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
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（ ）
A、 B、
C、 D、
8．一个质子以1.0×10７ｍ/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10７ｍ/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10５ｍ/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（ ）
A、 C e + B
B、 C He + Be
C、 C H+ B
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）
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（ ）
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．
16．(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 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mp＝1.6726×10 27 kg， 质量mα＝6.6458×10 27 kg，电子质量 me＝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
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
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，
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＝（4mp＋2me－mα）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
