2006高考物理第二轮专题复习测试题(光学、原子物理专题）

2005-2006高三物理第二轮复习测试题

光学、原子物理专题

一.选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)

1．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是：（    ）

　　A．两束干涉光是a,b面反射形成的；

　　B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；

　　C．两束干涉光是b,c面反射形成的；

　　D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。

2．如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（  ）

A．E₁是低压交流电源，E₂是高压直流电源，且E₂的

右端为电源的正极

B．射线E、F均是电子流

C．射线E是电子流、射线F是X射线

D．射线E是X射线、射线F是电子流

3．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（     ）

A．很小的不透明圆板   B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板

C．很大的不透明圆板   D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板

4．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面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线）（　 　 ）

A．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光首先射出

B．使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光首先射出

C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面

D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面

 

5．如图所示，x为未知放射源，将强力磁场M移开，计数器所测得的计数率保持不变，其后将铝薄片移开，则见计数器计数率大幅度上升，则x为   （    ）

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

白光

6．如图所示，一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光，取其中的 三种单色光，并同时做如下实验：

①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验，装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）

②让这三种单色光分别照射锌板

③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上，

下列说法中正确的是（    ）

Ａ．如果 种色光能产生光电效应，则 种色光一定能产生光电效应

Ｂ． 种色光的波动性最显著

Ｃ． 种色光穿过光纤的时间最长

Ｄ． 种色光形成的干涉条纹间距最小

7．发出白光的细线光源 ，长度为L，竖直放置，上端 恰好在水面以下，如图所示，现考虑线光源 发出的靠近水面法线（图中虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以 表示红光成的像长度， 表示蓝光成的像的长度，则（   ）

水

A、                 B、

C、                 D、

8．一个质子以1.0×10^７ｍ/ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是(   )

A．核反应方程为 Al＋ H → Si

B．核反应方程为 Al＋ n → Si

C．硅原子核速度的数量级为10^７ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致

D．硅原子核速度的数量级为10^５ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致

9．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为l₁、l₂、l₃的三种单色光光子，且l₁〉l₂〉l₃，则被氢原子吸收的光子的波长为  （   ）

A、l₃          B、l₁+l₂+l₃     C、    D、

10．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（    ）

B

A、 C    e + B          

B、 C    He + Be     

C、 C    H+ B          

n

En/eV

0

-0.85

-1.51

-3.4

-13.6

∞

4

3

2

1

D、 C    e + N      

二.填空

11．(5分)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有            

 

12．(5分)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     

三．实验（20分）

·

·

·

α

β

P1       P2

P3

y

x

O

A

13．（16分）如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线， P₁、P₂为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P₃ 是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角， β是直线OP₃与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P₃的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P₁、P₂两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P₁、P₂的像，

1、他应该采取的措施是

_________________________________

2、若他已透过玻璃砖看到了P₁、P₂的像，确定 位置的方法是________________________

3、若他已正确地测得了的 的值，则玻璃的折射率n=__________________________

4、若他在实验中不小心将玻璃砖绕Ｏ点逆时针转动了一个很小的角度，则该同学的测量值比真实值             （填“大”或“小”或“不变”）

 

14．(4分)在利用插针法测玻璃的折射率时,透过玻璃砖看大头针以确定光线是实验中的基本步骤,如图所示，若已知长方形玻璃 的折射率为 ，在靠近 面的一侧固定一枚大头针P，用眼睛在另外三个侧面分别观察大头针P的像，下列说法中正确的是（   ）

P

A．在 面一侧偏下的位置可以看到P的像

B．在 面一侧偏上的位置看不到P的像

C．在 面一侧偏右的位置可以看到P的像

D．在以上的三个位置都可以看到P的像

 

四．计算题

15．(14分)1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．

(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．

(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．

 

 

 

B

A

C

16．(14分)等腰直角棱镜放在真空中，如图所示， ，一束单色光以60^o的入射角从AB侧面的中点射入，折射后再从AC侧面射出，出射光线偏离入射光线的角度为30^o，（已知单色光在真空中的光速为C），（1）请作出光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？

 

 

P

M

O

S

A

17．(16分)如图所示，折射率为 的液体表面上方有一点光源S，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面深度为h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：

(1)光斑在这一过程中的平均速度

(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。

 

 

18．(16分)静止在匀强磁场中的 核俘获一个速度为v₀=7.7×10⁴m/s的中子发生核反应 。若已知 的速度为 ，其方向与反应前中子的速度方向相同。求（1） 的速度多大？（2）求出轨道半径之比。（3）当粒子 旋转3周时，粒子 旋转几周？

19．(20分)太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和 、 等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是 释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的 核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和 核组成。

（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×10⁶ m，地球质量m＝6.0×10²⁴ kg，日地中心的距离r＝1.5×10¹¹ m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s² ，1年约为3.2×10⁷ 秒，试估算目前太阳的质量M。

（2）已知质子质量m_p＝1.6726×10 ²⁷ kg， 质量m_α＝6.6458×10 ²⁷ kg，电子质量 m_e＝0.9×10 ³⁰ kg，光速c＝3×10⁸ m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。

（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×10³ W/m²。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）

 

 

 

 

 

 

答案：1、BC2、AC3、D4、A5、D6、C7、D8、AD9、AD10、D11、四种 12、 13、(1)减小α的角度；（2）P₃挡住P₁P₂的像（3）sinβ/sinα   14、C

 

 

S/

 

15．(14分) 参考答案：

（1）如右图所示

（2）

因为 ，所以

 

16． (14分)解析：光路图如图所示，已知 ，

解得 ， ， ，所以

B

A

C

所以

 

 

 

 

 

17．(16分)解析：反射光的旋转速度为 ，转过的角度为

    , P点为全反射的发生点，

P

M

O

S

A

所以 ，所以运动时间为 ，

从A到P的平均速度

在P点光斑的瞬时速度

 

 

 

 

18．(16分) （1）中子撞击锂核生成氘核和氦核过程中动量守恒 ，

代入数据解得 ，方向与v₀相同。

（2）氘核、氦核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为  

（3）氘核、氦核做圆周运动的周期之比为 所以它们旋转的周数之比为 当氦核旋转3周时，氘核旋转2周。

 

19．(20分)（1）要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象。设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知

                              ①

地球表面处的重力加速度                 ②

得                             ③

以题给数值代入，得 M＝2×10³⁰ kg                 ④

（2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为

△E＝（4m_p＋2m_e－m_α）c²                     ⑤

代入数值，得

    △E＝4.2×10^-12 J                                 ⑥

（3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为                           ⑦

因此，太阳总共辐射出的能量为           E＝N·△E

设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为

        ε＝4πr²w                                  ⑧

所以太阳继续保持在主星序的时间为                ⑨

由以上各式解得           

以题给数据代入，并以年为单位，可得

        t＝1×10¹⁰年＝1百亿年                       ⑩