波长可能是多少? 答案：2.610m或1.310m,1.7310m 66620 作业2 光的干涉(2) 一、选择题(每小题6分,共84分) 1.下列现象哪些是光的干涉造成的( ) A.雨后天空出现的彩虹. B.隔着棱镜看到物体的边缘呈现的彩色. C.阳光下水面上油膜的彩色条纹. D.玻璃板的边缘处有时能看到彩色的光芒. 答案：C 2.薄膜干涉条纹产生的原因是( ) A.薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加. B.同一束光线经薄膜前后两表面反射回来的光线相互叠加. C.入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加. D.明条纹是波峰与波峰叠加而成,暗条纹是波谷与波谷叠加而成. 答案：B、 3.关于照相机镜头表面的淡紫色薄膜,下面说法中正确的是( ) A.它能增加各种入射光的反射效果. B.它对增加紫光的透射效果最佳. C.其厚度是绿光在空气中波长的1/4.. D.其厚度是绿光在薄膜中波长的1/4. 答案：D 4.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜,在太阳光照射下形成( ) A.明暗相间的水平干涉条纹. B.明暗相间的竖直干涉条纹. C.彩色的水平干涉条纹. D.彩色的竖直干涉条纹. 答案：C 5.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低.从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线以λ表示此红外线的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为( ) 181C. 2A. B. 1 4D.λ 答案：B 6以下说法正确的是( ) A.肥皂泡上呈现彩色花纹是光的色散现象. B.肥皂泡上呈现彩色花纹是光的干涉现象. 21 C.水面上的油膜呈现彩色花纹,是油膜上下表面反射光叠加的结果. D.水面上的油膜呈现彩色花纹,是油膜表面反射光与入射光叠加的结果. 答案：BC 7观察皂膜干涉图样时,正确的观察方法是( ) A.皂膜水平放置,从上往下看. B.皂膜水平放置,背对入射光方向看过去. C.皂膜竖直放置,背对入射光方向看过去. D.皂膜竖直放置,迎着入射光方向看过去. 答案：C 8.观察皂膜干涉图样时,若入射光是红光,看到的图样将是( ) A.水平的彩色条纹B.竖直的明暗相间条纹 C.水平的明暗相间条纹D竖直的彩色条纹 答案：C 9.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置,所用的单色光是用普通光源加滤光片产生的检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面 B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面 D.a的下表面和b的下表面 答案：C 10肥皂泡在阳光照射下,表面呈现彩色的条纹,这是由于( ) A.肥皂泡起到了类似三棱镜的作用,使太阳光发生了色散. B.肥皂泡表面各部分分别反射不同的色光. C.太阳光在肥皂膜泡内、外表面反射的两束光产生了干涉. D.以上说法都不正确. 答案：C 11白光照射到肥皂膜上出现彩色条纹,这是由于( ) A.白光经膜的前表面反射的光与后表面反射的光相互干涉的结果. B.白光经膜前后表面反射的光与入射光相互干涉的结果. C.白光经膜的后表面反射的光与入射光相互干涉的结果. D.白光经膜的后表面折射的光与前表面折射的光相互干涉的结果. 答案：A 12.光学镜头涂一层薄膜叫做增透膜,以下说法正确的是( ) A.增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度. B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4. C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4. D.因为增透膜的厚度一般选为适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色. 22 答案：ACD 13表面有一层油膜的玻璃片,当阳光照射时,可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样,对这两种现象的说法,正确的是( ) A.两者都是色散现象. B.两者都是干涉现象. C.前者是干涉现象,后者是色散现象. D.前者是色散现象,后者是干涉现象. 答案：C 14.取两块平玻璃板,合在一起用手捏紧,会从玻璃板上看到彩色条纹,这是光的干涉现象有关这一干涉的以下说法正确的是( ) A.这是上、下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果. B.这是上面那块玻璃板的上、下两个表面的反射光干涉的结果. C.这是两玻璃板间的空气薄层上、下两表面反射光相干涉的结果. D.这是下面那块玻璃板的上、下两个表面的反射光相干涉的结果. 答案：C 15.MgF2对空气的折射率为1.38,为了减少玻璃表面的反射,在透镜表面涂上一层MgF2薄膜,使5500A的入射光全部不被反射,则此增透膜的厚度应为( ) A.1000A B.1375A C.2750A D.5500A 答案：A 二、计算题(共16分) 16.如果光的频率为ν,则照相机的增透膜的最小厚度为多少?(v表示介质中的光速) 答案：D v 4作业3 光的衍射 一、选择题(每小题5分,共60分) 1对衍射现象的下述定性分析中,不正确的是( ) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象. B.衍射花纹图样是光波互相叠加的结果. C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据. D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论 答案：D 2.下列现象哪些是光的衍射产生的( ) A.著名的泊松亮斑. 23 B.阳光下茂密树阴下地面上的圆形亮斑. C.光照到细金属丝后在其后面屏上的阴影中间出现亮线. D.阳光经凸透镜后形成的亮斑. 答案：AC 3.在一次观察光衍射的实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样.那么障碍物应是(黑线为暗纹)( ) A.很小的不透明的圆板. B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆板. C.很大的不透明的圆板. D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆板. 答案：D 4.点光源照射到一个障碍物,在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清,产生的原因是( ) A.光的反射 B.光的折射 C.光的干涉 D.光的衍射 答案：D 5.关于衍射的下列说法中正确的是( ) A.衍射现象中衍射花样的明暗条纹的出现是光干涉的结果. B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象. C.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实. D.一切波都可以产生衍射. 答案：AB 6.把两支笔杆并在一起构成一个狭缝,使狭缝距离图甲约为30cm,并与图甲中的横线平行,眼睛紧靠狭缝,看到的图样是下列各图中的( ) 答案：C 7一束平行单色光,通过双缝后,在屏上得到明暗相间的条纹,则( ) A.相邻的明条纹或暗条纹的间距不等. B.将双缝中某一缝挡住,则屏上一切条纹将消失,而出现一亮点. C.将双缝中某一缝挡住,屏上出现间距不等的明、暗条纹. D.将双缝中某一缝挡住,则屏上条纹与原来一样,只是亮度减半. 答案：C 8.用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验,比较屏上的条纹,正确的是( A.双缝下涉条纹是等间距的明暗相间的条纹. B.单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹. C.双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹. ) 24 D.单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹. 答案：AB 9关于光的干涉和衍射现象,下面各种说法中正确的是( ) A.光的干涉和衍射是相同的物理过程,只是干涉图样和衍射图样不同. B.光的干涉只能用双缝,而光的衍射只能用单缝. C.在双缝干涉过程中,也有衍射现象存在. D.单缝衍射过程中也存在着干涉现象. 答案：CD 10.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中,下列哪些说法是正确的( ) A.缝越窄.衍射现象越显著. B.缝越宽,衍射现象越显著. C.照射光的波长越长,衍射现象越显著. D.照射光的频率越高,衍射现象越显著. 答案：AC 11.下列关于光的干涉和衍射的叙述中正确的是( ) A.光的干涉和衍射都遵循光波的叠加原理. B.光的干涉呈黑白间隔条纹. C.光的衍射呈彩色条纹. D.光的干涉遵循光波叠加原理,光的衍射不遵循这一原理. 答案：AB 12.下列哪些现象是光的衍射产生的( ) A.阳光下茂密的树阴下地面上的圆形亮斑. B.泊松亮斑. C.点光源照到不透明物体上,在物体背后的光屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清. D.透过树叶的缝隙观看太阳产生的光环. 答案：BCD 二、填空题(每题5分,共15分) 13将个大的不透明障碍板中的正三角形扎从边长10cmn逐渐减小到零,让阳光从孔中通过在障碍板后面暗箱中的白屏上看到的现象是________________________.(要求按顺序填写) 答案：与孔相同的亮斑,太阳的小孔成像,衍射图像,一片黑暗 14.右图是通过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯线光源__________时所拍下的四张照片,这四张照片表明了光通过单狭缝后形成的图样.从照片(1)到(4)的图样分析可知,游标卡尺两测脚间的宽度是由____________变____________的；照片(4)中间条纹的颜色应是____色. 答案：衍射,大,小,彩 15.用单色光做双缝干涉实验时,双缝的作用是____________；如果将入射光由红光变紫光,则屏上干涉条纹变____________,如果用黑纸挡住一条缝,那么屏上将看到光的 25 ____________图像. 答案：提供相干光源,窄,衍射. 三、计算题、说明题(共25分) 16.(12分)用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏,下列几种情况中,在小孔后面的光屏上各看到什么现象? (1)小孔的直径为1cm； (2)小孔的直径为1mm； (3)小孔的直径为O.5μm 答案：略 8 17.(13分)某色光在某种液体中的传播速度为1.5×10m／s,波长为250nm求： (1)此液体的折射率； (2)此色光从液体射入空气时,产生全反射的临界角； (3)此色光在空气中能产生明显衍射时小孔的孔径是多少微米? 答案：(1)n=2,(2)30°,(3)0.5μm 作业4 光的电磁说光的偏振 一、选择题(每小题4分,共40分) 1对于光的偏振,以下认识哪些是止确的( ) A.振动方向只在某一个平面内的光是偏振光. B.从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光. C.转动偏振片去看电灯光.看到透射光亮度无变化.说明透射光不是偏振光. D.光的偏振现象使人们认识到光是一种横波. 答案：AD 2.认为光波和无线电波都是电磁波的理由以下几方面,其中不正确的是( ) A.真空中传播速度相同. B.都不需要介质传播. C.都能发生反射、衍射、折射等现象. D.都是由振荡电路中自由电子的运动产生的. 答案：D 3下面说法正确的是( ) A.光的电磁说不仅说明光具有波动性,同时也说明了光的物质性. B.光与电磁波传播的速度永远相同. C.光的电磁本性说明.在相同条件下凡是电磁波能发生的现象,光也一定能发生. D.光这种电磁波与无线电波只是在很多性质上相同,还有本质的差别. 答案：A 4.对红外线的作用和来源正确的叙述是( ) A.一切物体都在不停地辐射红外线. B.红外线有很强的荧光效应. 26 C.红外线最显著的作用是热作用. D.红外线容易穿过云雾烟尘. 答案：ACD 5根据电磁波谱,下列各种电磁波范围互相交错重叠,且波长顺序由短到长排列的是( ) A.微波、红外线、紫外线 B.γ射线、x射线、紫外线 C.紫外线、红外线、无线电波 D.紫外线、X射线、γ射线 答案：B 6.关于γ射线和X射线,以下说法正确的是( ) A.都是波长极短、频率很高的电磁波. B.都是原子的内层电子受激发后产生的. C.都是原子核受激发后产生的. D.γ射线和x射线是波长很长的电磁波. 答案：A 7关于光谱和光谱分析,下列说法中正确的是( ) A.太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱. B.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱. C.进行光谱分析时,可以利用明线光谱,不能用连续光谱. D.我们观察月亮射来的光谱,可以鉴定月亮的化学组成. 答案：BC 8.各种电磁波产生的机理不同,下面给出的几组电磁波中,哪一组中的电磁波都是由原子外层电子受激发后产生的( ) A.红光、紫光、伦琴射线 B.微波、红外线、紫光、紫外线 C.无线电波、微波、红外线 D.黄光、绿光、紫光 答案：D 9.一种电磁波入射到半径为1m的孔上可发生明显的衍射现象,这种波属于电磁波谱的区域是( ) A.γ射线 B.可见光 C.无线电波 D.紫外线 答案：C 10电视机、空调机等许多家用电器都配有遥控器,用它产生的光能方便地控制用电器的使用；验钞机发出的光能使钞票上荧光物质发光.对于它们发出的光线,下列说法中正确的是( ) A.遥控器、验钞机发出的光部是红外线. B.遥控器、验钞机发出的光都是紫外线. 27 C.验钞机发出的光都是红外线,遥控器发出的光是紫外线. D.验钞机发出的光是紫外线,遥控器发出的光是红外线. 答案：D 二、填空题(每题5分,共15分) 11.光和无线电波都是___________波,它们在真空中的传播速度都等于________m／s,且传播时可以不依赖________,首先提出光是一种电磁波的科学家是________. 答案：电磁,310,介质,麦克斯韦 12.各种电磁波产生的机理不同,无线电波是由________________产生的,红外线、可见光、紫外线是由________产生的；x射线是由________产生的；γ射线则是由________产生的.答案：震荡电路中自由电子周期性运动；原子外层电子受激发；原子内层电子受激发； 原子核受激发. 13.电灯S发出的光a穿过偏振片A后变为光b(如图所示),又穿过偏振片B而被P处眼睛看到,则其中光b是________(填“自然光”或“偏振光”)；若人眼此时看到透过B的光最强,则将B转过________.角度时,人眼看到的光最弱. 答案：偏振光；90° 三、计算题(共45分) 14.(6分)当戴上偏振片眼镜观察水面时,能够清楚地看到水中的游鱼,试解释其中的道理 从水而反射的光对人眼产生干扰,使人不能清楚看清水池中的东西,从水面反射的光中包含很多偏振光,偏振片眼镜可以不让这些偏振光进入眼睛,则水池内部的情景可以清楚地被观察到. 答案：略 15.(7分)当入射角i与折射角γ,之和恰为90°时,从介质界面反射的光便成为偏振光.在折射率为1.5的玻璃表面要使反射光成为偏振光,光线的入射角应为多少? 答案：56.3° 1620 16.(10分)伦琴射线的频率范围是3×10～3×10Hz,在真空中,伦琴射线的波长范围应该是多少? 答案：10128～10m 817.(10分)紫光在真空中的波长与绿光在水中的波长相等,水对绿光的折射率为4/3,则紫光的频率与绿光的频率之比是多少? 答案：4:3 14 18.(12分)频率为5×10Hz的黄光,从空气中射入折射率为号的水中,求： (1)黄光在水中的速度： (2)黄光从空中进入水中,波长改变了多少? 答案：(1)2.2510m/s(2)减小1.510m 8728 作业5 激光 一、选择题(每小题6分,共42分) 1下列说法正确的是( ) A.激光是自然光被放大而产生的. B.激光是原子受激发射而得到加强的光. C.激光只是比普通光能量大. D.激光的传播速度比普通光大. 答案：B 2.下列说法正确的是( ) A.激光可用于测距. B.激光能量十分集中,可用以加工金属或非金属材料. C.外科研制一种新型“激光刀”有效减少细菌的感染. D.激光用于全息照相.有独特优点. 答案：ABCD 3.利用激光很容易实现光的干涉.这是因为( ) A.激光的亮度高B.激光的方向性好. C.激光光束中光子的频率、初相、偏振方向几乎相同. D.激光的能量集中. 答案：C 4下列应用激光的事例中错误的是( ) A.利用激光进行长距离精确测量. B.利用激光进行通信. C.利用激光进行室内照明. D.利用激光加工坚硬材料. 答案：C 5.以下哪些说法是正确的( ) ①光的偏振现象说明光是电磁波. ②紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的. ③泊松亮斑是一种光的衍射现象. ④原子的自发辐射而得到加强的光是激光. A.③ B.②③ C.①②③④ D.①②③ 答案：B 6一激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中 的速度,h表示普朗克恒量,下列说法中正确的是( ) A.该光在真空中的波长为nλ. 29 B.该光的频率为c/λ. C.该激光器在t时间内辐射的光子数为D.该光的频率为 Pt. hcc. n答案：AD 7.纳米科技是跨世纪新科技,将激光束的宽度聚集到纳米级范围内可恢复人体已损坏的器官,对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除,这主要是利用激光的( ) A.单色性. B.方向性. C.高能量. D.偏振性. 答案：BC 二、填空题(每题6分,共18分) 8.激光是由于________的光,光源在极短时间内辐射出________等所有特征完全相同的光子,这种光就称为激光. 答案：原子受激发得到加强；频率,发射方向,初相和发射方向. 9.普通光源是大量原子________发光,而激光器中发出的是________的光,它具有一系列不同于普通光源的性质. 答案：自发辐射,受激辐射 10、激光具有________、________、________、________特殊性质. 答案：方向性好,亮度高,相干性好,单色性好. 三、计算题、说明题(共40分) 11.(10分)列举激光的应用,并想像激光在我们生活中还可以有哪些应用? 答案：利用激光的特性,激光被应用于激光通信、测距、定向、激光加工、雷达、医学、显微光谱分析、全息等. 12.(14分)激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲.现有一红宝石激光器,发射功率为 10-11 p=10×10w,所发射的每个光脉冲持续的时间△t为1.0×1Os,波长λ为6934nm,问每列光脉冲的长度L是多少?其中含有的光子数n是多少? 答案：310m,3.510个 13.(16分)一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率P=1000w,出射的光束截面积 2 S=1.00mm试问当该光束垂直射到一物体平面上时,可能产生的光压的最大值为多?已知对于波长为λ的光束,其每一个光予的动量为p=h/λ.(h为普朗克常量) 答案：6.67Pa 31730 作业6 单元训练卷 一、选择题(每小题4分,共44分) 1.下列哪些现象属于光的干涉( ) A.阳光透过棱镜在墙壁上形成的彩条.B.雨后天空中出现的彩虹. C.阳光下水面上油膜的彩色条纹.D.透过手指缝观察太阳时看到的彩色光芒. 答案：C 2.太阳连续光谱中有许多暗线,它们对应善某些元素的特征谱线产生这些暗线是由于( ) A.太阳表面大气层中缺少相应的元素.B.太阳内部缺少相应的元素. C.太阳表面大气层中存在着相应的元素.D.太阳内部存在着相应的元素. 答案：C 3.认为光波和无线电波都是电磁波的理由有以下几方面,不正确的理由是( ) A.在真空中的传播速度相同. B.都能发生反射、衍射、折射等现象. C.传播都不依靠别的介质. D.都是由振荡电路中的自由电子的运动产生的. 答案：D 4.在双缝干涉实验中,若在屏与狭缝之间紧靠下面一条狭缝处加上一块厚的小玻璃、.在屏上出现的干涉条纹位置,跟不加玻璃时的相应的这些干涉条纹位置相比较,则( ) A相同B.上移 C下移D.转过90° 答案：C 5.在双缝干涉实验中,以下说法正确的是( ) A.把入射光由黄光变为紫光,相邻两明条纹的距离变窄. B.若把双缝中的一条缝遮住,屏上出现一条亮线. C.若使屏远离双缝,干涉条纹间距离变宽. D.若将入射光改为白光,屏上将出现彩色条纹. 答案：ACD 6.高墙外的人对墙喊话,墙里的人只能听到声音,但看不见人这是由于( ) A.光波是电磁波,而声波是机械波.B.光波是横波,而声波是纵波. C.光速太大.D.光波的波长比墙的高度小得多. 答案：D 7.一束单色光从水中射入空气中,则这束光的( ) A.频率和波长保持不变.B频率不变,但波长变大. C.频率小变,但波长变小.D.频率变小,但波长保持不变. 答案：B 8.按红外线、紫外线、伦琴射线、γ射线的顺序进行比较( ) A.穿透能力由大到小.B.衍射能力由大到小. C粒子性越来越显著. D波动性越来越显著. 答案：BC 9.关于红外线、紫外线和伦琴射线的产生及其特性的下列说法正确的是( ) 31 A.一切物体都能发出红外线,一切高温物体都能发出紫外线,受激发的原子核能发出伦琴射线. B.红外线有显著的热作用,紫外线有显著的化学作用,伦琴射线有很强的贯穿性. C.按顺序,红外线、紫外线、伦琴射线的波动性依次减弱. D高速电子流打击到固体物质上能产生伦琴射线. 答案：BCD 10下列说法中正确的是( ) A.红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中传播的速度均是一样的. B.红外线应用在遥感技术中,是利用它穿透本领强的特性. C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度. D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用. 答案：ABCD 11.如图所示,是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置所用单色光是用普通光源加滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面. B.a的上表面和b的上表面. C.a的下表而和b的上表面. D.a的下表面和b的下表面. 答案：C 二、填空题(每小题5分,共20分) 12.太阳光谱是________光谱,光谱中的暗线说明________(填“太阳”、“太阳大气层”或“地球大气层”)中含有与这些暗线相对应的元素. 答案：吸收,太阳大气层 13在双缝干涉实验中,当用波长为λ1的单色光照射时,观察到屏上P点处恰为从O数起的第三条亮纹(如图所示),当换用波长λ2(λ2>λ1)的单色光做实验时,从0点数起第三条亮纹的位置在P点的________(填“上方”或“下方”) 答案：上方 14.单色光在真空中的频率为v0,波长为λ0,进入某种介质中后频率为v1,波长为 λ1,则此介质对这种色光的折射率为________. 答案： 00 1115.如图所示,在双缝干涉实验中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P点路程 -6 差△S=1.5×10m当S为λ=0.6μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹；当S为λ=0.5μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹(填“明”或“暗”). 32 答案：暗,明 三、计算题(共36分) 16.(10分)利用双缝干涉实验测量红光波长,已知双缝间距是O.5mm,缝到屏的距离是1m,测得300条暗条纹的总宽度是45mm,求此红光的波长. 答案：752.5nm 17.(12分)照相机的镜头上的氟化镁折射率为138,对于真空中波长为5500A的黄绿光来说,这层膜的厚度至少应是多少埃? 答案：1000 8 18.(14分)某色光在某种液体中的传播速度为1.5×10m／s,波长为250nm.求： (1)此液体的折射率； (2)此色光从液体射入空气时,产生全反射的临界角； (3)此色光在空气中能产生明显衍射时小孔的孔径是多少微米? 答案：(1)2,(2)30°,(3)0.5μm 第二十一章 量子论初步 作业1 光电效应光子 一、选择题(每小题5分,共50分) 1一束细平行光经玻璃二棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、6、c上,如图所示已知金属板6有电子放出,则可知( ) A.板a一定不放出光电子. B.板a一定放出光电子. C.板c一定不放出光电子. D.板c一定放出光电子. 答案：D 2.用绿光照射一个光电管,能产生光电效应欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应( ) A.改用红光照射.B.增大绿光强度. C.增大绿光的照射时间.D.改用紫光照射. 答案：D 3.如图所示,锌板A与不带电的验电器之间用导线连接,现用一定强度的紫外线照射锌板,验电器内金属箔张开一定的角度,则( ) A.表明导线上有短暂的光电流通过. B.此时锌板不带电,而验电器带了电. 33 C.用带正电的金属小球接近验电器的金属球,金属箔张角更大. D.用带负电的金属小球接近验电器的金属球,金属箔张角更大. 答案：C 4一束能量为E的单色光,在某介质中的波长是λ,则此介质对该单色光的折射率是( ) A. EEhchB.C.D. hhcEE答案：B 5.在演示光电散应的实验中,把某种金属板连着验电器第一次用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针就张开一个角度；第二次,在弧光灯和金属板之间插入一块普通的玻璃板,再用弧光灯照射,验电器指针不张开,由此可以判定,金属板产生光电效应的是弧光中的( ) A.可见光成分B.紫外光成分C.红外光成分D.无线电波成分 答案：B 6.照相胶片上溴化银分子吸收光子的能量离解成为原子时,胶片就感光了.已知使一个演化银分于离解的光子能量至少为1.04eV,下列电磁辐射中不能使溴化银胶片感光的是( ) A.波长为400nm的紫光. B.波长为750nm的红光. C.萤火虫发出的微弱的可见光. 48 D.功率为5x10W的电视台发射的1.0x10Hz的电磁波. 答案：D 7.下列用光子说解释光电效应规律的说法中,不正确的有( ) A.存在极限频率是因为各种金属都有一定的逸出功. B.光的频率越高,电子得到光子的能量越大,克服逸出功后飞离金属的最大初动能越大. C.电子吸收光子的能量后动能立即增加,成为光电子不需要时间. D.光的强度越大,单位时间内入射光子数越多,光电子数越多,光电流越大. 答案：C 8.如图所示,光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,该图象是研究金属而得到的,那么( ) A.该金属的逸出功为E. B.该金属的逸出功为hν0. C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E. D.入射光的频率为 v0时,产生的光电子的最大初动能为E/2. 2答案：ABC 9.用同一频率的光照射a、b两种不同的金属,产生的光电子垂直进入同一匀强磁场中,作半径不同的匀速圆周运动,最大轨道半径之比Ra：Rb=2：1,则( ) A.两种光电子的最大初动能之比为2：1. B.两种金属的逸出功之比为4：1. C.两种光电子的最大速率之比为2：1. D.上述说法都不正确. 34 答案：C 10.已知某种金属在频率为ν1的入射光照射下,发射的光电子的最大初动能为Ek1,在频率为2(ν2>ν1)的入射光照射下.发射的光电子的最大初动能为Ek2,则余属逸出功的表达式为( ) A. Ek2Ek1. 21EK1Ek2. 12 B. Ek21Ek12. 21Ek21Ek12. Ek1Ek2C. D. 答案：B 二、填空题(每小题6分,共18分) -6 11.小灯泡的功率为1w,设其发出的光向四周均匀辐射,平均波长为10cm,则距离灯泡10km处,1s落在垂直于光线方向上面积为1cm群的光子数是______个(h=6.63×10 34 2J·s) 3答案：4.0110 12.某会属用频率为ν1的光照射时产生的光电子的最大初动能是用频率为ν2的光照射时产生的光电子的最大初动能的2倍,则该金属的逸出功W=________. 答案：h221 13.如图所示,绝缘、固定、擦得很亮的锌板A水平放置,其下方水平放有接地的铜板B,两金属板间距离为d,面积均为S,正对面积为S′,且S′ 三、计算题(共32分) -18 14.(16分)肉眼可以察觉到1OJ的光能,视觉可以暂留0.1s已知太阳到达地球的光流强 -3211 度在垂直丁光的传播方向上是14×1OW／m太阳离地球的距离是1.5×10m试估算我们肉眼难以看到的与太阳类似的恒星离地球约多远?(结果取一位有效数字) 答案：610m 15.(16分)一束可见光,在真空中朝一个方向(沿一条直线)发射,发射功率P=6x10w如果认为光子是一个一个地发射的,试估算运动中的两个相邻光子间的平均距离多大?(已知普 -34 朗克常量,h=6.63x10J.s.结果保留一位有效数字) 答案：20m -12 1535 作业2 光的波粒二象性 一、选择题(每小题6分,共48分) 1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是( ) A.光电效应实验 B.光的双缝干涉实验 C.光的圆孔衍射实验 D光的色散实验 答案：A 2.在下列现象中,说明光具有波动性的是( ) A.光的直线传播 B.光的衍射 C.光的干涉 D.光电效应 答案：BC 3.从光的波粒二象性出发,下列说法中正确的是( ) A.光子的频率越高,光子的能量越大. B.光子的频率越高,波动性越显著. C.在光的干涉实验中,亮纹处光子到达的概率大. D.大量光子显示波动性,少量光子显示粒子性. 答案：A 4.下列说法中,正确的是( ) A.爱因斯坦把物理学带进了量子世界. B.光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论. C.光波与宏观现象中的连续波相同. D.光波是表示大量光子运动规律的一种概率波. 答案：D 5.物理学家做了个有趣的实验：在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光电流的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识,其中正确的是( ) A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点子. B.单个光子的运动没有确定的轨道. C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方. 36 D.只有大量光子的行为才表现出波动性. 答案：BCD 6.若某光谱线的波长为λ,则此光谱线中光子的( A.频率为λ/c B.能量为 ) hc C.动量为h/λ D.质量为 h c答案：BCD 7光在真空中的波长为λ,速度为c,普朗克常量为h现在以入射角α由真空射入水中,折射角为r,则( ) A.r>α B.光在水中的波长为 sinsinr C.每个光子在水中的能量为D.每个光子在水中的能量为 hcsinr sinhc 答案：D 8.科学研究表明：能最守恒和动量守恒是自然界的普遍规律从科学实践的角度来看,迄今为止,人们还没有发现这些守恒定律有任何例外相反,每当在实验中观察到似乎是违反守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终如人们发现,在两个运动着微观粒子的电磁相互作用下,两个粒子的动量的矢量和似乎是不守恒的这时物理学家又把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了.现将沿一定方向运动的光子与一个原来静止的自由电子发生碰撞,碰后自由电子向某一方向运动,而光子沿另一方向散射出去这个散射出去的光子与入射前相比较( ) A.速率增大 B.波长增大 C.频率增大 D.能量增大 答案：B 二、填空题(共10分) 14 9.某色光的频率为5.6x10Hz,其光子的能量为________J,当它进入某介质时,波长为 -7-34 4×10m,则此介质的折射率为________.(普朗克常量h=6.63×10J·s) 答案：3.71021，1.35 三、计算题(共42分) -7 10.(12分)照到地面的太阳光的平均波长是5×10m.地面每平方米面积上获得太阳光的 37 功率为8w,则每秒落到地面1m面积上的光子数是多少?当人仰望太阳(人眼瞳孔的直径为10mm),每秒进入眼睛的光子数是多少? 答案：3.1610 11.(12分)一台激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,若真空中光速为c,普朗克常量为h,则激光器在时间t内辐射的光子数为多少?若电脑记录下的激光由发射到返回的时间差为△t,求被测物到激光源的距离. 答案：s152 ct 2n12.(18分)自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体的温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量.如果它处在平衡状态,则能量保持不变若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能100％地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体 4-824 绝对温度的四次方成正比,即P0=δT,其中常量δ=5.67×10W／(m·K)在下面的问题中,把研究对象都简单地看做黑体有关数据及数学公式为：太阳半径Rs=69600km,太阳表面温 2 度T=5770K,火星半径r=3395km,球面积S=4πR,其中R为半径. -7-5 (1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2x10～2×10m内,求相应频率范围； (2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少； 2 (3)火星受到来自太阳的辐射可以认为垂直射到面积为πr(r为火星半径)的圆盘上,已 知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算 火星的平均温度 答案：(1)310～1.510Hz，(2)1.37710J，(3)204K 131530作业3 能级 一、选择题(每小题6分,共60分) 1.根据玻尔原于模型,氢原子中电子绕核运动的半径( A.可以取任意值. B.可能在某一范围内取值. C.可以取一系列不连续的任意值. D.可以取一系列不连续的特定值. 答案：D 2.不同元素都有自己独特的光谱,这是因为各元素的( A.原子序数不同 B.原子的质量不同 ) ) 38 C.激发源的能量不同 D.原子能级不同 答案：D 3玻尔的原子模型( ) A.成功地解释了氢原子辐射的电磁波谱. B.成功地解释了一切原子辐射的电磁波谱. C.其局限性在于过多地保留了经典电磁理论. D.其局限性在于过多地引入了量子理论. 答案：AC 4.根据玻尔的氢原子理论,电子在各条可能轨道上运动的能量是指( ) A.电子的动能 B.电子的电势能 C.电子的动能和电势能之和 D.电子的动能、电势能和原子核能量之和 答案：C 5.原子中的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时( ) A.核外电子受力变小. B.原子的能量增大. C.核外电子的动能变大. D.原子的电势能减小. 答案：CD 6.一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地跃迁到另一半径为rb的轨道,已知ra>rb,则在此过程中( ) A.原子发出一系列频率的光子. B.原子要吸收一系列频率的光子. C.原子要吸收某一频率的光子. D.原子要辐射某一频率的光子. 答案：D 7.氢原予从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态时,设真空中的光速为c,则( ) cE1E2 hcE1E2B.辐射光子的波长为 hA.吸收光子的波长为C.吸收光子的波长为 ch E1E2ch E1E2D.辐射光子的波长为 39 答案：D 8.某些物质受到光照后能发射荧光,若入射光的波长为λ0,该物质发射荧光的可能波长为λ,则( ) A.一定只有λ=λ0 B.一定只有λ>λ0 C.一定有λ≤λ0 D.一定有λ≥λ0 答案：D 9.如图所示,为氢原予的能级圈已知基态氧原子的能量为E1=-13.6eV,能使基态氢原子的能级发生跃迁的是( ) A.被具有11.0eV能量的光子照射. B.被具有11.OeV动能的电子碰撞. C.被具有10.2eV能量的光子照射. D.被具有14.2eV动能的电子碰撺. 答案：BCD 10.氢原子在最低的三个能级之间跃迁时,发射出来的光子频率分别为ν31、ν32、ν21,剥应的波长分别为λ31、λ32、λ21,则下列关系式中,正确的有( ) A.ν31=ν32+ν21 B. 13131 =λ 13232 1211 C.λD. +λ 21 13113221 答案：ＡＤ 二、填空题(每小题6分,共18分) -10 11.氢原子处于基态时,定态能量为E1=13.6eV,核外电子的轨道半径r1=0.53×10m,这时电子的动能Ek1________eV,电势能Ep1=________Ev . 答案：13.6,－27.2 12.如第9题图所示,有一群氧原子处于n=4的能缎上,已知氢原于的基态能量E1=13.6eV, -34 普朗克常量h=6.63×10J·s,则这群氢原子的光谱共有________条谱线,这群氢原子发出的光子的最大频率是________Hz. 答案：6,3.110 13.要使一个中性锂原予的最外层的电子脱离锂原子所需的能量是539eV,要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量为351eV,则将一个电子从锂原子转移到氟原子所需提供的能量为________Ev. 答案：1.88 三、计算题(共22分) 1540 14.(10分)用一束光子去激发处于基态的氢原子,氢原子吸收了光子后刚好发生电离，已知E1=-136eV,求这束光子的频率. 答案：3.2810 15(12分)氖原子基态的轨道半径为53x10m,基态能量为E1=-13.6eV,将该氢原子置于静-11 15电场中使其电离,则静电场电场强度至少为多少?静电场提供的能量至少为多少? 答案：51011Ｖ／ｍ,13.6ｅＶ 作业4 物质波 一、选择题(每小题6分,共54分) 1下列属丁概率波的是( ) A水波 B.声波 C.电磁波 D.物质波 答案：ＣＤ 2.关丁微观粒子的运动,下列说法中正确的是( ) A光于在不受外力作用时一定做匀速运动. B.光子受到恒定外力作用时一定做匀变速运动. C.只要知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其任意时刻的速度. D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律. 答案：Ｄ 3.若某个质子的动能和某个氦核的动能相等,则这两个粒子的德布罗意波长之比为( A.1：2 B.2：1 C.1：4 D.4：1 答案：Ｂ 4.运动的电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象,那么下列说法中正确的是( A.电子束的运动速度越快,产生的衍射现象越明显. R.电子束的运动速度越慢,产生的衍射现象越明显. C.产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关. D.以上说法都不对. 答案：Ｂ 5.一个电子被加速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,下列说法中正确的是( A.电子在空间做匀速直线运动. B.电子上下左右颤动着前进. 41 ) ) ) C.电子运动轨迹是正弦曲线. D.无法预言它的路径. 答案：Ｄ 6.一个质茸为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U), 该粒子的德布罗意波长为( ) A. h 2mqU B. h 2mqUC. H2mqU 2mqU D. h mqU答案：Ｃ 7一个德布罗意波长为λ1的中子和一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核该氚核的德布罗意波长为( ) A. 12 12122 B. 12. 12122 C. D. 答案：Ａ 8.光具有动量(光子动量为p=hν/c)光与物质相互作用时,动量定理也适用,现有一折射率为n1的小球静止于折射率为n2的介质中,且n2>n1,当a、b两束相同的激光沿Z轴方向传播,遇到小球时发生全反射,并使小球沿Z方向运动,其光路和小球受力如图所示,若激光b的强度比激光a的强度大,则小球将( ) A.沿原方向运动. B.沿原方向偏右运动. C.沿原方向偏左运动. D.无法确定. 答案：Ｃ 9.质量为m、带电荷量为e、初速为零的电子,经加速电压U加速后,其电子的德布罗意波长为 h.(普朗克常量为h)电子显微镜用电子束代替光镜的光源,放大倍数可达数 2mUe万倍,这是因为( ) A.电子束的波长短. B.电子束的频率小. C.电子束不具波动性. D.电子束不具粒子性. 42 答案：Ａ 二、填空题(每小题8分,共32分) 10.一个光于的能量为3.0eV,该光子的动量为________kg·m／s,质量为________kg,其静止质量为________kg. 答案：1.61027；5.31036,0 11.法国物理学家________在________年首先提出了物质波,物质波是________波. 答案：德布罗意,1924,概率 12.有一束单色光与平面镜成60°角斜射入一平面镜上,若单位时间内撞击平面镜单位面积上的光子数为N,该单色光的波长为λ,则光子对平面镜的压强为________.(设光子碰撞平面镜时无能量损失) 答案： 3Nh 13.1924年,法国物理学家德布罗意提出,任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年,两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案,如图所示,图中,“亮圆”表示电子落在其上的________大,“暗圆”表示电子落在其上的________小. 答案：概率,概率 三、计算题(共14分) 14.若某激光管以P=60w的功率发射波长λ=663nm的光束,求： (1)该管在1s内发射的光子数； (2)若光束全部被某黑体表面吸收,那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大? 答案：(1)2.010,(2)2.010Ｎ 207作业5 单元训练卷 一、选择题(每小题5分,共50分) 1.对光电效应做出合理解释的物理学家是( ) A.爱因斯坦 B.玻尔 C.查德威克 D.德布罗意 答案：Ａ 2.在下列关于光电效应的说法中,正确的是( ) A.若某材料的逸出功是w,则极限频率v0B.光电子的速度和照射光的频率成正比. W. h43 C.光电子的动能和照射光的波长成正比. D.光电子的速度和照射光的波长的平方根成正比. 答案：Ａ 3.下列关于玻尔原子理论的观点解释中,不正确的是( ) A.原子只能处于一系列不连续的状态中,每个状态都对应一定的能量. B.在原子中,虽然电子不断地做加速运动,但只要能量状态不改变,就不会向外辐射能量. C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时,一定要辐射出一定频率的光子. D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道,并且这些轨道是不连续的. 答案：Ｃ 4.氢原子从激发态跃迁到基态,则核外电子( ) A.电势能减小,动能减少,周期增大. B.电势能减小,动能增大,周期减小. C.电势能的减小值小于动能的增加值. D.电势能的减小值等于动能的增加值. 答案：Ｂ 5.关于光的性质,下列说法中正确的是( ) A.在其他同等条件下,光的频率越高,衍射现象越容易看到. B.频率越高的光子粒子性越显著,频率越低的光子波动性越显著. C.光的波动性与光子之间的相互作用也有关系. D.如果让光子一个一个地通过狭缝时,它们的轨道都相同. 答案：Ｂ 6下列关于物质波的说法中,正确的是( ) A.物质波是由近及远地进行传播的. B.某种实物粒子的德布罗意波是没有一定规律的. C.一个光子的运动是受波动规律支配的. D.牛顿定律对高速运动的宏观物体不适用. 答案：Ｄ 7.用不同频率的光分别照射钨和锌,可产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的图像.已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将两者的图象画在同一个Ek—ν坐标系中,正确的是( ) 答案：Ａ 8.三种不同的入射光A、B、c分别射在三种不同的金属a、b、c表面,均恰可使金属逸出光电子,若三种入射光的波长λA>λB>λC,则( ) A.用入射光A照射金属b和c,均可发生光电效应. B.用入射光A或B照射金属c,均可发生光电效应. C.用入射光C照射金属a和b,均可发生光电效应. D.用入射光B或C照射金属a,均可发生光电效应. 44 答案：ＣＤ 9.方向性很好的某一单色激光源,发射功率为P,发出的激光波长为λ,当激光束射到折射率为n的介质中时,由于反射其能量减少了10％,激光束的直径为d,那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积的光子数( ) 3.6P d2hc0.9PC. hcA. 3.6Pn d2hc3.6PD. hcB. 答案：Ａ 10.氢原子从能级A跃迁到能级B时,吸收频率为ν1的光子,氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为ν2的光子,若ν2>ν1,则氢原子从能级C跃迁到能级A( ) A.吸收频率为ν2-ν1的光子. B.吸收频率为ν2+ν1的光子. C.释放频率为ν2-ν1的光子. D.释放频率为ν2+ν1的光子. 答案：Ｄ 二、填空题(每小题5分,共20分) 11.某种金属在一束绿光照射下恰能逸出电子,若再多用一束绿光照射,逸出的光电子最大初动能将________,逸出的光电子数目将________若把绿光撤去,改用红光照射到这种金属表面上,将________光电子逸出. 答案：不变,增大,没有 12.一个质子的速度是个α粒子的5倍,这两个粒子中,德布岁意波长长的粒子是________. 答案：α粒子 -5 13.在某种介质中,光子的能量E=2eV,光波的波长为3×10cm,则这种介质的折射率为________. 答案：2.07 14如图所示,从烛焰P发出的光,穿过圆孔A射到屏M上,烛焰长比P到A的距离小得多,当A孔直径较大时,在屏上将看到一个圆形亮斑,慢慢减小孔A的直径,直至直径约为0.1mm,在屏上依次看到的景象是________________________,若在屏M上放照相底片,使A孔缩小到只能使光 子一个一个地通过,在曝光时间较短的条件下,得到照片上的景象是________________. 答案：烛焰经小孔所成倒立的像,彩色光环；无规则分布的亮点. 三、计算题(共30分) 15.(8分)以波长为λ的单色光照射到某金属表面友生光电效应放出电子,让其中具有最大动能的光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨道半释为R,求该金属的极限频率. 45 B2e2R2答案： 2mhc16(10分)已知氧原子的基态轨道半径r1=0.53×10_,基态能量E1=-13.6eV试求氢原子在 基态轨道上做圆周运动的动能、电势能各等于多少电子伏? 答案：－27.2ｅＶ 17(12分)如下图所示,是测定光电效应产生的光电子比荷的实验原理图,两块平行板相距为d,其中N为金属板,受紫外线照射后将发射山沿不同方向运动的光电子,形成电流,从而引起电流表偏转,若凋节R逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小,当电压表示数为U时,电流恰好为零.切断开关,在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感应强度,电能使电流为零,当磁感应强度为B时,电流恰为零求光电子的比荷e/m. 答案： -10 8U B2d2 第二十二章 原子核 作业1 原子的核式结构原子核 一、选择题(每小题6分,共60分) 1.α粒子散射实验首次表明了( ) A.α粒子带正电. B.电子是原子产的组成部分. C.原子是一个正、负电荷均匀分布的球. D.原子中带正电的部分体积很小. 答案：Ｄ 2.一种元素的几种同位素,它们的( ) A.中子数一定相同 B.质子数一定相同 C.原子序数一定相同 D.核外电子数一定相同 答案：Ｂ 3.卢瑟福预想到原子核内除质于外,还有中子的事实依据是( A.电子数与质子数相等. B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍. C.原子核的核电荷数只是质子数的一半或少一些. ) 46 D.质子和中子的质量几乎相等. 答案：Ｃ 4.在α粒子散射实验中,选用金箔是由于( ) A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔. B.金原子核质量大,被α粒子轰击后不易移动. C.金核不带电. D.金核半径大,易形成大角度散射. 答案：ＡＢＤ 5下列说法中,正确的是( ) A.氦4核中有4个质子,2个中子. B.氦4核与氦3核不是互为同位索. C.10 4Be中的质子数比中子数少6. D.30 14Si中的质子数比中子数少2. 答案：Ｄ 6.关于α粒子散射实验,下列说法中正确的是( ) A.绝大多数α粒子经过重金属箔后,发生了角度不太大的偏转. B.α粒子接近原子核的过程中,动能减小,电势能减小. C.α粒子在离开原子核的过程中,加速度逐渐减小. D.对α粒子散射实验的数据分析,可以估算出原子核的大小. 答案：ＡＣＤ 7在α粒子散射实验中,如果一个α粒子跟金箔中的电子相碰,那么( A.α粒于发生大角度偏转. B.α粒子不发生明显偏转. C.α粒子被弹回. D.以上均不对. 答案：Ｂ 8.如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某金属原子核附近时的示意图,A、B、C三点分别位于两个等势而上,则下列说法中正确的是 ( ) A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小. B.α粒子在B处的速度最大. C.α粒子在A、C处的速度相同. D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小. 答案：Ｄ 9.氢原子的核外电子绕核旋转时,它所受的力主要是( ) A.库仑引力 B.库仑斥力 C.万有引力 D.库仑力和万有引力 答案：Ａ 47 ) 10.在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞,这是由于( ) A.α粒子并不跟电子作用. B.α粒子跟电子相碰时,损失的能量很少,可忽略. C.电子的体积实在太小,α粒子碰不到. D.由于电子是均匀分布的,α粒子受电子的合力为零. 答案：Ｂ 二、填空题(每小题6分,共24分) 11.一般而言,原子直径的数量级为________,而原子核直径的数量级为________,两者相差________倍. 答案：1010m;1015m;105 12.氢原子核外电子质量为m,绕核运动的半径为r,绕行方向如图所示,则电子在该轨道上运动的速度大小为________,假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流,则这一等效电流的值为________若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,则电子绕核运动的轨道半径将________. ke2k答案：e,,减小 mr2rmr13.在α粒子轰击金箔时,极个别α粒子甚至会发生原路返回的情况,因为α粒子接近金 -14 原子核时受到的力是________力,可算出α粒子与金原子核的最短距离约为2x10m.已 3 知金原于的相对原子质量为197,由此可估算出金原子核的密度约为________kg／m.(保留一位有效数字) 答案：库仑力,410 14.现在,科学家们正在设法探寻“反物质”,所谓“反物质”是由“反粒子”构成的,“反粒子”跟与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量,但电荷的符号相反,据此,若有反α粒子,则它的质量数为________,电荷数为________. 答案：4；2 三、计算题(共16分) -10 15.已知氢原子核外电子绕核旋转的轨道半径r=O.53×10m,电子带电荷量e=1.6× -19-13 10C,电子质量m=9x10kg,试以卢瑟福的核式结构模型为依据,计算电子在核外运动时所形成的平均电流值. 答案：1.0510A 316作业2 天然放射现象衰变 一、选择题(每小题5分,共50分) 1使人类首次认识到原子核可变可分的事实依据是( ) 48 A.电子的发现 B.α粒子散射实验 C.天然放射现象 D.原子核的人工转变 答案：Ｃ 2.β衰变中放出的电子来自( ) A.组成原于核的电子. B.核内质子转化为中子. C.核内中子转化为电子. D.原子核外轨道中的电子. 答案：Ｃ 3.下列关于αβγ射线的叙述中,正确的是( ) A.αβγ射线都是电磁波. B.α射线由高速氦原子核组成. C.高速运动的电子流就是β射线. D.γ射线射入磁场时会发生偏转. 答案：Ｂ 4.如图所示,x为未知放射源,若将磁铁移开后,计数器所得的计数率保持不变,其后将薄铝片L移开,计数率大幅上升,则( ) A.纯β放射源 B.纯γ放射源 C.α、β混合放射源 D.α、γ混合放射源 答案：Ｄ 5.天然放射现象中,放射性元素放出的射线可分为α射线、β射线、γ射线,这说明放射性元素的原子核每次衰变时( ) A.可能同时放出αβγ射线 B.可能同时放出a、β射线 C.可能同时放出αγ射线 D.可能只放出γ射线 答案：Ｃ 6如果某放射性元素经过x次α衰变和y次β衰变,变成一种新原子核,则这个新原子核的质子数比放射性元素原子核的质子数减小( ) A.2x+y B.x+y C.x-y D.2x-y 答案：Ｄ 7.元索x是放射性元素Y的同位素,x与Y分别进行了如下的衰变过程： RS则下列叙述中,正确的是( XPQ,Y) A.Q和S是同位素. B.X和R的原子序数相同. C.X和R的质量数相同. D.R的质子数多于上述任一元素的质子数. 答案：ＡＤ 8.关于放射性元素的半衰期,下列说法中正确的是( A.半衰期是原子核全部衰变所需时间的一半. B.半衰期是原子核有半数发生衰变所需时间. C.半衰期是原子量减少一半所需要的时间. ) 49 D.半衰期是元素质量减少一半所需要的时间. 答案：Ｂ 9.某原子核A的衰变过程如下：由A放射一个β粒子衰变为B,再由B放射一个α粒子衰变为C,则( ) A.核A比核C的中子数多2 B.核A比核C的质量数多5 C.核C的质子数比核A的质子数少1 D.核A较核B在元素周期表中前移1格 答案：Ｃ 10.光子的能量为hν,动量的大小为 h,如果-个静止的放射性元索的原子核在发生ν衰c变时只发出一个ν光子,则衰变后的原子核( ) A.仍然静止 B.沿着与光子运动方向相同的方向运动 C沿着与光子运动方向相反的方向运动 D可能向任何方向运动 答案：Ｃ 二、填空题(每小题8分,共16分) 238222 11.92U衰变成86Rn共发生了________次α衰变________次β衰变,在上述变化过程中共减少了________个中子. 答案：4；2；10 7 12.一瓶无害放射性同位索溶液,其半衰期为2天,测得每分钟衰变6×10次,今将这瓶溶 3 液倒入一水库中,8天后认为溶液已均匀分布在水库中,取1m水样,测得每分钟衰变20次, 3 则该水库蓄水量为________m 51.87510答案： 三、计算题(共34分) 13.(10分)原来静止的原子核参x,经α衰变后变成Y原子核,写出核反应方程式,若测得反冲Y核的动能为Ek,则α粒子的动能为多少? 答案： A4EK 4M 14(10分)静止在匀强磁场中的某原子核,经α衰变产生一个新核nX,设衰变后α粒子的速度方向与磁场垂直,则当α粒子在磁场中沿半径为R的圆周转动了n圈时,则新核的轨道半径及转动的圈数. 答案：R核2R2；x2n n15.(14分)在匀强磁场中的A点有一个静止的原子核发生衰变且衰变后 形成如右图所示的两个内切圆,求： (1)该核发生的是何种衰变? (2)图中轨迹1、2分别是什么粒子形成的? 50 (3)如果已知,r2：r1=44：1,则该放射性元素的原子序数为多少? 答案：(1)β衰变,(2)1是新核,2是β粒子,(3)90 作业3 放射性的应用与防护 核反应 核能 一、选择题(每小题5分,共50分) 1.关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是( ) A.利用射线的穿透性检查金属制品,测量物质的密度和厚度. B.利用射线的电离本领消除有害的静电. C.利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤. D.利用放射性作示踪原子. 答案：ＡＢＣＤ 2.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( ) A.γ射线探伤仪. B利用含有放射性碘131的油检测地下输油管道的漏油情况. C.利用钴60治疗肿瘤等疾病. D.把含有放射性元素的肥料施给农作物,用以检测确定农作物吸收养分的规律. 答案：ＢＤ 3.氢核、中子、氘核质量分别为m1、m2、m3,那么氢核和中子结合成氘核时放出的能量是( ) 2 A.m3c 2 B.(m1+m2)c 2 C.(m3-m2-m1)c 2 D.(m1+m2-m3)c答案：Ｄ 2 4.关于质能方程E=mc,下列说法正确的是( ) A.质量和能量可以相互转化. 2 B.物体的核能可以用mc表示. 2 C.mc是物体的蕴藏能量的总和. D.当物体向外释放能量时,其质量必然减少,且减少的质量△m与释放的能量△E满足 2 △E=△mc. 答案：Ｂ 5.用γ刀治疗肿瘤,不用麻醉,时间短,因而γ刀被誉为“神刀”,那么γ刀治疗肿瘤是利用( ) A.γ射线具有很强的贯穿本领. B.γ射线具有很强的电离作用. C.γ射线具有很强的能量. D.γ射线很容易绕过阻碍物到达目的地. 51 答案：ＡＣ 6.下列原子核反应式中,x代表α粒子的反应式是( 912A.42He4Be6Cx ) B.23423490Th91Pax 31C.2HH110nx 30D.30ix 15P14S答案：Ｃ 7,光子的能量hν,动量的大小为hν／c,如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子,则衰变后的原子核( ) A.仍然静止. B.沿着与光子运动方向相同的方向运动. C.沿着与光子运动方向相反的方向运动. D.可能向任意方向运动. 答案：Ｃ 8.贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器,贫铀是提炼铀235以后的副产品,其主要成分为铀238,贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力,而且残留物可长期对环境起破坏作用,这种破坏作用的原因是( ) A.爆炸的弹片存在放射性. B.未爆炸的部分存在放射性. C.铀的衰变速率很快. D.铀的半衰期很长. 答案：ＡＢＤ 9.镭核在α衰变中放出能量为4.78MeV的α粒子和能量为0.19MeV的γ光子,镭核每发生1次α衰变时的质量亏损(1u=931.5MeV)( ) A.等于1个α粒子的质量 B.等于0.005335u -24 C.等于6.64×10kg -24 D.等于8.64×10kg 答案：ＢＤ 10.一个质子与一个中子结合成一个氘核时释放2.2MeV的能量,两个中子与两个质子结合成一个氦核时,释放28.3MeV的能量,现在把两个中于与两个质子先结合成两个氘核,再把两个氘核结合成一个氦核,那么在整个过程中释放的能量为( ) A.不知氘结合成氦核时释放的能量,故无法判断. B.23.9MeV C.26.1MeV D.28.3MeV 52 答案：Ｄ 二、填空题(每小题8分,共16分) 11.完成下列核反应方程 23411271 (1)11Na+2He→( )+1H (2)( )+0n→12Mg+1H 234019116(3)90Th→( )Pa+-1e (4)9F+1H→( )+8O 427234答案：(1)2612Mg(2)13Al(3)91(4)2He 12写出下列核反应方程式 (1)卢瑟福用α粒子轰击氮14核发现质子____________________________________； (2)查德威克用α粒子轰击铍9核发现中子_____________________________________； (3)钠23俘获一个中子后变为钠的同位素,这个同位索具有放射性,再进行β衰变变为一种新核,这两个核反应过程的核反应方程式分别是___________________,________________. 417194121答案：(1)14(2)NHeOHBeHeC72814260n 24240124(3)2311Na0n11Na,11Na12Mg1e 三、计算题(共34分) 13.(10分)将一计数器放在实验桌上,打开开关,在连续3min内,计数器的示数是每分钟11、9和16,将一放射源放在计数器附近,在连续3min内,计数器的示数变为每分钟1310、1270和1296,现将一块厚纸板放在放射源和计数器之间,每分钟降为1250、1242和1236,又将一块厚为2mm的铅板代替厚纸板,则计数降为每分钟13、12和11,问： (1)为什么没有放射源时,计数器会有示数? (2)根据上述的实验数据,你对放射线的性质有何推断?为什么? 答案：(1)空气中有微量的放射线(2)β射线解析：在放射源和计数器之间放入厚纸板时,计数器的示数无明显变化,表明该射线穿透能力较强,可能是γ射线和β射线；而将一块铅板代替厚纸板时,计数器降为空气中的常态,则该射线不可能是γ射线 14(10分)云室处在磁感强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,α粒子的质量为m,电荷量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,现测得α粒子运动的轨迹半径为R,试求在衰变过程中的质量亏损(涉及动量问题时,亏损的质量可以忽略不计) MBqR答案：m2 2cmMm215.(14分)已知氘核(1H)质量为2.0136u,中于质量1.0087u,氦核(2He)的质量为3.015u,求： 3 (1)写出两个氘核转变成氦的同位素2He的核反应方程； (2)计算上述反应中释放出的核能； (3)若上述反应前两个氘核以相等的动能Ek0=O.35MeV进行对心碰撞,设反应中释放的核能全部转化为新粒子的动能,则反应中产生的两个新粒子的动能各多大? 23 53 231答案：(1)21H1H2He0n;(2)△E=3.26MeV;(3)0.99MeV,2.97MeV 作业4 裂变轻核的聚变 一、选择题(每小题5分,共50分) 159941.23592U吸收一个慢中子后,分裂成54Xe和38Sr,同时还放出( ) A.1个α粒子 B.1个氘核 C.2个中子 D.3个中子 答案：Ｄ 2关于铀核裂变,下列说法中正确的是( ) A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两块. B.铀核裂变时还能同时放出2～3个中子. C.为了使裂变的链式反应容易发生,最好用纯铀235. D.铀块的体积对于产生链式反应无影响. 答案：ＢＣ 112 3一核反应方程为0n+1H→1H+2.22MeV,以下说法中不正确的是( ) 112 A.0n和1H结合成1H要释放2.22MeV核能. 211 B.该逆过程的反应式是:1H+γ→0n+1H. 2 C.把1H分解成一个质子和一个中子至少要吸收222MeV的能量才行. 112 D.0n和1H结合成1H要吸收222MeV核能. 答案：Ｄ 4.一个铀235吸收一个中子发生核反应时,大约放出196MeV的能量,则1g纯铀235完全 核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)( ) A.196NAMeV B.196×235NAMeV C.235×196MeV D.NA/235×196MeV 答案：Ｄ 5原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置,它主要有哪四部分组成( ) A.原于燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统. B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统. C.原子燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统. D.原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统. 答案：Ａ 6下列核反应方程式中,表示轻核聚变过程的是( ) 54 A.15→14Si+1e 2341 B.1H+1H→2He+0n 14140 C.6C→7N+-1e 2382344 D.92U→90Th+2He 答案：Ｂ 7.氘核、氚核、中子、氮核的质量分别是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核结合生成氦核, 则下列说法中正确的是( ) 2341 A.核反应方程为1H+1H→2He+0n. B.这是一个裂变反应. C.核反应过程中的质量亏损△m=m1+m2-m3. 2 D.核反应过程中释放的核能△E=(m1+m2-m3-m4)c. 答案：ＡＤ 8重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子能的两种主要方法,以下关于它们的说法中正确的是( ) A.裂变聚变过程都有质量亏损. B.裂变过程有质量亏损,聚变过程质量有所增加. C.裂变过程质量有所增加,聚变过程质量有所亏损. D.裂变聚变过程质量都有所增加. 答案：Ａ 9镉棒在核反应堆中的作用是( ) A.使快中子变慢中子. B.使慢中子变快中子. C.使反应速率加快. D.控制反应速率,调节反应速率快慢. 答案：Ｄ 112 10.中子和质子结合成氘核,同时释放出γ光子,核反应方程是：1H+0n→1H+γ,以下说法中,正确的是( ) A.反应后氘核的质量定小于反应前质子和中子的质量和. B.反应前后的质量数不变,因而质量不变. C.核子结合成原子核时,一定放出核能. 2 D.γ光子具有的能量为△mc,△m为核反应中的质量亏损. 答案：ＡＣＤ 二、填空题(每小题8分,共32分) 11.正电子与反电子相碰将“湮灭”变为两个相同的光子,每个光子的能量等于________________J,频率等于________Hz.(忽略电子与反电子碰撞前的动能,电子质量为 -31 91×1Okg) 答案：8.19101430300 ,1.2410 2012.某铀核裂变释放出141MeV的能量等于________J,核反应前后的质量亏损为________u,等于________________kg. 55 答案：2.2561011;0.1515,2.51028 13.利用核反应堆工作时释放的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电,这就是核电站的工作原理,核电站消耗的“燃料”很少,但功率却很大. 235 (1)核反应堆的“燃料”是92U,完成下面的核反应式： 235190( )1 92U十0n→( )sr+54Xe+100n (2)核电站在热量传递的循环系统中应用钠钾合金做传热介质,试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由：1___________,2_____________. (3)电站的运行过程中,如发生核泄漏事故,造成放射性污染,对人体的遗传和变异的影响是,___________________________ 答案：(1)38,136(2)(3)略 -14.假设在NaCl蒸气中存在由钠离子(Na′)和氯离子(Cl)靠静电相互作用构成的单个氯 +-化钠(NaCl)分子,若取Na和Cl相距无限远时其电势能为零,一个NaCl分子的电势能为 + 6.1eV已知使一个中性钠原子(Na)最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子(Na)所需的能量(电离能)为5.1eV,使一个中性氯原于(Cl)结合一个电f形成氯离子((Cl)所放出的能量(亲和能)为3.8eV由此可算出,在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子(Na)和中性氯原子(Cl)的过程中,外界供给的总能量等于________Ev. 答案：4.8 三、计算题(共18分)15.在其他能源中,核能具有能量密度大,地区适应性强的优势,在梭电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能,核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能. 235114192 (1)核反应方程式92U+0n→Ba+36Kr+ax 是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,x为待求粒子,a是x的个数,则x为 23514192 ________,a=________、以mU、mBa、mKr分别表示92U、56Ba、36、核的质量,mn、mp.分别表示中子、质子的质量,c为光在真率中传播的速度,则在上述核反应过程中放出的核能△E=___________ 6 (2)有一座发电能力为P=1.00×10kW的核电站,核能转化为电能的效率40％,假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程中放出的核能 -11235-277235 △E=278×10J,92U核的质量mu=390×10kg：求每年(1年=315×10s)消耗的92U的质量 答案：(1)n,3,(mUmBamKr2mn)c(2)1.1010kg 2 3 56 作业5 单元训练卷 一、选择题(每小题4分,共40分) 1.下列对α粒子散射实验装置的叙述,正确的是( ) A.实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜. B.金箔的厚度对实验结果无影响. C.如果不用金箔而用铅箔,就不能发生散射现象. D.实验装置放在空气中和真空中都可以. 答案：Ａ 2.关于卢瑟福原子核式结构的内容,下列说法中正确的是( ) A.原子是一个质量均匀分布的球体. B.原子质量几乎全部集中在原于核内. C.原子的正电荷全部集中在一个很小的核内. -10 D.原子核的半径约为10m. 答案：ＢＣ 3下列关于β粒子的蜕法中,正确的是( ) A.它是原子核放射出来的. B.它和电子具有相同的性质. C.当它通过空气时,电离作用很强. D.它能贯穿厚纸板. 答案：ＡＢＤ 4.根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝,地球绕太阳公转的周期,日地间甲均距离,地球接受太阳的辐射”的问题中,有下列结论,其中正确的是( ) ①太阳内部进行激烈的核反应,辐射大量光子,太阳质量应不断减小. ②日地间距离应不断增大,地球公转速度应不断减小,公转周期不断增大. ③日地间距离不断减小,地球公转速度应不断增大. ④地球表面单位面积平均接受的太阳辐射应不断减小. A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④ 答案：Ｃ YZ5.元索A是X的同位素,它们分别进行如下衰变：ABC,X则( ) A.B和Y是同位素. B.C和z是同位索. C.上述诸元素的原于核中,Y的质子数最多. D.上述诸元素中,B排在元索周期表的最前面. 57 答案：ＢＣＤ 6.有三个核反应方稗,分别是：14022622242351901361 41H→2He+21e,88Ra→86Rn+2He,92U+0n→34Se+58Sr+100n 它们的核反应类型分别是( ) A.裂变、裂变、衰变 B.衰变、衰变、人工转变 C.人工转变、裂变、裂变 D.聚变、衰变、裂变 答案：Ｄ 7太阳辐射能量住要来自太阳内部的( ) A.化学反应 B.放射性衰变 C.裂变反应 D热核反应 答案：Ｄ 232208 8、90Th(钍)经过一系列α和β衰变,成为82Pb(铅),则( ) A.铅比钍少了8个质子. B.铅比钍少了16个中子. C.共经过4次α衰变和6次β衰变. D.共经过6次α衰变和4次β衰变. 答案：ＡＢＤ 9.镭核在α衰变中放出能量为4.78MeV的α粒子和能量为O19MeV的γ光子,镭核在一次α衰变中的质量亏损是(1u=931.5MeV)( ) A.等于个α粒子的质量 B.等于0005335u -24 C.等于864×10kg -27 D.等于664×10kg 答案：ＢＣ 10.静止在磁场中的某种放射性原子核放出α粒子,α粒子的运动方向与磁场方向垂直,α粒子与反冲核的轨迹半径之比是30：1,则( ) A.a粒子与反冲核的动量相同. B.反冲核的原子序数是62. C.放射性元素的原子序数是62. D.反冲核与α粒子的速率之比是1：60. 答案：Ｃ 二、填空题(每小题5分,共25分) 11完成下列核反应方程 6060 (1)27Co→28Ni+___________ 941 (2)4Be+2He→___________+0n； 235190136 (3)92U+0n→38Sr+54Xe+___________. 121答案：0100n 1e;6C;12. 210 82 Pb的半衰期是5天,20g的 210 82 Pb经过10天后还剩___________g 58 答案：5 13.某铀裂变时,释放出141MeV的能量,等于___________J,核反应前后的质量亏损为 -27 ___________u,等于___________kg(u为原子质量单位,1u=1.66x10kg) 答案：2.261011;0.15,2.61026 14.用γ光子轰击氘核,使之产生中子和质子,已知氘核的质量为20135u,质子质量为 -27-34 10072u,中子的质量为1.0086u,1u=1.6605×10kg,普朗克常量h=6.63x10J·s,则γ光子的波长应为___________m. 答案：5.71013 15.在核反应堆中,石墨起___________作用,镉棒起___________作用. 答案：减速,控制反应速率 三、计算题(共35分) 16.(10分)已知镭的原子序数是88,原子质量数为226,求： (1)镭核中质子数及中子数各为多少； (2)若镭原子呈中性,则它核外有几个电子； 226206 (3)镭核88Ra要经过几次α衰变,几次β衰变才能最终转变成82Pb? 答案：(1)88,138(2)88(3)5次α衰变,4次β衰变 235 17(13分)静止的铀235(92U)发生α衰变,为了测量α粒子的动能,让它垂直进入磁感应 4 强度为1T的匀强磁场,测得α粒子的运动半径为0.31m(已知2He的质量为4.001509u),求： (1)写出衰变时的核反应方程； (2)求出α粒子的动能； (3)写出铀235衰变时发出的总能量； (4)求出衰变过程的质量亏损 4231答案：(1)23592U2He90Th(2)7.41013J(3)7.51013J(4)8.41030kg 18.(12分)一速度为v0的粒子,与静止的氢核发生完全非弹性碰撞后,它们的其同速度为vH,如果这个粒子仍以速度v0与静止的碳核发生弹性碰撞后,碳核的速度为vc,现在测得 VC4,已知碳核质量mc与氢核质量mH之比为12,求粒子与氢核的质量之比. VH13答案：1 期中检测卷 一、选择题(每小题3分,共45分)1.下列物体能看成光源的是( A.萤火虫 B.汽车上镀铬闪光部件 ) 59 C.太阳 D.月亮 E.钢水 答案：ＡＣＥ 2.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4,则( A.这束光在水中传播时的波长为真空中的3/4. B.这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4. C.对于这束光,水的折射率为3/4. D.从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中. 答案：Ａ ) 3.潜水员在折射率为2的透明的海水下深h处,向上观察水面,能看到的天穹和周围景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内,关于圆面积S和深度h的关系,下列说法中正确的是( ) A.S与水深h成正比. B.S与水深h成反比. C.S与水深h的平方成正比. D.水深h越大,S越大,但既不是正比也不是反比. 答案：Ｃ 4某棱镜顶角θ=41.30°,一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入.通过棱镜后从另一侧面射出,在光屏上形成由红到紫的彩色光带,如图所示,当入射角α逐渐减小到零的过程中,彩带的变化情况是( ) A.紫光最先消失,最后只剩橙色、红光. B.紫光最先消失,最后只剩黄、橙、红光. C.红光最先消失,最后只剩紫、蓝光. D.红光最先消失,最后只剩紫、蓝、绿光. 答案：Ａ 5.星光闪烁是自然界中常见的一种现象,对于此种现象的解释,下列说法中正确的是( ) A.星球在发光时本来就是间断性进行的. B.是由于大气的密度随时间不断变化引起的. C.是由于大气的密度随高度的不同而形成的. D.是由于眼睛的视觉暂留现象引起的. 答案：Ｂ 6.早上太阳从东方升起,人们看到的太阳是红色的,这是因为( ) 60 A.红光沿直线传播. B.红光的波长长,衍射现象明显. C.红光的折射率小,传播速度大. D.红光更容易引起人们的感觉. 答案：Ｂ 7.x射线在医疗上的应用之一是与电子计算机结合形成体层摄影(ComputerTomography,简称CT),由于诊断迅速、准确率高而得到越来越广泛的应用,CT扫描部分主要由x射线管和检测器组成,x射线贯穿人体时经部分吸收后被检测器接收,而检测器接收到的射线的强弱决定于人体截面组织密度,检测器所测得的不同强度的信号经电子计算机处理显现成图像,可在荧光屏上显示出来.也可用胶片拍摄出来,CT诊断主要利用x射线的( ) A.较强的衍射能力 B穿透能力 C.高速性能 D.能使胶片感光 答案：Ｂ 8.抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则( ) a.这是利用光的干涉现象b.这是利用光的衍射现象c.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝粗了d.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝细了 A.ac B.bd C.ad D.bc 答案：Ｂ 9.演示光电效应实验的装置如图所示,实验中,当用弧光灯照射锌板时,发现验电器指针会发生偏转,而在弧光灯与锌板阃加入一块厚的透明玻璃时,发现验电器指针不会发生偏转,根据所学知识,你对该实验能作出的推断是（ ） A.用可见光照射锌板,验电器指针会发生偏转. B.用弧光灯照射锌板时,使锌板产生光电效应的是其中的紫外线成分. C.厚的透明玻璃板能吸收紫外线. D.使验电器指针发生偏转的正电荷. 答案：ＢＣＤ 10.太阳能光一电直接转换的基本原理就是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,如图甲所示的一种真空光电管,玻璃泡里的空气已经抽出,泡的内半壁涂有碱金属,例如钠、锂、铯,作为阴极K,泡内另有一阳极A,使用时需将A、K极接在电路里,圈中a极应接电源正 61 极,b极接电源负极,如图乙所示,是测定光电流的电路简图,如用绿光照射能产生光电流,则下列说法中正确的是( ) A用红光照射,只要强度足够大,一定能产生光电流. B增加电源电压,微安表示数将明显增加. C.增大入射光强度,微安表示数将明显增加. D增大入射光频率,微安表示数将明显增加. 答案：Ｃ 11.照相胶片上溴化银分子吸收光子的能量离解成原子时胶片就感光了,已知使一个澳化 -34 银分子离解的光子能量至少为1.04eV,普朗克常量h＝6.63x10J·s,下列电磁辐射中：①波长为400nm的紫光②波长为750nm的红光③萤火虫发出的微弱的可见光④功率为 48 5.0×10W的电视台发射的1.0x10Hz的电磁波能使演化银胶片感光的是( ) A.①④ B.① C.①②④ D.①②③ 答案：Ｄ 12.19世纪术20世纪初,人类叩开了微观世界的大门,物理学家们提出丁关于原子结构的各种模型来解释观察到的现象和有关实验结果,玻尔对卢瑟福的原子核式结构模型进行修正而提出玻尔模型,是基于下列事实中的( ) ①α粒子的散射实验②原子的稳定性③原子光谱的不连续性 ④炽热的固体、液体、高压气体可发射连续光谱 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 答案：Ｂ 13.氢原子中核外电子从第3能级跃迁到第2能级时,辐射出的光照射到某金属上恰能产生光电效应现象,则当大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出各种频率的光照射到此金属上,可能使此金属发生光电效应的光最多有( ) A.6种 B.5种 C.4种 D.3种 答案：Ｂ 14.氧原子处在不同的能级时,具有不同形状的电子云,这些电子云是( ) A.电子运动时辐射的电磁波. B.电子运动轨道的形状. C.反映电子在各处出现的概率分布. D.电子衍射产生的图样. 答案：Ｃ 62 15.如图所示,P为放在匀强电场中的灭然放射源,其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,下列判断正确的是( ) A.a为α射线,b为β射线. B.a为β射线,b为γ射线. C.b为γ射线,c为α射线. D.b为α射线,c为γ射线. 答案：ＢＣ 二、填空题(每小题4分,共20分) 16.2000年的中秋之夜是令人难忘的,那晚的天空几乎无云,给赏月提供了绝好的机会,尤为惊叹的是大自然给赏月者带来了.世纪之末难得的一次月全食当地球运行到日、月之间时,由于光的直线传播,会发生月食现象,如果把地球背向太阳的空间划分为A、B、 C、D四个区域(如图所示),则月球运行到___________区域时发生月全食；月球运行到___________区域时发生月偏食. 答案：A内,AB交界 17.如图所示,某透明液体的折射率为n=2,与空气的界面为水平面MN,液体中有一点光源S,上方空气中有一无限长细杆,与液面的夹角为45°,交点为A,A点与点光源S的水甲距离大于S在液体中的深度,则点光源发出的光线与水平方向夹角α在___________范围内均能照射到细杆上. 答案：45°-120° 18.如图所示,用频率为ν的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝的距离之差r2-r1应为___________. 答案： 5c 2 19.人和许多动物夜间几乎什么都看不见,而猫头鹰夜间有很好的视力,这是因为它对红外线有视觉,因此猫头鹰成为很多仿生学专家研究的对象,并已经成功地模仿它制成了可供侦察兵使用的“夜视仪”根据热辐射理论,物体所发光的最大波长λm与物体的热力学温 -3 度丁满足如下关系：T·λm=29x1OK·m,若猫头鹰的猎物夜间体温为27℃,则它发出的光的最大波长为___________,该热辐射属于___________波段. 答案：9.710m,红外线 20.1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中字称不守恒,并由吴健雄 6027 6Co放射源进行 63 实验验证.次年,李、杨二人由此获得诺贝尔物理奖,在衰变前27Co核静止,根据云室照片 00 可以看出,衰变产物Ni和-1e的运动径迹不在一条直线上,如果认为衰变产物只有Ni和-1e,那么衰变过程将违背___________守恒定律. 答案：动量 三、计算题(共35分) 21(5分)目前,许多手机都具有双频功能,例如摩托罗拉T189分别使用900MHz或者1800MHz收发信号,如果用900MHz收发信号,则一个光子携带的能量是多少?它的波长是多少?属于什么范围? 答案：5.97102560 J,0.33m,属于微波范围 22(5分)一束平行光垂直投射到光屏上,形成一个直径为8cm的极细的环状亮斑,现将-只内外半径分别为3cm和5cm的玻璃球壳置于平行光束中,光屏上的细亮环形状水变,试计算玻璃壳的折射率. 答案： 410 923.(5分)真空中波长是0,50μm的绿光,射入折射率为1.5的玻璃后,频率和波长各为多少?该光束在玻璃中是什么颜色的? 答案：610Hz,0.33μm,绿色 24.(8分)如图所示,横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入,从另一个侧面AC折射出来已知棱镜顶角∠A=30°,AC边平行于光屏MN,且与光屏的距离为L. (1)画出白光通过棱镜的光路圈(出射光线只画出两条边缘光线,并指明其颜色)； 答案：上为紫色,下为红色 (2)求在光屏MN上得到的彩色光带的宽度d. 4nn12答案：L24n24n21 25(12分)一光电管的阴极用极限波长λ0=500nm的钠制成,用波长λ=300nm的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=21V,光电流的饱和值I=0.56μA. (1)求每秒内由K极发射电子数； (2)求电子到达A极时的最大动能； (3)如果电势差u不变,而照射光的强度增到原值的3倍,此时电子到达A极时的最大动能 -34-19 是多大?(普朗克常量h=6.63x10J·s,电子带电荷量e=1.60x10c,真空中的光速 8 c=3.00×10m／s) 答案：(1)3.510(2)6.01101219J 64 (3)从以上推导可知，光电子的最大动能只与照射光的频率、金属材料的逸出功和电势差U有关，而与光强无关，故最大动能不变， 期末检测卷(A) 一、选择题(每小题3分,共48分) 1.1999年9月29日《人民日报》报道：备受世人瞩目的国家“九五”重大科研项目“夏商周断代工程”取得一系列重大进展,目前阶段性成果已初步完成,这一阶段性成果,把我国的历史纪年由公元前841年向前延伸1200年,这意味着我国历史准确的公元纪年将有4200多年,为我们讨论古代历史并进而往前追寻中华文明的源头,奠定了良好基础在这一工程的实施过程中,科研人员根据古文献《竹书纪年》中有关日食的记载,结合对考古遗址的分期测定以及文献所载的有关数据,最终对夏代始年得以确定,关于日食的发生,下列说法中正确的是( ) A.日食是地球的影子落到月亮上发生的. B.日食是月亮的影子落到地球上发生的. C.日食是由太阳黑子的活动引起的. D.日食是由太阳耀斑的活动引起. 答案：Ｂ 2.某介质对空气的折射率为1.414,一束光从介质射向空气,入射角为60°图中的正确光路图是( ) 答案：Ｄ 3在水中的人观察水中的鱼,可以看到水中和大气中各有一条鱼,关于这个观察结果,下列说法正确的是( ) A.一个是直接看到的鱼,一个是经反射形成的鱼的虚像. B.一个是直接看到的鱼,一个是经折射形成的鱼的虚像. C.一个是经折射形成的虚像,一个是经全反射形成的虚像. D.都是折射所成的像,一个是实像,另一个是虚像. 答案：Ａ 65 4.如图所示,L为水平放置的点亮的日光灯,T为一藤椅的竖直靠背,横藤条与日光管平行,横竖藤条相互垂直交织,它们之间是透空方格,P是与藤椅靠背平行的白屏,现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处(图中右方)平移,从屏上将依次看到( ) A.横藤条的影,横竖藤条的影. B.竖藤条的影,横坚藤条的影. C.横竖藤条的影,竖藤条的影,没有藤条的影. D.横竖藤条的影,横藤条的影,没有藤条的影. 答案：Ｄ 5.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( ) A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失. B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹依然存在. C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮. D.屏上无任何光亮. 答案：Ｃ 6.蚌壳内表面上有薄层珍珠质,在自光照射下常会呈现美丽的色彩,这是( ) A.光的色散 B.光的干涉 C.光的全反射 D.蚌壳凹面对光的汇聚 答案：Ｂ 7.中科院的专家在“神舟”三号飞船上进行了多种材料的空间晶体生长、制备以及工艺方法的探索,如用于制造微波器件、微波集成电路的锑化镓晶体,用于制造红外探测器基底材料的碲锌镉晶体等,关于微波及红外线,下列说法中正确的是( ) a.微波与红外线本质相同b.微波与红外线本质不同. c微波与红外线的产生机理不同d.微波与红外线的能量相同. A.a、d B.b、d C.b、c D.a、c 答案：Ｄ 8在国际空间站轨道上利用遥感技术可勘测地热、监视森林火情、估计农作物的长势和收成、预报台风等.遥感技术应用的电磁波主要是( ) A.无线电波 B.红外线 C.伦琴射线 D.紫外线 答案：Ｂ 9.激光的主要特点之一是它的即时功率很大,设P表示激光功率,λ表示激光波长,则激光器每秒射出的光子数为( ) A. P hc B. hP c66 C. Pc h D.Phc 答案：Ａ 10关于光的性质,下列说法正确的是( ) A.在其他条件相同的情况下,光的频率越高,衍射现象越容易看到. B.频率越高的光其粒子性越显著,频率越低的光其波动性越显著. C.大量光子产生的效果往往显示出波动性,个别光子产生的效果往往显示出粒子性. D.如果让光子一个一个地通过狭缝,它们将严格按照相同的轨道做有规律的匀速运动. 答案：ＢＣ 11.玻尔在他的原子模型中提出的假设有( ) A.原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量. B.原子辐射光的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份的能量为hν. C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子. D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率. 答案：ＡＣ 12.某种放射性同位素能进行β衰变,在β衰变中放出的电子来自于( ) A原子的外层电子. B原子的内层电子. C.原子核内的电子. D原子核内的一个中子变成一个质子时所放出的电子. 答案：Ｄ 13.分别用α、β、γ三种射线照射带正电的验电器,则( ) A.用α射线照射时,验电器的带电荷量将增加. B.只有用β射线照射时,验电器的电荷才会消失. C.用γ射线照射时,验电器的带电荷最不变. D.用三种射线照射时,验电器的电荷都将消失. 答案：Ｄ 14下列说法中正确的是( ) A.自由核子结合成原子核对,一定遵守质量守恒. B.在发生核反应时,反应前物质的总质量定等于反应后所生成物质的总质量. C.核反应时,反应前的总质量大于反应后的总质量,这个反应是放能反应. D.核反应时,反应前的总质量大于反应后的总质量,必须吸收能量才能发生这个核反应. 答案：Ｃ 15.1999年9月,日本发生了严重的核泄漏,这是加工厂将核原料(六氟化钠)提炼成核反应从而造成了核泄漏(1)这个标准为( ) A.临界温度 B.临界压强 C.临界体积 D.由一定的温度、压强和体积共同确定. 答案：Ｃ 67 (2)下列哪种反应导致了核泄漏( ) A氧化反应 B分解反应 C.化合反应 D.链式反应 答案：D 二、填空题(每小题3分,共15分) 16.如图所示,光源S发出的光经狭缝后变成很窄的一束光,进入折射率为3的、且横截面为半嘲形的玻璃砖M,光束沿M的半径射入,当M以半圆柱的轴线O缓慢地沿逆时针方向旋转后,光线OA与法线NN′间的夹角r逐渐___________,光线强度逐渐___________；光线OB与法线NN′间的夹角i′逐渐___________,光线强度逐渐___________,当i角满足___________条件时,光线OA完全消失 答案：变大,减弱,变大,增强,iarcsin3 317.如图是用来测量金属杆受热膨胀伸长量△l的实验装置示图.M是附在直角支架Mab的平面镜,直角支架可以a点为轴转动,当金属杆伸长时,b点就抬高,镜面M将向逆时针方向转过一个很小的角度,AB为直尺,C处有望远镜,金属杆加热前,从望远镜中看到直尺上的P点；金属杆加热后,从望远镜中看到直尺上的Q点,设PQ相距为d,直尺AB与平面镜的水平距离为L,ab间距离为l,则金属杆受热膨胀的伸长量为___________ 答案： dl 2L18.车床切削工件时,一般是靠近工件,形成切削力而将工件加工成符合设计要求的大小,实际可看到切削下来的铁屑呈蓝色,这是工件高速旋转时,车刀与切削工件产生高温,在铁的表面产生煅烧效果,在铁屑表面形成一层成分为___________氧化层,光照射在其前后表面,两束反射光叠加形成的形成 答案：Fe3O4 19.光电管是把光信号转变为电信号的仪器,今用频率为ν的光照射光电管,发射光电子的最大初动能为E,若改用频率为2ν的光照射该光电管,发射光电子的最大初动能是___________(已知普朗克常量为h) 答案：E+hν 20.要使一个中性锂原子最外层的电子脱离锂原子所需的能量是5.39eV,要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量是3.51eV,则将一个电子从锂原子转移到氟原子所须提供的能量为___________ 68 答案：5.39eV 三、计算题(共37分) 18 21.(5分)一个25w的电灯泡,正常工作时1s内释放出6.0×10个光子,平均波长为600nm灯泡此时的发光效率___________即转化为可见光的能量占灯泡消耗电能的百分比为多少?(保留一位有效数字) 答案：8% 22(6分)糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因,利用高度聚焦的激光束进行治疗,90％的患者都可以避免失明的严重后果,一台功率为10w的氩激光器,能发出 -3 波艮λ=500nm的激光.每次“点焊”视网膜需要2x10J的光能,所以每次“点焊”的时间只需多少?在这段时间内发出的激光光子数是多少个? 答案：210,510 23.(6分)云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,α粒子的质量为m,电荷量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,现测得α粒子的运动轨道半径为R,试求在衰变过程中的质量亏损(注：涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计) 415MqBR答案：m 22Mmmc224(8分)20世纪20年代,剑桥大学学生泰勒做了一个实验,在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板,整个装置如图所示,小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱.经过三个月的曝光,在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍 -13 射条纹,泰勒对这照片的平均黑度进行测量.得出每秒到达底片的能量是5×10J (1)假如起作用的光波波长约为500nm,计算从一个光子到来和下一个光子到来所相隔的平均时间及光束中两邻近光子之间的平均距离； (2)如果当时实验用的箱子长为1.2m,根据(1)的计算结果,能否找到支持光是概率波的证据?答案：(1)2.410m;(2)由(1)计算结果可知，两光子间距离有2．4×10m，而箱子 2 2长只有1．2m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动，这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性，因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域，这个实验支持了光波足概率波的观点 26 25.(12分)已知太阳1s辐射3.8×10J的能量,问： (1)太阳每秒钟损失多少质量? 14 (2)假设太阳放出的能量是由“燃烧氢’’的核反应(41H→2He+2e+2ν)提供,这一核反应放出E=28MeV的能量,式中e为电子,ν为中微子,中微子是一种质量远小于电子质量、穿透力极强的中性粒子,试计算在地球太阳光垂直的每平方米面积上每秒钟有多少中微子到 69 达? 11 (3)假设原始的太阳全部由1H和电子组成,且仅有10％的1H可供“燃烧”,试估算太阳的 301-19 寿命.(已知：太阳质量M=2.0x10kg,日地距离R=1.5×101m,电子电荷量e=1.6x10C,质 -27 子质量m=1.7x10kg) 答案：(1)4.210kg(2)6.010(3)4.710s 9619期末检测卷(B) 一、选择题(每小题3分,共45分) 1.为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌放其中(如图所示),圆柱体轴线与门垂直,从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角已知该玻璃的折射率为n.圆柱长为l1,底面半径为r,则视场角是( ) A.arcsinnlrlnrrlrnrllnrl222222 B.arcsin C.arcsin2 D.arcsin2 答案：Ｂ 2.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定的距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影,但当你靠近“水面”时,它也随你的靠近而后退,对此现象正确的解释是( ) A.这是光在空气中沿直线传播而形成的. B“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉. C.太阳辐射地面,使地表空气温度高,折射率大,发生全反射. D.太阳辐射地面,使地表空气温度高,折射率小,发生全反射. 答案：Ｄ 3.在教室课桌的正上方天花板下挂有一只点亮的日光灯,晚上将一支钢笔平行日光灯放于课桌正上方,当钢笔距离课桌较近时,可在课桌上看到比较清晰的钢笔影子,将钢笔逐渐向日光灯靠近,钢笔的影子逐渐模糊不清,这是由于( ) 70 A.发生了光的色散现象. B.桌子后来未处于钢笔的影区. C.桌子后来未处于钢笔的半影区. D.桌子后来未处于钢笔的本影区. 答案：Ｄ 4如图所示,用单色光做双缝干涉实验,P为第二条亮条纹,改用频率较高的单色光再做实验(其他不变)时,则第二个亮条纹的位置( ) A.仍在P点. B.在P点上方. C.在P点下方. D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮条纹. 答案：Ｃ 5单色光通过矩形小孔所得衍射图样如图所示,从衍射图样可知,矩形小孔的两边a和b的关系是( ) A.a>b B.a=b C.a 6.无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成了范围非常广泛的电磁波谱,不同的电磁波产生的机理不同,表现出的特性也不同,在应用电磁波的特性时,下列各项不符合实际的是( ) A.化学反应可以用红外线照射的办法,提高化学反应的速率. B用紫外线照射马铃薯,可以防止马铃薯发芽,利于长期保存. C.对植物种子进行定量的x射线照射,可引起人工诱发基因突变,达到改良品种的目的. D.用γ射线处理医院排放的污水,可杀死病原体,保护环境免受污染. 答案：Ｃ 7.a、b两束单色光从同一介质入射到空气中时,a光的临界角较小,光强度也较b光弱,照射同种金属发生光电效应时,下列判断中正确的是( ) A.a光照射时,单位时间内发射的光电子数较多,且光电子最大初动能较大. B.a光照射时,单位时间内发射的光电子数较少,且光电子最大初动能较大. C.a光照射时,单位时间内发射的光电子数较少,且光电子最大初动能较小. D.a、b光分别照射时,单位时间内发射的光电子数丰爿同,但a光的光电子最大初动能较大. 答案：Ｂ 8.光电管在现代科技中有广泛的应用,光电管的阳极常用活泼的碱会属制成,原因是这些金属( ) A.导电性好. B.逸出功小. 71 C.发射电子多. D.电子动能大. 答案：Ｂ 9.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片.若减弱光流的强度,使光子一个一个地通过狭缝实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长,底片下就会出现有规则的干涉条纹,对这个实验结果有下列认识,其中正确的是( ) ①曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点子. ②单个光子的运动没有确定的轨道. ③干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方. ④只有大量光子的行为才表现出波动性. A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.③④ 答案：Ｃ 10.科学研究表明：能最守恒和动量守恒是自然界的普遍规律从科学实践的角度来看,迄今为止,人们还没有发现这些守恒定律有任何例外.相反,每当在实验中观察到似乎是违反守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终如人们发现,在两个运动着微观粒子的电磁相互作用下,两个粒予的动量的矢量和似乎是不守恒的.这时物理学家又把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了，现将沿一定方向运动的光子与一个原来静止的自由电子发生碰撞,碰后自由电子向某一方向运动,而光子沿另一方向散射出去这个散射出去的光子与入射前相比较( ) A.速率增大 B.波长增大 C.频率增大 D.能量增大 答案：Ｂ 11利用氢气光谱管发光,可以产生氢的明线光谱,这些谱线的产生是由于( ) A.大量氢原子处于不同的激发态,从而辐射不同频率的光子. B.大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁从而辐射不同频率的光子. C.大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而辐射不同频率的光子. D.大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而吸收不同频率的光子. 答案：Ｂ 12.某人设想减缓放射性元素衰变的可能方法是( ) A.把该元索放置在低温处. B.把该元素密封在很厚的铝盒里. C.把该元素同其他的稳定元素结合成化合物. D.上述各种办法无法减缓放射性元素的衰变. 72 答案：Ｄ 1414 13.放射性同位素C在考古中有重要应用,测得该化石中C残存量,可推算出化石的年代, 1414 为研究C的衰变规律,将一个原来静止的C原子核放在匀强磁场中,观察到它所放射的粒 14 子与反冲核的径迹是两个相外切的圆,圆的半径之比R：r=5：1,如图所示,那么C的衰变方程式应是下列给定的四个方程中的( ) 104A.146C4Be2He 140B.146C5B1e 140C.146C7N1e 121D.146C5B1H 答案：Ｂ 14.根据原子结构理沦,原子核内的质子与质子、质子与中子、中子与中子间有相互作用的核力.下列物理事实中支持这一论点的是( ) A.原子核外的电子在绕核高速运动. B.原子核发生衰变时有能量放出. C.大多数原子核处于一种稳定状态. D.轻核聚变时有能量放出. 答案：ＢＣＤ 15.我国现在已建成的核电站利用的是( ) A.放射性元素衰变放出的能量. B.人工放射性同位紊衰变放出的能量. C.重核裂变放出的能量. D.轻核聚变放出的能量. 答案：Ｃ 二、填空题(每小题3分,共15分) 16.如图所示.一根长为L的直光导纤维,它的折射率为n,激光从它的一个端面射入至另一个端面射出所需的最长时间为______(设光在真空中的光速为c) n2L答案： c17.水面下20cm深处的鱼眼,若要获得水面外180°的全部视野(水中光速是 3c),鱼眼需4转动的视角范围为___________,鱼眼正上方透光水面的直径约为___________cm. 答案：97.2°,45.4 18.按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐 73 射能量)不得超过O.50W／m,若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W,那么在距该 2 通讯装置___________m以外是符合规定的安全区域(已知球面面积为S=4πR) 答案：0.40 19.氢原子的能量E2 13.6eV(n=1,2,3,„)将氢原子电离,就是外部给电子能量,使其n2从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子,要使处于基态的氢原子恰能使其电离,应该用频率至少为___________Hz的光照射氢原子. 答案：3.2810Hz 20在光电效应实验中.测得光电流为3.2x10A,则每秒钟光电管阴极发出的光电子数为___________；若入射光子的能量为8.0eV,光电管阴极每秒钟接收到的光能为___________. 答案：2.010,1.610eV 三、计算题(共40分) 21.(6分)物体AB置于平面镜MN前,若人眼在位置P(如图所示),要使人看不到AB的像,应把平面镜MN的哪一部分遮住? 22.(6分)某透明物质做成一个等腰三角形棱镜如图,一束单色光以60°的入射角从AB而射入,从AC而射出时,出射光线偏离入射光线30°试求光在AC面发生折射时的折射角和该透明物质对这种单色光的折射率. 答案：60°, 1314-6 156 223.(8分)根据量子理论,光子具有动量,光子的动量等于光子的能量除以光速,即P=E/c,光照到物体表面并被反射时,会对物体产生压强,这就是“光压”,光压是光的粒子性的典型表现,光压的产生机理如同气体压强,由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力,器壁在单位面积上受到的压力就是气体压强.已知在地球绕日轨道上,每平方米面积上得到的太阳辐射功率P0=1.35kW,若利用太阳帆为处于该位置的质量M=50kg的某探 42 测器加速,设计所用薄膜的面积S=4X10m产,设照到薄膜上的光子全部被吸收,那么探测器得到的加速度将是多大? 答案：3.610m/s 32 24.(8分)半径为R的半圆柱形玻璃砖折射率为2(临界面为30°)截面如图所示,O为圆心,光线①沿半径aO方向射入,恰好在O点发生全反射,另一条平行于①的光线②从最高点b射入玻璃砖,折射到MN上的d点,求Od的距离. 74 答案： 15R 15239 25.(12分)钚(94pu)的同位素离子静止在匀强磁场中,离子垂直于磁场方向释放一个α粒子.变成铀的同位素,同时辐射能量E=O.09MeV的光子,钚离子质量M0=238.999655u,α粒子质量m=4.001509u,反冲铀核质鼍M=234.993470u, (1)写出核衰变方程. (2)α粒子和铀核的动能各是多少电子伏? (3)画出α粒子和铀核在匀强磁场中回旋径迹的示意图. 答案：(1)239423594Pu2He92UE,(2)4.19MeV,0.07MeV.(3)α粒子和铀 核在匀强磁场中回旋半径RpBq,qqU，故得Rα>RU，又α粒子和反冲核动量方向相反，即得回旋径迹如图所示的两个相切的圆 75 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容