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1、物理第二轮复习测试题光学、原子物理专题一.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（）AE1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
2、 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使入射光按图中的顺时针方向逐渐
3、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abc三种单色光，并同时做如下实验：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）让这三种单色光分别照射锌板让这三种单色光分别垂直投
4、射到一条长直光纤维的端面上，abc白光abcO顺逆下列说法中正确的是（）如果b种色光能产生光电效应，则a种色光一定能产生光电效应c种色光的波动性最显著c种色光穿过光纤的时间最长a种色光形成的干涉条纹间距最小7发出白光的细线光源ab，长度为 L，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图所示，现考虑线光源ab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1L表示红光成的像长度，2L表示蓝光成的像的长度，则（）A、LLL21B、LLL21C、LLL12D、LLL128一个质子以1.0 10/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
5、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27 13Al 1 1H 28 14Si B核反应方程为27 13Al 1 0n 28 14Si C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123，则被氢原子吸收的光子的波长为（）A、3 B、1+2+3C、3232D 、212110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：
6、1，如图所示，那么碳14 的衰变方程为（）A、14 6C 0 1e + 14 5B B、14 6C 4 2He + 10 4Be C、14 6C 2 1H+14 5B D、14 6C 0 1e + 14 7N 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abB n En/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 4 3
7、2 1 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v与二次曝光的时间间隔t的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏之距离l以及相邻亮纹间距x，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）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，是直线 OA 与 y 轴正方向的夹角， 是直线 OP3与 y 轴负方向的夹角，
8、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、P2两枚大头针，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、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3P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
9、骤 ,如图所示，若已知长方形玻璃abcd的折射率为55.1n，在靠近ab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（）A在ad面一侧偏下的位置可以看到P 的像B在bc面一侧偏上的位置看不到P 的像C在cd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
10、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P abcdP1 P2 P3 yxOA16 (14 分)等腰直角棱镜放在真空中，如图所示，dACAB，一束单色光以60o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30o， （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？17 (16 分 )如图所示，折射率为2n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
11、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Li6 3核俘获一个速度为v0=7.7 104m/s 的中子发生核反应HeHnLi4 23 11 06 3。若已知He4 2的速度为smv/100. 24 2，其方向与反应前中子的速度方向相同。求（1）H3 1的速度多大？（2）求出轨道半径之比。（3）当粒子He4 2旋转3周时，粒子H3 1旋转几周？19(20 分
12、)太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和H1 1、He4 2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HeH4e24 21 1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H1 1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H1 1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R6.4106 m，地球质量 m6.0 1024 kg，日地中心的距离r1.5 1011 m，地球表面处的重力加速度g 10 m/s2，1 年约为 3.2107秒，试
13、估算目前太阳的质量M。（2）已知质子质量mp1.67261027 kg，He4 2质量 m6.64581027 kg，电子质量meP M O hS A B A C 0.91030 kg，光速 c 3108 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w1.35 103 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、 txlv13、(1)减小 的角度；（2）P3挡住 P1P2的像（
14、 3）sin /sin14、C 15(14 分) 参考答案：（1）如右图所示（2）Lxd 因为2da，所以2Lxa16 (14 分)解析：光路图如图所示，已知090A，003060解得060，nsin/60sin0，nsin/sin，所以045所以 Cdvdt232217(16 分)解析：反射光的旋转速度为2，转过的角度为, P 点为全反射的发生点，221sinnC所以045C，所以运动时间为42 t，从 A 到 P 的平均速度htAPv8P O hS A B A C 060S/ 在 P 点光斑的瞬时速度hOPvp445cos2018(16 分) （1）中子撞击锂核生成氘核和氦核过程中动量守恒
15、221100vmvmvm，代入数据解得smv/100. 13 1，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40:3:22211121 BqvmBqvmrr（3）氘核、氦核做圆周运动的周期之比为2:32:2:2211 21BqmBqmTT所以它们旋转的周数之比为3:2:1221TTnn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rTm rmMG2 2)2(地球表面处的重力加速度2RmGg得 gRr TmM23 2)2(以题给数值代入，得M21030 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（ 4mp2mem）c2代入数值，得E 4.210-12 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%10 4pmMN因此，太阳总共辐射出的能量为EN 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4r2w所以太阳继续保持在主星序的时间为Et由以上各式解得 wrmcmmmMtpep2244)24(1.0以题给数据代入，并以年为单位，可得t
