一. 教學(xué)內(nèi)容:幾何光學(xué)、光學(xué)、原子考點(diǎn)例
近幾年的考題中都貫穿著一個(gè)信息:物理光學(xué)考查的重點(diǎn)是光的干涉和衍射、光電效應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律、光子說(shuō)、光的電磁說(shuō)、電磁波譜、光電管及其應(yīng)用、光的波粒二象性。
本章內(nèi)容,大多是同學(xué)們?cè)谏钪胁惶珶嵯さ,點(diǎn)多,內(nèi)容抽象,且定量的少,定性多,需要的信息量大,但考卷中占分比例小,難度不大,因此會(huì)造成考生麻痹輕敵,時(shí)投入精力過(guò)少,基本概念不清、理解程度差,造成時(shí)不必要的失誤。
在今后的高考中,本章內(nèi)容在題量、難度和占分比例上不會(huì)有大幅度變動(dòng),占分比例基本不變,主要題型為選擇題。
二. 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)
幾何光學(xué)以光的直線傳播為基礎(chǔ),主要研究光在兩個(gè)均勻介質(zhì)分界面處的行為規(guī)律及其應(yīng)用 。
從知識(shí)要點(diǎn)可分為四方面:一是概念;二是規(guī)律;三為光學(xué)器件及其光路控制作用和成像;四是光學(xué)儀器及應(yīng)用。
(一)光的反射
1. 反射定律
2. 平面鏡:對(duì)光路控制作用;平面鏡成像規(guī)律、光路圖及觀像視場(chǎng)。
(二)光的折射
1. 折射定律
2. 全反射、臨界角。全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)對(duì)光路控制作用。
3. 色散。棱鏡及其對(duì)光的偏折作用、現(xiàn)象及機(jī)理
應(yīng)用注意:
1. 解決平面鏡成像問(wèn)題時(shí),要根據(jù)其成像的特點(diǎn)(物、像關(guān)于鏡面對(duì)稱),作出光路圖再求解。平面鏡轉(zhuǎn)過(guò)α角,反射光線轉(zhuǎn)過(guò)2α
2. 解決折射問(wèn)題的關(guān)鍵是畫好光路圖,應(yīng)用折射定律和幾何關(guān)系求解。
3. 研究像的觀察范圍時(shí),要根據(jù)成像位置并應(yīng)用折射或反射定律畫出鏡子或遮擋物邊緣的光線的傳播方向來(lái)確定觀察范圍。
4. 無(wú)論光的直線傳播,光的反射還是光的折射現(xiàn)象,光在傳播過(guò)程中都遵循一個(gè)重要規(guī)律:即光路可逆。
(三)光導(dǎo)纖維
全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)。光纖有內(nèi)、外兩層材料,其中內(nèi)層是光密介質(zhì),外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí),每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面,都要求入射角大于臨界角,從而發(fā)生全反射。這樣使從一個(gè)端面入射的光,經(jīng)過(guò)多次全反射能夠沒(méi)有損失地全部從另一個(gè)端面射出。
(四)光的干涉
光的干涉的條件是有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源,即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的有兩種:(1)利用激光(因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。(2)設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來(lái)源于同一個(gè)光源,因此頻率必然相等)。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。
(五)干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋
1. 亮紋:屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即= nλ(δ (相鄰亮紋(暗紋)間的距離< height:27pt' fillcolor="window"> 。用此公式可以測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),由于白光內(nèi)各種色光的波長(zhǎng)不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現(xiàn)彩色條紋,各級(jí)彩色條紋都是紅靠外,紫靠?jī)?nèi)。
(六)衍射
注意關(guān)于衍射的表述一定要準(zhǔn)確。(區(qū)分能否發(fā)生衍射和能否發(fā)生明顯衍射)
1. 各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。
2. 發(fā)生明顯衍射的條件是:障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比,甚至比波長(zhǎng)還小。
(七)光的電磁說(shuō)
1. 麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同,提出光在本質(zhì)上是一種電磁波?D?D這就是光的電磁說(shuō),赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說(shuō)的正確性。
2. 電磁波譜。波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中,除可見(jiàn)光以外,相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是:無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的(伴隨α、β衰變而產(chǎn)生)。
3. 各種電磁波的產(chǎn)生、特性及應(yīng)用。
電磁波
產(chǎn)生機(jī)理
特性
應(yīng)用
無(wú)線電波
LC電路中的周期性振蕩
波動(dòng)性強(qiáng)
無(wú)線技術(shù)
紅外線
原子的最外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的
熱作用顯著,衍射性強(qiáng)
加熱、高空攝影、紅外遙感
可見(jiàn)光
引起視覺(jué)產(chǎn)生色彩效應(yīng)
照明、攝影、光合作用
紫外線
、生理作用顯著、能產(chǎn)生熒光效應(yīng)
日光燈、醫(yī)療上殺菌消毒、治療皮膚病、軟骨病等
倫琴射線
原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的
穿透本領(lǐng)很大
醫(yī)療透視、工業(yè)探傷
γ射線
原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的
穿透本領(lǐng)最強(qiáng)
探傷;電離作用;對(duì)組織的物理、化學(xué)作用;醫(yī)療上殺菌消毒;
4. 實(shí)驗(yàn)證明:物體輻射出的電磁波中輻射最強(qiáng)的波長(zhǎng)λm和物體溫度λmb(
(八)光的偏振
1. 光的偏振也證明了光是一種波,而且是橫波。各種電磁波中電場(chǎng)E的方向、磁場(chǎng)
(九)光電效應(yīng)
1. 在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(下圖裝置中,用弧光燈照射鋅版,有電子從鋅版表面飛出,使原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)光效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子。
ν0,只有ν0才能發(fā)生光電效應(yīng);② 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),只隨入光的頻率增大而增大;③ 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比;④ 瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過(guò)10-9s)。
3. 愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)。光是不連續(xù)的,是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光子,光子的能量 成正比:E=hν
4. 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程: h -W(W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)
(十)康普頓效應(yīng)
在研究電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn):有些散射波的波長(zhǎng)比入射波的波長(zhǎng)略大?灯疹D認(rèn)為這是因?yàn)楣庾硬粌H有能量,也具有動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這個(gè)設(shè)想是正確的。因此康普頓效應(yīng)也證明了光具有粒子性。
(十一)光的波粒二象性
干涉、衍射和偏振以無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為:光具有波粒二象性。
(十二)正確理解波粒二象性
波粒二象性中所說(shuō)的波是一種概率波,對(duì)大量光子才有意義。波粒二象性中所說(shuō)的粒子,是指其不連續(xù)性,是一份能量。
1. 個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。
2. 高的光子容易表現(xiàn)出粒子性; 低的光子容易表現(xiàn)出波動(dòng)性。
3. 光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。
4. 由光子的能量 表示式也可以看出,光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量?D?D頻率 和波長(zhǎng)λ。
由以上兩式和波速公式c=λ 還可以得出:
(十三)由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運(yùn)動(dòng)著的物體上去,得出物質(zhì)波(德布羅意波)的概念:任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng),該波的波長(zhǎng)λ=
(十四)天然放射現(xiàn)象
原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素的原子核都不穩(wěn)定,能自發(fā)地變?yōu)閯e種元素的原子核 ,同時(shí)放出射線。
1. 三種射線的比較。?ゼ/p>
α射線:氦原子核( ;
β射線:高速電子流(γ射線:波長(zhǎng)極短的電磁波,它的電離本領(lǐng)很弱,貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)。
2. 衰變規(guī)律。
α衰變: He
β衰變: Y 3. 衰變快慢描述(半衰期)
放射線元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間,半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān) 。
4. 原子核的人工轉(zhuǎn)變、原子核的組成
原子核的人工轉(zhuǎn)變是原子核在其它粒子作用下轉(zhuǎn)變成另一種原子核的變化。
(1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(盧瑟福) He → H
(2)中子的發(fā)現(xiàn)(查德威克) He→(3)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成。核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)、質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù) 中子數(shù)。原子核反應(yīng)遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。
(4)放射性同位素:人工放射性的發(fā)現(xiàn): Al 5. 核能、重核的裂變和輕核的聚變。?ゼ/p>
(1)核力、核能。質(zhì)量虧損、愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程。?ゼ/p>
(2)重核的裂變和輕核的聚變:二者是釋放核能的二種方法。?ゼ/p>
(3)聚變產(chǎn)生的條件是:溫度達(dá)到幾百萬(wàn)度以上,所以聚變又叫熱核反應(yīng)。?ゼ/p>
6. 本章應(yīng)將動(dòng)量守恒、圓運(yùn)動(dòng)等知識(shí)與磁場(chǎng)力、核衰變規(guī)律綜合起來(lái),來(lái)進(jìn)一步提高解決問(wèn)題。
7. 在認(rèn)識(shí)核子結(jié)合為核、核分裂為核子過(guò)程中的質(zhì)量變化、能量變化后,應(yīng)將兩個(gè)守恒定律與質(zhì)能方程綜合起來(lái)形成定量計(jì)算。
(十五)玻爾原子模型 能級(jí)
1. 定態(tài)假設(shè):原子處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中的原子是穩(wěn)定的。
2. 能級(jí)躍遷:原子從一狀態(tài)躍遷到另一狀態(tài),要輻射(或吸收)一定頻率的光子,即3. 軌道能量量子化: ( 1,2,3,……)。
4. 能級(jí)的概念:原子的各個(gè)定態(tài)的能量值,稱為原子的能級(jí)。原子處于最低能級(jí)時(shí),電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng),這種狀態(tài)稱為基態(tài)。
原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),要吸收能量,從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),要輻射能量,相應(yīng)能量差為1. 分類:發(fā)射光譜
線狀譜和吸收光譜都屬原子光譜,同種物質(zhì)線狀譜中的明線和吸收光譜中的暗線一一對(duì)應(yīng),都屬原子的特征譜線。
2. 觀察:所用器材是光譜管和分光鏡,熟記它的原理結(jié)構(gòu)圖。
3. 光譜分析:可用明線譜也可用吸收光譜。
(十七)物質(zhì)波:
德布羅意波: 粒子散射實(shí)驗(yàn):結(jié)果是絕大多數(shù)的 粒子沒(méi)有偏轉(zhuǎn)穿過(guò),少數(shù)的 粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn),極少數(shù) 粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò) ,個(gè)別甚至被彈回,由此可得結(jié)論:原子的中心有一個(gè)很小的核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。
(十九)原子的放射現(xiàn)象
1. 天然放射現(xiàn)象:某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象,這些元素稱為放射性元素。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),使人類認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
2. 三種射線的本質(zhì)和特征:
(1) 射線本質(zhì)是約(2) 射線本質(zhì)是高速的電子流,帶負(fù)電,電離本領(lǐng)弱,貫穿能力強(qiáng)。
(3)3. 放射性元素的衰變:放射性元素自發(fā)放出某種射線而變成新核的過(guò)程。
(1)衰變規(guī)律: 衰變:(2)衰變方程:質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。
(3)半衰期的概念:放射性元素有半數(shù)發(fā)生了衰變所用的時(shí)間,是描述衰變快慢的物理量。公式:4. 原子核的人工轉(zhuǎn)變:
(1)原子核是由質(zhì)子和中子組成的,使核子結(jié)合在一起的力是核力。
(2)中子、質(zhì)子和正電子的發(fā)現(xiàn)。
英國(guó)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是:查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是:居里夫婦發(fā)現(xiàn)正電子的核反應(yīng)方程是:1. 質(zhì)量虧損:核反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量之差稱質(zhì)量虧損。
2. 愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程:3. 核反應(yīng)和核子結(jié)合為核時(shí)釋放的能量:質(zhì)量虧損為4. 核裂變和核聚變。
(1)重核的裂變:重核俘獲中子后,分裂為中等質(zhì)量核的過(guò)程。為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生,最好利用純鈾(2)輕核的聚變:輕核結(jié)合為質(zhì)量較大的原子核的過(guò)程,輕核聚變又叫熱核反應(yīng),它要溫度達(dá)到幾百萬(wàn)度以上才能發(fā)生反應(yīng)。
(二十一)求核能的幾種方法
在重核的裂變、輕核的聚變、放射性衰變以及某些人工核反應(yīng)中,都伴隨著巨大的核能釋放,如何計(jì)算這些核能呢?下邊介紹幾種方法,供同學(xué)們參考。
1. 直接用 計(jì)算,須注意的是,運(yùn)用此公式時(shí),質(zhì)量虧損 為單位, 應(yīng)取 粒子,已知鈾核的質(zhì)量為 , 粒子的質(zhì)量為解析: 故
2. 用 的能量進(jìn)行計(jì)算
運(yùn)用此法時(shí)只須求出質(zhì)量虧損 的單位必須用 ,然后把 代入即可求出核能。
[例2](89全國(guó)高考)中子的質(zhì)量為 ,氘核的質(zhì)量為解析:
由于 ,故 <0" >
必須注意,質(zhì)量虧損指的是原子核的質(zhì)量虧損而不是原子的質(zhì)量虧損,由于很多習(xí)題(包括課本上的練習(xí)題)都是用原子的質(zhì)量或原子量來(lái)代替原子核的質(zhì)量來(lái)計(jì)算質(zhì)量虧損的,因此很多同學(xué)在解題過(guò)程中就錯(cuò)認(rèn)為原子的質(zhì)量就是原子核的質(zhì)量而導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。實(shí)際上課本上的這種代替是由于電子的質(zhì)量在相減中可以消去。若是在相減過(guò)程中電子的質(zhì)量不能消去,則計(jì)算原子核的質(zhì)量虧損時(shí)用原子質(zhì)量減原子核(或核子)質(zhì)量時(shí),還須減去相應(yīng)電子的質(zhì)量才能得出正確的結(jié)果。當(dāng)然,由于原子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量差別不大,如果題目交代了用原子的質(zhì)量近似地代替原子核的質(zhì)量,那我們也可以不考慮電子的質(zhì)量。
3. 根據(jù)每個(gè)核反應(yīng)方程式中所標(biāo)明的核能予以計(jì)算
運(yùn)用此法時(shí),首先要找出參加反應(yīng)的核的個(gè)數(shù),這就要應(yīng)用阿伏伽德羅常數(shù) 煤完全燃燒所釋放的化學(xué)能?煤的燃燒值是 ,每一個(gè)鈾核裂變時(shí)釋放的核能約為 。
解析:因一個(gè)鈾核裂變所放出的能量<6" style='width:138.75pt; > , 鈾235為 ,它所包含的鈾核個(gè)數(shù)為 ,與此相當(dāng)?shù)臒崃繛?,故相當(dāng)所燃燒的煤的質(zhì)量為
4. 由動(dòng)量守恒,根據(jù)反應(yīng)后部分粒子的速度或能量,求出整個(gè)反應(yīng)所釋放的能量。
[例4] 已知靜止的某核 射線)出速度為 的 粒子,寫出核反應(yīng)方程并求出釋放的核能和 的關(guān)系。
解析:設(shè) 是反沖核,核反應(yīng)方程可寫為 ,若每個(gè)核子的質(zhì)子量為 ,則原子核的質(zhì)量為 粒子的質(zhì)量為 ,反沖核的質(zhì)量為 。因反沖核的速度為 ,則由動(dòng)量守恒有: 故釋放的總能量為:
【模擬
1.(01全國(guó))如圖所示,兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC,兩者的AC面是平行放置的,在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細(xì)光束O垂直于AB面入射,在圖示的出射光線中( )
A. 1、2、3(彼此平行)中的任一條都有可能
B. 4、5、6(彼此平行)中的任一條都有可能
C. 7、8、9(彼此平行)中的任一條都有可能
D. 只能是4、6中的某一條
2. 如圖所示,一束紅光和一束藍(lán)光平行射到同一個(gè)三棱鏡上,經(jīng)折射后交于光屏上的同一個(gè)點(diǎn)M,若用n1、n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光、藍(lán)光的折射率,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. n1<n2,a為紅光,b為藍(lán)光 B. n1<n2,a為藍(lán)光,b為紅光
C. n1>n2,a為紅光,b為藍(lán)光 D. n1>n2,a為藍(lán)光,b為紅光
3. 已知光線穿過(guò)介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)的光路圖如圖所示,下面說(shuō)法中正確的是( )
A. 介質(zhì)Ⅱ是光密介質(zhì) B. 介質(zhì)Ⅰ的折射率最大
C. 介質(zhì)Ⅲ的折射率比Ⅰ大 D. 光在介質(zhì)Ⅲ中光速最小
4. 紅黃綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣,若黃光恰能發(fā)生全反射,則( )
A. 綠光也一定能發(fā)生全反射 B. 紅光也一定能發(fā)生全反射
C. 紅、綠光都能發(fā)生全反射 D. 紅、綠光都不能發(fā)生全反射
5. 如圖所示,點(diǎn)光源S發(fā)出白光,經(jīng)三棱鏡分光,人在AC一側(cè)沿折射后出射光線的反方向觀察S,可看到( )
A. 一個(gè)白光點(diǎn) B. 光點(diǎn)上部是紅色,下部是紫色
C. 光點(diǎn)上部是紫色,下部是紅色 D. 看不到S的像
6. 如圖所示,a,b,c是三塊折射率不同的透明平板玻璃,彼此平行放置,且有na<nb<nc,一束單色平行光線由空氣以入射角i射到介質(zhì)a中,當(dāng)光線由介質(zhì)c下表面射到空氣中時(shí),折射角為r,則有( )
A. i>r B. i<r C. i=r D. 無(wú)法確定
7. 某同學(xué)為了研究光的色散,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):在墻角放置一個(gè)盛水的容器,其中有一塊與水平面成45°角放置的平面鏡M,如圖所示,一細(xì)束白光斜射向水面,經(jīng)水折射向平面鏡,被平面鏡反射經(jīng)水面折射后照在墻上,該同學(xué)可在墻上看到( )
A. 上紫下紅的彩色光帶 B. 上紅下紫的彩色光帶
C. 外紅內(nèi)紫的環(huán)狀光帶 D. 一片白光
8. 一束紅光與一束紫光以適當(dāng)?shù)娜肷浣巧湎虬雸A形玻璃磚,其出射光線都是由圓心OP方向射出,如圖所示,則( )
A. B. AO是紫光,它穿過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間長(zhǎng)
C. BO是紅光,它穿過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間長(zhǎng)
D. BO是紫光,它穿過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間短
9. 兩只深度和形狀相同的圓筒形井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下)如圖所示,兩井底正中間都各有一只青蛙,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 枯井中青蛙覺(jué)得井口比較大,水井中青蛙看到井外的范圍比較小。
B. 枯井中青蛙覺(jué)得井口比較大,水井中青蛙看到井外的范圍比較大
C. 枯井中青蛙覺(jué)得井口比較小,水井中青蛙看到井外的范圍比較大
D. 兩只青蛙覺(jué)得井口一樣大,水井中青蛙看到井外的范圍比較大
10.(05遼寧)一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚,經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個(gè)光路圖可能是正確的( )
,一束光信號(hào)與界面成α角由內(nèi)芯射向外層,要在界面上發(fā)生全反射,必須滿足什么條件( )
A. ,α大于某一值 B. ,α大于某一值
C. ,α小于某一值 D. ,α小于某一值
12.(03上海)愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,猜測(cè)光具有粒子性,從而提出光子說(shuō),從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō),這屬于( )
A. 等效替代 B. 控制變量 C. 科學(xué)假說(shuō) D. 歸納
13.(03上海)在下圖的光電管的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),那么( )
A. A光的頻率大于B光的頻率
B. B光的頻率大于A光的頻率
C. 用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表 G的電流方向是a流向b
D. 用A光照射光電管時(shí)流過(guò)電流表G的電流方向是b流向a
14. 用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋,相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說(shuō)法中正確的有( )
A. 如果增大單縫到雙縫間的距離,Δx 將增大
B. 如果增大雙縫之間的距離,Δx 將增大
C. 如果增大雙縫到光屏之間的距離,Δx將增大
D. 如果減小雙縫的每條縫的寬度,而不改變雙縫間的距離,Δx將增大
15. 平行光通過(guò)小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較,下列說(shuō)法中正確的有( )
A. 在衍射圖樣的中心都是亮斑
B. 泊松亮斑中心亮點(diǎn)周圍的暗環(huán)較寬
C. 小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑,泊松亮斑圖樣的中心是亮斑
D. 小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的,泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的
16. 下圖是倫琴射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。電源E給燈絲K加熱,從而發(fā)射出熱電子,熱電子在K、A間的強(qiáng)電場(chǎng)作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。電子流打到A極表面,激發(fā)出高頻電磁波,這就是X射線。下列說(shuō)法中正確的有( )
A. P、Q間應(yīng)接高壓直流電,且Q接正極
B. P、Q間應(yīng)接高壓交流電
C. K、A間是高速電子流即陰極射線,從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波
D. 從A發(fā)出的X射線的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同
17. 有關(guān)偏振和偏振光的下列說(shuō)法中正確的有( )
A. 只有電磁波才能發(fā)生偏振,機(jī)械波不能發(fā)生偏振
B. 只有橫波能發(fā)生偏振,縱波不能發(fā)生偏振
C. 自然界不存在偏振光,自然光只有通過(guò)偏振片才能變?yōu)槠窆?/p>
D. 除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通?吹降慕^大部分光都是偏振光
18. 夜晚汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來(lái)的汽車司機(jī)照射得睜不開(kāi)眼,嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃,使射出的燈光變?yōu)槠窆,同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透偏方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直,但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置。如下措施中可行的是( )
A. 前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是水平的
B. 前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是豎直的
C. 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,車燈玻璃的透振方向是斜向左上45°
D. 前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45°
19. 如圖所示,讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過(guò)偏振片P和Q,以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q,可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化,這是光的偏振現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明( )
A. 光是電磁波 B. 光是一種橫波
C. 光是一種縱波 D. 光是概率波
20. 下圖是研究光的雙縫干涉用的示意圖,擋板上有兩條狹縫S1、S2,由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋,已知入射激光的波長(zhǎng)為 ,屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距離相等,如果把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮紋,由P向上數(shù),與0號(hào)亮紋相鄰的亮紋為1號(hào)亮紋,與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋,則P1處的亮紋恰好是10號(hào)亮紋。設(shè)直線S1P1的長(zhǎng)度為γ1,S2P1的長(zhǎng)度為γ2,則γ2-γ1等于( )
A. B. 10 C. 20 D. 40
21. 1905年,愛(ài)因斯坦先后發(fā)表了五篇關(guān)于光量子,布朗運(yùn)動(dòng)和狹義相對(duì)論等具有劃時(shí)代意義的,為紀(jì)念這位二十世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家,聯(lián)合國(guó)教科文組織大會(huì)于2005年1月13?D?D15日在巴黎總部正式宣布“2005?D?D國(guó)際物理年”開(kāi)始。以下關(guān)于光子說(shuō)和光電效應(yīng)現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是( )
① 在不同介質(zhì)中,同種色光的光子能量是不同的
② 任何介質(zhì)中藍(lán)光光子的頻率要比紅光光子頻率大。
③ 入射光子的頻率小于某種金屬的極限頻率時(shí),若延長(zhǎng)該光的光照時(shí)間,可使金屬板上有電子逸出。
④ 入射光的波長(zhǎng)小于某種金屬的極限波長(zhǎng)時(shí),電子逸出金屬板后有剩余動(dòng)能。
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
22. 聯(lián)合國(guó)確定2005年為“國(guó)際物理年”,以紀(jì)念愛(ài)因斯坦在物理學(xué)的許多領(lǐng)域所作出的杰出貢獻(xiàn),例如闡明布朗運(yùn)動(dòng)、建立狹義相對(duì)論并推廣為廣義相對(duì)論、提出光的量子理論并完滿地解釋光電效應(yīng)等。關(guān)于光電效應(yīng)的下列說(shuō)法,正確的是( )
A. 用一定頻率的單色光照射幾種不同金屬表面,若均能發(fā)生光電效應(yīng),則從不同金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同
B. 用不同頻率的單色光照射同一種金屬表面,若均能發(fā)生光電效應(yīng),則從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同
C. 用一定頻率的單色光照射某種金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng),若增加光照射時(shí)間,則可能發(fā)生光電效應(yīng)
D. 用一定頻率的單色光照射某種金屬表面不能發(fā)生光電效應(yīng),若增加光的亮度,則可能發(fā)生光電效應(yīng)
23. 在防治“非典”期間,機(jī)場(chǎng)、車站等交通出入口使用了紅外線熱像儀,通過(guò)紅外線遙感可檢測(cè)經(jīng)過(guò)它時(shí)的發(fā)熱病人,從而有效控制“非典”的擴(kuò)散。這是利用了紅外線的下列哪些特性( )
A. 紅外線波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng),由于衍射容易透過(guò)人體而檢查到內(nèi)臟
B. 紅外線頻率低,有很強(qiáng)的殺菌作用
C. 一切物體都能發(fā)出紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同
D. 紅外線光子能量低,不易對(duì)人體產(chǎn)生傷害
24. 頻率為 的光子,具有的能量為 ,將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上,光子將偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向,這種現(xiàn)象稱為光的散射,散射后的光子( )
A. 雖改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向,但頻率保持不變
B. 光子將從電子處獲得能量,因而頻率將增大
C. 散射后的光子運(yùn)動(dòng)方向?qū)⑴c電子運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上,但方向相反
D. 由于電子受到碰撞,散射后的光子頻率低于入射光子的頻率
25. 把一個(gè)曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個(gè)玻璃平面上,讓單色光從上方射入(圖甲),這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓(圖乙)。這個(gè)現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的,這些同心圓叫做牛頓環(huán),為了使同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大(例如從中心數(shù)起的第二道圓環(huán)),則應(yīng)( )
① 將凸透鏡的曲率半徑變大 ② 將凸透鏡的曲率半徑變小
③ 改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射 ④ 改用波長(zhǎng)更短的單色光照射
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
26. 上,為了說(shuō)明光的性質(zhì),牛頓提出了光的微粒說(shuō),惠更斯提出了光的波動(dòng)說(shuō),如今人們對(duì)光的性質(zhì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),下面四幅示意圖中所表示的實(shí)驗(yàn)中能說(shuō)明光具有波動(dòng)性的是( )
27. 德國(guó)物理學(xué)家弗蘭克林和赫茲進(jìn)行過(guò)氣體原子激發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究。如圖(1)他們?cè)谝恢魂帢O射線管中充進(jìn)要考察的汞蒸氣。陰極發(fā)射出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓UR加速,電子到達(dá)柵極R時(shí),電場(chǎng)做功eUR。此后電子通過(guò)柵極R和陽(yáng)極A之間的減速電壓UA。通過(guò)陽(yáng)極的電流如圖(2)所示,隨著加速電壓增大,陽(yáng)極電流在短時(shí)間內(nèi)也增大。但是到達(dá)一個(gè)特定的電壓值UR后,觀察到電流突然減小。在這個(gè)電壓值上,電子的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子。參加碰撞的電子交出其能量,速度減小,因此到達(dá)不了陽(yáng)極,陽(yáng)極電流減小。eUR即為基態(tài)氣體原子的激發(fā)能。得到汞原子的各條能級(jí)比基態(tài)高以下能量值:4.88eV, 6.68eV,8.78eV,10.32eV。若一個(gè)能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后測(cè)量它的能量大約是( )
A. 4.88eV或7.97eV B. 4.88eV或 6.68eV
C. 2.35eV 或7.97eV D. 1.29eV或3 高中地理.09eV或7.97eV
28. 關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及其能量,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 玻爾理論認(rèn)為氫原子的電子在一系列不連續(xù)的軌道上繞核做圓周運(yùn)動(dòng)
B. 德布羅意波理論認(rèn)為氫原子的電子運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的軌道,遵循概率波規(guī)律
C. 紅外線照射任何物質(zhì)都不可能直接產(chǎn)生可見(jiàn)光
D. 原子只能吸收光子的能量
【試題答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
B
CD
A
C
C
B
A
B
B
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
C
C
AC
C
AB
AC
BD
D
B
B
21
22
23
24
25
26
27
28
C
AB
C
D
A
B
D
ABC
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