专题五 光和原子物理

与2008年高考预测 （一）方法总结 光的本性、原子和原子核是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。但随着高考改革的进行，试题较多的以与现代科学技术有着密切联系的近代物理为背景，这样在一些计算题，甚至压轴题中（如2001年理科综合试卷）也出现了这方面的知识点。但就是在这类题中，对这些知识点本身的考查，难度也是不大的。需要适应的是这些知识和其他知识的综合。 （二）2008年高考预测 几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，不要求应用公式计算全反射的临界角，透镜成像也不再考查。因此对该部分的考查，将会以定性为主，难度不会太大，灵活性会有所加强，会更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景的能力的考查。有两点应引起重视：一是对实际生活中常见光现象的认识，二是光路图问题。 四、强化训练 （1） 选择题 1．如图所示，放在空气中的平行玻璃砖，表面M与N平行，一束光射到表面M上，(光束不与M平行) ①如果入射角大于临界角，光在表面M即发生反射 ②无论入射角多大，光在表面M也不会发生全反射 ③光可能在表面N发生全反射 ④由于M与N平行，光只要通过M，则不可能在表面N发生全反射 则上述说法正确的是【 】 A．①③ B．②③ C．③ D．②③ 2．如图所示，OO′为透镜的主光轴，当将点光源置于A点时，其像位置在B点，则【 】 A．当将点光源置于B点时，则像必成在A点 B．当将点光源置于B点时，则像一定不会成在A点 C．该透镜是凸透镜 D．该透镜是凹透镜 3．如图所示的府视图，宽1m的平面镜AB的右前方站着一个人甲，另一人乙沿AB的中垂线从远处向平面镜走近，乙能看到甲在平面镜中的像的位置是【 】 A．走近过程的所有位置 B．乙距镜不大于1m的位置 C．只有在乙距镜0.5m的位置 D．乙距镜不大于0.5m的位置 4．如图所示，a、b、c是三块折射率不同的透明介质平板玻璃，彼此平行放置，且有na＜nb＜nc，一束单色光线由空气中以入射角i射到介质a中，当光线由介质c射到空气中时，折射角为r，则有【 】 A．i＞r B．i=r C．i＜r D．无法确定 5．照相机的镜头相当于一个凸透镜，如果不慎在镜头上染上一个小墨点，则照出的相片上【 】 A．有一个放大的墨影 B．有一个缩小的墨影 C．一片漆黑 D．基本正常 6．如图，厚玻璃的下表面镀有反射膜，一束白光以α角射到玻璃的上表面，经折射、反射后射向光屏PP′，则【 】 ①射向光屏PP′是一束平行光 ②在光屏PP′上形成彩色光带，靠近P端为红色，靠近P′端为紫色 ③在光屏PP′上形成彩色光带，靠近P端为紫色，靠近P′端为红色 ④射向屏PP′的一束发散光，但仍为白光 上述说法正确的是【 】 A．①② B．①③ C．② D．①④ 7．肥皂泡呈现的彩色，露珠呈现的彩色，通过狭缝看到的白光光源的彩色条纹，它们分别属于【 】 A．光的色散、干涉、衍射现象 B．光的干涉、色散、衍射现象 C．光的干涉、衍射、色散现象 D．光的衍射、色散、干涉现象 8．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度(如图)，这时【 】 A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电 9．某单色光在真空中的波长为λ，光速为c，普朗克常量为h.现光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则【 】 A．i＜r B．光在水中的波长为λ1= C．每个光子在水中的能量E= D．每个光子在水中的能量E= 10．右图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，检查中所观察到的干涉条纹如图乙所示，则【 】 A．产生干涉的两列光波分别是由a的上表面和b的下表面反射的 B．产生干涉的两列光波分别是由a的下表面和b的上表面反射的 C．被检查的玻璃表面有凸起 D．被检查的玻璃表面有凹陷 11．如图是光电管工作原理电路图，一束波长为λ1的单色光照射到光电管的阴极，电路中产生了光电流，下述判断正确的是【 】 A．若另一束波长为λ2的单色光(λ2＞λ1)照射到光电管的阴极时，电路中也可能产生光电流，但光电流肯定比前次小 B．若电路中产生光电流时，光电流几乎跟光照射同时发生 C．若电路中电源的正负极反接后，电路中仍可能有光电流 D．入射光的强度一定时，电路中光电流的大小随电压的增大而持续增大 12．如图，在遮光板中央挖一圆洞，嵌入一块与圆洞等大的透镜，一束平行光垂直照射到透镜上，在遮光板后与板平行的屏上呈现一个直径2倍于透镜直径的圆形光斑，若屏与遮光板相距为d，则透镜的焦距的大小可能为【 】 A．d/4 B．d/3 C．d/2 D．d 13．如图所示，在凸透镜主光轴上放一点光源P成像于A点，OP＜OA，A处有垂直于主轴的平面镜，通过透镜的光经平面镜反射后【 】 A．可在OP之间成像 B．可在P点成像 C．向右移动透镜，可能在P点成像 D．向左移动透镜，可能在P点成像 14．下列关于光的现象的说法中，正确的是【 】 A．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象 B．白光通过分光镜在光屏上形成彩色的光带是光的干涉现象 C．涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对紫光的透射程度 D．夜间观看到天边的星座的位置比实际位置偏高，是光的折射现象 15．如图所示，两束单色光a、b自空气射入玻璃，经折射形成复合光束c，则下列说法中正确的是【 】 A．a光光子的能量比b光光子的能量大 B．在空气中，a光的波长比b光的波长短 C．在玻璃中，a光的光速小于b光的光速 D．玻璃对a光的临界角大于对b光的临界角 16．如图所示，A是直径为10cm的发光球，B是直径为5cm的遮光圆板，C是光屏，三者中心共轴，AB相距200cm，当B的本影在C上消失时，BC的距离及此时半影环的半径分别是【 】 A．100cm、10cm B．100cm、20cm C．200cm、20cm D．200cm、10cm 17．可以用来说明光具有波粒二象性的现象是【 】 A．光的色散和光的衍射 B．光的干涉和光电效应 C．连续光谱的产生和红外线的热作用 D．放射性现象和阴极射线 18．如图所示，与主轴距离相等的单色光A和B，平行于主光轴射向凹透镜，经折射后其反向延长线交于P点，由此可得出【 】 A．A光在透镜玻璃中的速度比B光小 B．透镜玻璃对A光的折射率比B光小 C．在真空中B光的波长比A光小 D．B光的光子能量比A光小 19．如图所示，MN为透镜L的主轴，图中AB为一条入射光线从左边射向透镜L后的折射光线。由此可判定以下说法正确的是【 】 A．若L是凸透镜，B一定是L的焦点。 B．若B是L的焦点，L一定不是凹透镜。 C．若B是L的焦点，AB的入射光线一定平行于主轴。 D．若AB的入射光线平行于主轴，L一定不是凹透镜。 20．如图所示为发生月食时，太阳光照射光线的示意图，当月球进入图中哪个区域时，在地球上处于夜晚地区的观察者可以看到月食【 】 A．全部进入区域Ⅰ B．全部进入区域Ⅱ和Ⅳ C．全部进入区域Ⅲ D．部分进入区域Ⅰ 21.中子和质子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是 ，以下说法中正确的是【 】 A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的总质量 B．反应前后质量数不变，因而质量不变 C．由核子组成原子核一定向外释放能量 D．光子所具有的能量为△mc2，△m为反应中的质量亏损，c为光速 22．如图所示，是两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α1略大于α2，两束单色光A和B分别垂直入射于三棱镜后，出射光线与第二界面的夹角β1=β2，则【 】 A．A光束的频率比B光束高 B．在棱镜中A光束的波长比B光束的短 C．在棱镜中B光束的传镜速度比A光束的大 D．把两束光由水中射向空气，产生全反射，A光的临界角比B的临界角大 （二）填空题 1．人类梦寐已求的愿望：“应用海洋中储有大量的氘核以及氚核进行可控热核反应，从而获得巨大的能量”，正在成为现实。其核反应方程为。设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，中子的质量为m3，聚变生成核的质量为m4，则该核反应放出的能量为________。 2．已知每秒钟从太阳射到地球的辐射能为1.4×103J/m2，其中可见光部分约占45%，假如认为可见光的波长约为5500 ，太阳向各个方向的辐射是均匀的，日地间距离R=1.5×1011m，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，由此可估算出太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数约为_______________个。(取一位有效数字) 3．如图所示，一束阳光经三棱镜折射后在白色纸带上形成A—G的彩色光带，问： (1)若在M处置一绿色滤光片，则只可在_________点处看到光斑。 (2)若在M处置一盆绿藻，则可在_________点处变暗，其原因是____________________________________。 4．某同学在做测定玻璃折射率的实验，将玻璃砖放在白纸上，然后用笔直接贴着玻璃砖画出了两个界面，由于笔头较粗，使得画出的两个界面都向外出现了一小段距离，如图所示。之后，他没有移动玻璃砖，直接插针做完了实验，他实验结果测得的折射率将___________。(填偏大，偏小，不变) 5．在测定凸透镜焦距的实验中，试说明发生以下现象的原因 (1)在光具座上无论怎样移动小灯，光屏与透镜都找不到像，而且光屏上只有在靠近透镜时有光，原因是_______________________________________。 (2)在光具座上固定好灯与透镜位置后，无论怎样移动光屏，屏上始终有光，但不能成像，原因是______________________________________________。 (3)在光具座上固定好灯与透镜位置后，把光屏移到最远时，屏上才能出现非常模糊的像，原因是______________________________________________。 6．在磁感强度为B的匀强磁场中，某时刻一质量为M的原子核由静止状态发生α衰变，衰变后的α粒子在磁场中作半径为R的匀速圆周运动，设α粒子的质量为m、电量为q，衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和新核的动能，α粒子和新核的重力均忽略不计，C表示真空中的光速，则衰变过程中的质量亏损△m=____________________。 （三）解答题 1．在广口瓶中盛满水，如图那样把直尺AB紧挨着广口瓶瓶口的C点竖直插入瓶内，这时，在直尺对面的P点观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面的部分在水中的像，读出你看到的直尺水下部分最低点的刻度S1以及跟这个刻度相重合的水上部分的刻度S2的像S2′，量出广口瓶的瓶口内径d，就能算出水的折射率。这是为什么？请列出计算折射率的公式。 2．某金属在一束黄光的照射下正好有电子逸出，则在下述情况下逸出电子的多少和电子的最大初动能有什么变化? (1)增大光强而不改变光的频率； (2)用一束强度更大的红光代替黄光； (3)用一束强度比黄光小得多的紫光代替黄光。 3．如图所示，平行玻璃砖折射率为n= ，下表面镀有银，一束单色光与界面成角θ=45°射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h=2.0cm的两光点A和B，求玻璃砖的厚度d。 4．如图所示，游泳池宽度L=15m，左岸边一标杆上装有一A灯，A灯高0.5m，在右岸边站立着一人，E点为人眼的位置，人的眼高为1.5m，水面离岸边的高度为0.5m，此人发现A灯经水面反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，试求B灯在水面下多深处？(B灯在图中未画出) 5．氢原子的核外电子质量为m，电量为-e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1，试回答下列问题： (1)电子运动的动能EK是多少? (2)电子绕核运动的频率是多少? (3)电子绕核在如图所示xy平面上，沿A→B→C→D方向转动，电子转动相当于环形电流，则此电流的方向如何？电流强度多大？ 6．如图所示，一个三棱镜的横截面是直角三角形，且∠A=30°， ，把此棱镜放在真空中，一束平行单色光斜射向AC面的DC部分，经棱镜后垂直于AB面射出，棱镜材料的折射率为 。 (1)求光线从棱镜内射向真空时的临界角。 (2)在图中画出从DC部分射入，最后垂直于AB面射出的一条光线的光路图(不要求画出此光线在AB面的反射线)，并计算此光线在DC面上的入射角。 7．静止的轴核 进行α衰变，为了测定α粒子的动能，让它垂直飞入B=1T的匀强磁场，测得α粒子的轨道半径r1=0.31m，已知α粒子的质量m1=6.64×10-27kg，试求： ①α粒子的动能Ek1等于多少? ②反冲核的动能Ek2等于多少? ③假定衰变时能量全部能动能形式释放，求衰变过程中总质量亏损。 （四）创新试题 1．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 2．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？ 解析答案 (一)选择题 1．D 2．B 3．D 4．B 5．D 6．A 7．B 8．B 9．BD 10．BD 11．BC 12．BD 13．BCD 14．D 15．D 16．D 17．B 18．AD 19．D 20．AD 21．ACD 22．D (二)填空题 1．；(m1+m2-m3-m4)·c2；2.5×1044个 3．(1)D (2)A、E、G，光合作用主要吸收红光、蓝光、紫光 4．偏小 5。(1)灯、屏、透镜三者不同轴；(2)u＜f；(3)灯虽位于1倍焦距之外，但太靠近焦点，成像太远 6．B2q2R2M/2m(M-m)c2 (三)论述和计算 1．解：这个问题需要将光的反射与折射知识结合起来，在本题中，S2′是S2经水面反射后所成的像，而看到的直尺在水面下最低点的刻度实际上已经是最低点S1经水面折射后所成的像。两刻度重合，实际上是S2发出的光线经D点反射后的反射光线与S1发出的光线在D点折射后的折射光线重合，因此眼睛看起来就会觉得这两个刻度重合。 设S1与S0之间的距离为L1，S2与S0之间的距离为L2。 sini=，sinr=，。 2．正好有电子逸出，说明此种黄光的频率恰好为该种金属的极限频率。 (1)增大光强而不改变光的频率，意味着单位时间内入射光子数增加而每个光子的能量不变，因此光电子的最大初动能不变，但逸出的光电子数目增加。 (2)用一束强度更大的红光来代替黄光，红光光子的频率小于该金属的极限频率，所以无光电子逸出。 (3)用强度比黄光小得多的紫光代替黄光，虽然单位时间里射向金属的光子数比原来减少，但每个紫光光子的能量比黄光光子的能量大，因此，光电子的最大初动能增大，但是单位时间里逸出的光电子的数目减少(注意：即使紫光的强度与黄光的强度相同，单位时间里射向金属的光子数应是黄光多，紫光少，因为每个紫光光子的能量比每个黄光光子的能量大)。 3．解：作出如左图所示的光路，i=45°，由n=可得r=30°，所以△CDE为等边三角形，四边形ABEC为梯形，CE=AB=h，玻璃的厚d就是为h的等边三角形的高，故d=cm。 5．(1)根据牛顿第二定律 ∴电子的动能EK= (2)电子绕核运动的频率f= (3)此环形电流的方向为顺时针 电流强度I= 6．(1)45° (2)45° 7．Ek=、E=k、a= （四）创新试题 1．D 2． (由 得 ) 五、复习建议 “获取知识的能力”是考试说明对考生提出的五个要求中的一个。随着命题向能力立意方向的转化，要注意近代物理知识的考查以信息题的形式出现。如2001年理科综合试卷的压轴题，试题本身知识对大多数考生讲并不难，但较大阅读量和一些全新的名词给考生正确获取解题信息设置了障碍，估计这类题在以后的综合试卷中还会出现。 规律：沿直线传播 小孔成像 本影和半影 日食和月食 现象 同一均匀介质中 光的波粒二象性 光谱 电磁说 光子说 电磁波速为c 能在真空中传播 波动说 光电效应 干涉、衍射 微粒说 波动说 直进、反射、折射 反射、折射 光的本性 几何光学 反射定律 平面镜 球面镜 反射定律的应用 光的反射 两面平行的玻璃砖 棱镜 折射定律 光的色散 全反射 折射定律的应用 光的折射 在两种介质的界面 光学 原子结构： 汤姆生模型 卢瑟福模型 波尔模型 α粒子散射实验 氢原子光谱 原子的稳定性 原子和原子核 原子核 天然放射性 β衰变 α衰变 γ衰变 人工转变 质子的发现 中子的发现 原子核的组成，放射性同位素 核能 质能方程式 重核裂变 轻核聚变 � EMBED PBrush ��� _1136445883.unknown _1257879410.unknown _1257880787.unknown _1257881404.unknown _1257881749.unknown _1257881806.unknown _1257881730.unknown _1257881038.unknown _1257880269.unknown _1257880313.unknown _1257880217.unknown _1177130669.unknown _1177131117.unknown _1257879363.unknown _1257879387.unknown _1195209088.unknown _1257878844.unknown _1195208983.unknown _1177130751.unknown _1177130773.unknown _1177130721.unknown _1177130466.unknown _1177130493.unknown _1136445891.unknown _1136445033.unknown _1136445457.unknown _1136445833.unknown _1136445868.unknown _1136445755.unknown _1136445189.unknown _1136445317.unknown _1136445089.unknown _1056391539.unknown _1136444853.unknown _1136444939.unknown _1136444768.unknown _1056391601.unknown _1136402761.unknown _1136402773.unknown _1056391555.unknown _1056348100.unknown _1056391475.unknown _1056391508.unknown _1056348444.unknown _1056391455.unknown _1056348388.unknown _1056347154.unknown _1056347562.unknown _1056347055.unknown