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光学近代物理


光学、近代物理
一、光的传播 1.下述说法中正确的是 ( ) A.光在同一种介质中总是沿直线传播的 B.光总是沿直线传播的 C.小孔成像是光直线传播形成的 D.影的产生可以用光线的直线传播解释 2.如图 20-1 所示,关于日食如下说法中正确的是( ) 月 日 A.在 A 区可看到日全食 B.在 B 区可看到日环食 A 图 20-1 C.在 C 和 D 区可看到日偏食

D.发生日食时,地球上处于白天且天气晴好的任何地方都能看到 3.如图 20-2,竖直放置的平面镜 M 前,放有一点光源 S,设 S 在平 面镜中的像为 S′,则相对于站在地上的观察点来说( ) A.若 S 以水平速度 v 向 M 移动,则 S′以-v 移动 M S B.若 S 以水平速度 v 向 M 移动,则 S′以-2v 移动 C.若 M 以水平速度 v 向 S 移动,则 S′以2v 移动 图 20-2 D.若 M 以水平速度 v 向 S 移动,则 S′以 v 移动 4.如图 20-12 所示,a、b、c 三条光线交于 S 点,如果在 S 点前任意位置放置一个 平面镜,则三条反射光线( ) a A.可能交于一点也可能不交于一点 b c B.一定不交于一点 C.交于镜前的一点,成为一实像点 图 20-12 D.它们的延长线交于镜后一点,得到一个虚像点 5.光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ,若这两种介质的折射率不同,则 ( ) A.一定能进入介质Ⅱ中传播 B.若进入介质Ⅱ中,传播方向一定改变 C.若进入介质Ⅱ中,传播速度一定改变 D.不一定能进入介质Ⅱ中传播 6 .某介质的折射率为 3 ,一束光由该介质射向空气,如下光路图中正确的是 ( )
60° 30° 30° 30° 60° 60° 30° 30° 60°

C D

B

A

B 图 20-3

C

D

7.在完全透明的水下某深度处放有一点光源,在水面上可见到一个圆形光斑,如果 此圆形光斑的半径在均匀增大,则此时点光源正在 ( ) A.加速上升 B.加速下沉 C.匀速上升 D.匀速下沉

8.一束光从空气射向折射率 n= 2 的某种玻璃的表面,如图 20-16 所示.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 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=arctan 2 时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直 9.光由介质入射空气,当入射角为 30°时折射光线与反射光线恰好 相互垂直,则光在介质中的传播速度为 . 10.一块玻璃三棱镜顶角为α ,置于空气中,当光线垂直入射 AB 面 上时,如图 20-7 所示,到达 AC 面后,刚好不存在折射光线,则 此玻璃对空气的临界角是 .
A α i
空气

2

玻璃

图 20-16

B 图 20-7

C

二、光的本性 1.在观察光的衍射现象的实验中, 通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝, 观看远处的日 光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝), 可以看到( ) A.黑白相间的直条纹 B. 黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D. 彩色的弧形条纹 2.下面的说法正确的是( ) A.肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的 B.天空中彩虹是光的干涉现象造成的 C.圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的 D.在阳光照射下, 电线下面没有影子, 是光的衍射现象造成的 3.以下现象或实验结果,说明了光的波动性的是 ( ) A.肥皂薄膜上的彩色条纹 B.泊松亮斑 C.日、月食现象 D.小孔成像 4.用单色光做双缝干涉实验, 下述说法中正确的是( ) A.相邻干涉条纹之间的距离相等 B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍 C.屏与双缝之间距离减小, 则屏上条纹间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下, 红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 5.用白光进行双缝干涉实验时,若用红色和绿色滤光片分别挡住二缝,则在屏上出现的图景 是( ) A.红色明暗相间的条纹 B.绿色明暗相间的条纹 C.红、绿相间的条纹 D.没有干涉条纹

单色光 标准板 a b 甲 图2 待验板 乙

a

b

6.如图 2 甲所示为用干涉法检查某块厚玻璃板的上表 面是否平的装置.若待验板的上 表面平整,则当平行的单色光照射到标准板上时,可从标准板上方观察到平行的、明 暗相间的干涉条纹.若观察到的条纹如图 2 乙所示,则说明待验板的上表面( ) A.有一个凸起的圆台 B.有一凹陷的圆坑 C.有一个沿 ab 方向凸起的高台 D.有一个沿 ab 方向凹陷的沟 7. 用蓝光照射一光电管,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,则 应 ( ) B.增大蓝光的强度 D.改用绿光照射

A.改用紫光照射 C.增大光电管上的加速电压

8.如图23-1所示用一束光照射光电管,电流表G有一定读数,下面 的哪项措施可以保证使G的示数增加( )

A.增大入射光的频率 B.增大入射光的强度 C.滑片P向右移动 D.滑片P向左移动
图 23-1

9.关于光的波粒二象性,如下说法中正确是 (



A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的效果往往表现出粒子性 B.光在传播时往往表现出波动性,光跟物质相互作用时往往表现出粒子性 C.波长小的光粒子性较显著,波长大的光波动性较显著 D.光既有波动性,又具有粒子性,这是相互矛盾不能统一的 10.沙尘暴是由于土地沙化引起的一起恶劣的气象现象,对人类的生存造成极大的危害, 发生沙尘暴时能见度只有几十米甚至几米,天空变黄发暗,这是由于在这种情况下 ( ) A.只有波长较短的一部分光才能到达地面 B.只有波长较长的一部分光才能到达地面 C.只有频率较高的一部分光才能到达地面 D.只有频率较低的一部分光才能到达地面

11.在双缝干涉实验中,用频率 f=5×1014 Hz 的单色光照射双缝,若屏上一点 P 到双缝 的距离之差为 0.9 μ m,则 P 点处将出现 条纹.若在折射率 n=2 的介质中 作上述实验,则 P 点处将出现 条纹. 12.照相机镜头的表面镀一层折射率为 1.38 的氟化镁的透明材料作为增透膜,对于真空 中波长为 5 500×10-10 m 的光来说,这层薄膜的厚度至少为多少?

13.已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为 1.4×10

3

J,其中可见光约占 45%.设可见光的波长均为 0.55 μ m,太阳向各个方向的辐射是均 匀的, 太阳与地球间距离为 1.5×10 m, 求太阳每秒辐射出的可见光的光子数. (h=6.63 ×10
-34 11

J·s) 三、原子物理

1.北京奥委会接受专家的建议,大量采用对环境有益的新技术。如奥运会场馆周围 80 ﹪~90﹪的路灯将利用太阳能发电技术,奥运会 90﹪的洗浴热水将采用全玻真空太 阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成 的,其核反应方程是( ) A. 41 H ?2 He ?21 e
1 4 0

4 17 1 B. 14 7 N ? 2 He? 8 O?1H 234 4 D. 238 92 U ? 90Th? 2 He

1 136 90 1 C. 235 92U ?0 n? 54 Xe?38 Sr ? 100 n

2.下列核反应方程中,哪些是平衡的

[

]

A. B. C. D.

10 13 1 5 B + (? 粒 子 ) ? 7 N + 1 H 27 1 27 1 3 A l+ 0 n ? 1 2 M g + ( 质 子 ) 9 4 12 4 B e+ 2 H e? 6 C + ( 中 子 ) 14 4 17 7 N + 2 H e? 8 O + ( 氘 核 )

3.设质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2和m3.那么,当一个质子和一个中子结合成 一个氘核时,释放的能量是 A.m3c
2

[
2

]

B.(m1+m2)c
2

C.(m3-m2-m1)c

D.(m1+m2-m3)c

2

4.在α 粒子散射的实验中,当α 粒子最接近金核时 [ A.α 粒子动能最小 C.α 粒子电势能最小

]

B.α 粒子受到的库仑力最大 D.α 粒子与金核间有核力作用

5.下列关于放射性元素半衰期的说法中, 正确的是 [ A.温度升高半衰期缩短 B.压强增大半衰期增长 C.半衰期由该元素质量多少决定 D.半衰期与该元素质量、压强、温度无关

]

6 .元素 X 是 Y 的同位素 , 都具有放射性 , 分别进行以下的衰变过程 : , 则下列说法正确的是 [ A. Q与S不再是同位素 B. X和R的原子序数可能相同 C. X和R的质量数可能相同 D. R 的质子数大于上述所有任何元素 7.在匀强磁场中,一静止的放射性原子核发生衰变,放出一 个粒子后变为另一新原子核,为此拍得如图 24-1 所示两个相 切的圆形径迹的照片,则 [ ]
甲 图 24-1



]

A.图甲为发生 α 衰变的照片,其中大圆为 α 粒子的径迹 B.图甲为发生 β 衰变的照片,其中大圆为电子的径迹 C.图乙为发生 α 衰变的照片,其中大圆为 α 粒子的径迹 D.图乙为发生 β 衰变的照片,其中大圆为电子的径迹



8.重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法,下面关于它们的说法 中正确的是 [ ]

A.裂变和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,聚变过程有质量亏损 D.裂变和聚变过程质量都有所增加

9. 如图23-2所示, 为氢原子的能级图, 若用能量为10.5 eV的光子去 照射一群处于基态的氢原子, 则氢原子 ( A.能跃迁到n=2的激发态上去 B.能跃迁到n=3激发态上去 C.能跃迁到n=4的激发态上去 D.以上三种说法均不正确
图 23-2



10.处于激发态的原子,如果在入射光子的电磁场的影响下,引起高能态向低能态跃迁, 同时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫受激辐射。 原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向等,都跟入射光子完全一样, 这样使光得到加强,这就是激光产生的机理。那么发生受激辐射时,产生激光的原 子的总能量 En、电子的电势能 Ep、电子动能 Ek 的变化关系是 ( ) A.Ep 增大、Ek 减小、En 减小 B.Ep 减小、Ek 增大、En 减小 C.Ep 增大、Ek 增大、En 增大 D.Ep 减小、Ek 增大、En 不变 11.用 a、b 两束单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到图示 的干涉图样,其中图甲是 a 光照射时形成的,图乙是 b 光照射时形成的。则关于 a、 b 两束单色光,下述正确的是( ) A.a 光光子的能量较大 B.在水中 a 光传播的速度较大 C.若用 a 照射某金属时不能打出光电子,则用 b (甲) (乙) 光照射该金属时打不出光电子 D. 若 a 光是氢原子的核外电子从第四轨道向第二轨道跃迁时产生的,则 b 光可能是 氢原子的核外电子从第三轨道向第二轨道跃迁时产生的 12.处于基态的氢原子,能够从相互碰撞中或从入射光子中吸收一定的能量,由基态跃 迁到激发态。已知氢原子从基态跃迁到 n=2 的激发态需要吸收的能量为 10.2eV,如 果静止的氢原子受其他运动的氢原子的碰撞跃迁到该激发态,则运动的氢原子具有 的动能( ) A.一定等于 10.2eV B.一定大于 10.2eV,且大的足够多 C.只要大于 10.2eV,就可以 D.一定等于 10.2eV 的整数倍 13 . 1919 年英国物理学家
14 7

用 α 粒子轰击氮核发现了质子,核反应方程式为 用α 粒子轰击铍核发现了中子,核

1 17 N+ 4 2 He → 8 O + 1 H .1932 年英国物理学家 9 4

1 反应方程式为 4 Be + 2 He → 12 6 C+0n .

14.铋210的半衰期是5d,10g的铋210经过10d后,还应该剩下

g.

15.放射性同位素应用的两个主要方面是利用它的_______和_______. 16.一对正负电子相撞时,会同时消失而转化为一对频率相同的光子,这对光子的频率 应是 Hz. (电子质量m=0.91×10
-30

kg,普朗克常量h=6.6×10

-34

J·s)

17.放射性原子核 A 经一系列 α 和 β 衰变变为原子核 B.若 B 核内质子数比 A 核少 8, 中子数比 A 核少 16.则发生 β 衰变的次数为 次.

18.某行星内发生核反应,三个 α 粒子结合成一个碳核 12 6 C 要放出能量,已知 α 粒子 的质量为 4.002 6 u,碳核质量为 12.000 0 u,求: (1)三个 α 粒子结合成一个碳核放出的能量. (2)1.2 kg 氦完全结合成碳放出的能量.


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