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1、高二物理光学及近代物理知识总复习【本讲主要内容】光学及近代物理知识总复习【知识掌握】【知识点精析】光学：光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播光的波动性：光的偏振：说明光是横波光的粒子性：定义：光照射物体发射电子现象四条实验规律： 1. 任何一种金属都有一大于极限频率光照射才能发生光电效应。 2. 入射光频率越高，光电子最大初动能越大，跟入射光强度无关。 3. 光电效应瞬时的，不超过。 4. 当入射光频率大于极限频率时单位时间发射的光电子数跟入射光强度成正比。玻尔氢原子模型： 1. 核外电子轨道不连续 2. 不同对应不同状态，不同状态对应不同能量叫能级、定态能量量子化 3. 原子从一种能
2、量状态跃迁到另一种能量状态辐射或吸收光子，光子能量高能级低能级 辐射光子低能级高能级 吸收光子能级图：略质子发现：中子发现：原子核结构： 核能：核反应：原子核在其他粒子轰击下，产生新原子核过程。核能：核反应中放出的能量质能方程：【解题方法指导】 例1. 一个半径为5m的圆形水池装满水，水面与地面相平，在池中心上空离水面3m处吊着一盏灯，求眼睛离地高为1.8m的人可以离开水池边缘多远的距离还能看到灯在水中的象。解：S射到水池边缘O点的光恰能反射到人眼睛里，人恰能看到象S反射光OA反向延长线经过S，由反射定律知，OABOSO这道题是考查反射定律的题，如果平面几何知识好，不难求解，但要知道恰能看到象
3、，必须会找边缘光线。 例2. 如图ABC为等腰三角形玻璃棱镜，顶角为，一条光线由AB边入射，折射光线与底边平行，出射光线偏离入射方向角。求该玻璃折射率；=60，=30该折射率为多大？解：折射光OO平行底边 例3. 双缝到屏上P点距离差为，分别用和的单色光垂直照射双缝，P点出现明暗条纹情况A. 单光分别照射时均出现亮条纹B. 单光分别照射时均出现暗条纹C. 单色光照射时出现亮条纹，照射时出现暗条纹D. 单色光照射时出现暗条纹，照射时出现亮条纹解：，用照射出现亮条纹，用照射出现暗条纹C 例4. 如图R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL是厚纸板，MM是荧光屏，实验时发现荧光屏上O、P两点有亮
4、斑，此时磁场方向到达O点射线、到达P点射线可能分别是A. 竖直向上，、B. 竖直向下，、C. 垂直纸面向里，、D. 垂直纸面向外，、解：粒子穿透能力很差，不可能穿过厚纸板，A，B，D磁场方向垂直纸面向里，粒子带负电向下偏转到达O，粒子不带电直线通过到达P点C 例5. 完成下列核反应方程解：【考点突破】【考点指要】 例1. 已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的。检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应。那么，光束a通过三棱镜的情况是图中的（ ）解：n光能使该金属发生光电效应，p光不能据，折射率大小顺序为A 例
5、2. 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入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示。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做视场角。已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r。则视场角是（ ）A. B. C. D. 解：B 例3. 在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（ ）A. 最短波长为B. 最长波长为C. 最小频率为D. 最大频率为解：据 最大频率 最短波长D 例
6、4. 裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为，此裂变反应释放出的能量是_MeV。解：【综合测试】 1. 平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光从玻璃板下表面斜向上射出，变成a、b两束单色光，如图所示。比较a、b两束单色光，则（ ）A. 玻璃对a光的折射率较小B. a光在玻璃中的传播速度较大C. a光的波长较长D. a光光子的能量较大 2. 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（
7、）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 3. 下列说法中正确的是（ ）A. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B. 光的频率越大，波长越大C. 光的波长越大，光子的能量越大D. 光在真空中的传播速度为 4. 用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（ ）A. 光电子的最大初动能不变B. 光电子的最大初动能减少C. 单位时间内产生的光电子数减小D. 可能不发生光电效应 5. 氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射波长为的光子；若从能级B跃迁到能级C时
8、，则吸收波长为的光子。已知，则氢原子从能级C跃迁到能级A时（ ）A. 辐射波长为的光子B. 辐射波长为的光子C. 吸收波长为的光子D. 吸收波长为的光子 6. 氮原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为，离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收的是（ ）A. 40.8eVB. 43.2eVC. 51.0eVD. 54.4eV 7. 已知介子、介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。下列说法正确的是（ ）A. B. C. D. 8. 铀裂变的产物之一氪90（）是不稳
9、定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（），这些衰变是（ ）A. 1次衰变，6次衰变B. 4次衰变C. 2次衰变D. 2次衰变，2次衰变 9. 在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势。在核电站中，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。（1）核反应方程式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为X的个数，则X为_，a=_，以、分别表示、核的质量，、分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能E=_。（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率。假定反应
10、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，核的质量。求每年（1年）消耗的的质量。 10. 如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号转换成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高度。如果发现光点在屏上移动了s的距离，射到B点，则液面的变化是_。 11. 利用扫描隧道显微镜（STM）可以得到物质表面原子排列的图像（如图所示），从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征，则构成这些材料
11、的原子在物质表面排列的共同特点是：（1）_；（2）_。 12. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相机所获得的“散斑对”相当于双缝干涉中的对缝，待测物体的速度v与二次曝光时间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、双缝到屏之间距离l及相邻两条亮斑间距x，若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）A. B. C. D. 13. 设有钚核静止在匀强磁场中，当沿与磁场垂直的方向放出粒子后，衰变成一个铀核，同时放出能量为的光子。（1）写出核衰变方程；（2）若不计光子的动量，求粒子与铀核在磁场中回转半径之比，并在图中画出它们的轨迹示意图；（
12、3）若不计光子动量，求粒子动能；已知钚核、铀核和粒子的质量分别为238.9997u、234.9935u和4.0015u，kg，普朗克常量。（结果保留三位有效数字）参考答案http/ 1. D 2. B 3. 答：A、D解析：同种介质中，光的频率越大，波长越小，光子能量越大。 4. 答：A、C解析：最大初动能（W为逸出功）知，仅与单色光频率相关故A正确，B错。照射光光强减弱，即单位时间内光子数减少，因而打出的光电子也减少，故C正确。只要照射光频率大于极限频率，就一定能发生光电效应，D错。 5. 答：D解析：由可知，由C到A应吸收光子。由可得，即。 6. 答：B解析：用光照射类氢原子，只有当光子能
13、量恰好等于跃迁能量时，类氢原子才会发生跃迁。由图得：A中能级跃迁吸收能量为40.8eV正确；C中能级跃迁吸收能量为51.0eV，正确；D中能级跃迁吸收能量为54.4eV，而B中找不出任何一种跃迁的方式，所以B错。 7. 答：A、D解析：由电荷数守恒得：夸克和反夸克电荷数之和应等于介子电荷数。 8. 答：B解析：设经历了x次衰变，y次衰变。则 9. 答：（1）n，3，；（2）解析：（1）链式反应中会放出中子n，所以X为n。由质量数和电荷数守恒得a=3由质能方程得E=（2）每年提供的总能量为。设一年消耗质量为。则 10. 答：下降解析：液面发生变化时，入射光线和反射光线的方向均不变，由反射定律可以作出如图所示的光路图。据图可以看出，液面应下降，据几何关系有则 11. 答：答案内容可灵活多样，如：（1）在确定方向上原子有规律地排列；（2）在不同方向上原子的排列规律一般不同；（3）原子排列具有一定的对称性，等等。 12.
