1、高三物理第二轮复习：光学、原子物理测试题一.选择题(410;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（ ）AE 1 是低压交流电源，E 2 是高压直流电源，且 E2 的右端为电源的正极B射线
2、 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4abc 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
3、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 放射源 B纯 放射源C、 混合放射源 D、 混合放射源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：abc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）让
4、这三种单色光分别照射锌板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（ ）abc白光abc顺逆如果 种色光能产生光电效应，则 种色光一定能产生光电效应ba 种色光的波动性最显著c 种色光穿过光纤的时间最长 种色光形成的干涉条纹间距最小a7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，aba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（ ）1 2A、 B、L21 2C、 D、L18一个质子以 1.010 /的速度撞入一个静止的铝原子核后被
5、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 Si27132814B核反应方程为 Al n Si0C硅原子核速度的数量级为 10 / ，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 /，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 1、 2、 3 的三种单色光光子，且 1 2 3，则被氢原子吸收的光子的波长为 （ ）A、 3 B、 1+2+3 C、 D、322110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
6、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（ ）A、 C e + B 1460145B、 C He + Be 24C、 C H+ B 14615D、 C e + N 047二.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，水bBn En/eV0-0.85-1.51-3.4-13.64321用二次曝光照
7、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v二次曝光的时间间隔 的t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tl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 x三实验（20 分）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、P 2 为竖直地插在直线 OA 上的两枚大头针，P 3 是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线 OA 与 y 轴正方向的夹角， 是直线 OP3 与 y 轴负方向
8、的夹角，只要直线 OA 画得合适，且 P3 的位置取得正确，测得角 和 ，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、P 2 两枚大头针，但在 y0 的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到 P1、P 2 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、P 2 的像，确定 位置3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
9、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abcd5.1nab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（ ）A在 面一侧偏下的位置可以看到 P 的像adB在 面一侧偏上的位置看不到 P 的像bcC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
10、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 ， 在 光 屏 上 形 成 干 涉 条纹 写 出 相 邻 两 条 亮 纹 (或 暗 纹 )间 距 离 x 的 表 达式 PacdP1P2P3yxOA16(14 分) 等腰直角棱镜放在真空中，如图所示， ，一束单色光以 60o 的入射dACB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30o， （已知单色光在真空中的光速为 C） ， （1）请作出
11、光路图；（2）求此单色光通过三棱镜的时间是多少？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2n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 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=7.7104m/s 的中子发生核反应Li63。若已知 的速度为 ，其方向与反应前中子的HenLi4231063e42
12、sm/1.2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31 He423 周时，粒子 旋转几周？3119(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。1e42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He1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H1化，假定目前太阳全部由电子和 核组成。H1（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 R6.410 6 m，地球质量 m6
13、.010 24 kg，日地中心的距离 r1.510 11 m，地球表面处的重力加速度 g10 m/s 2 ，1 年约为 3.2107 秒，试估算目前太阳的质量 M。PMO hSABAC（2）已知质子质量 mp1.6726 10 27 kg， 质量 m 6.645810 27 kg，电子质量 He42 me 0.910 30 kg，光速 c310 8 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 w1.3510 3 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、BC
14、2、AC3、D4、A5、D6 、C7、D8 、AD9、AD10、D11 、四种 12、 13、(1)减小 的角度；（2）P 3 挡住 P1P2 的像（3）sin/sin 14、Ctxlv15(14 分) 参考答案：（1）如右图所示（2） Lxd因为 ，所以a16 (14 分) 解析：光路图如图所示，已知 ，09A0036解得 ， ， ，所以06nsi/in0 nsi/ 45所以 Cdvt23BAC06S/17(16 分) 解析：反射光的旋 转 速度为 ，转过的角度为2, P 点为全反射的发生点，1sinC所以 ，所以运动时间为 ，045C42t从 A 到 P 的平均速度 htAPv8在 P 点
15、光斑的瞬时速度 hOvp45cos2018(16 分) （1）中子撞击锂核生成氘核和氦核过程中动量守恒 ，210vmv代入数据解得 ，方向与 v0相同。smv/0.3（2）氘核、氦核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为 40:3:212Bqvr（3）氘核、氦核做圆周运动的周期之比为 所以它们旋转的:2121mqT周数之比为 当氦核旋转 3 周时，氘核旋转 2 周。:2:121Tn19(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rmrMG22(地球表面处的重力加速度 2RmGg得 rT23)(以题给数值代入，得 M2 1030 kg （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 p2m em ）c 2 代入数值，得PMO hSAE4.210 -12 J （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 %104pmMN因此，太阳总共辐射出的能量为 ENE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4r 2w 所以太阳继续保持在主星序的时间为 t由以上各式解得 wrmcMtpe224)(1.0以题给数据代入，并以年为单位，可得t110 10 年1 百亿年
