热学 光学 原子物理专题
热学光学原子物理专题
1．（2008年全国卷Ⅱ）对一定量的气体，下列说法正确的是（）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少
1．解析：因气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，故气体的体积并不等于气体分子的体积之和，而是等于容器的容积，A错；气体分子热运动的剧烈程度与气体的温度有关，气体温度越高，分子热运动越剧烈，B正确；气体的压强是由于气体分子对器壁的碰撞作用而产生的，C正确；气体的内能是气体分子的动能与势能总和，当气体膨胀时，由于气体分子间的作用力表现为引力，故气体分子的势能随分子间的距离增大而增大，D错。答案：BC
2.下列说法正确的是( )
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
2．解析：用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，用标准平面检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉原理，电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的。
3．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出( )
A．原子的中心有一个核，称为原子核
B．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C．电子是原子的组成部分
D．带负电的电子绕着原子核旋转
3．解析：卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构模型，其理论要点就是：原子的中心有一个核，称为原子核；原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子绕着原子核旋转。所以选项ABD正确。答案：ABD点拨：了解物理学发展的历史和知识的形成线索；理解α粒子散射实验的结论；理解原子核式结构学说。
4．下面的叙述中正确的是（）
A．物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都一定增大
B．对气体加热，气体的内能一定增大
C．物质内部分子间吸引力随着分子间距离增大而减小，排斥力随着分子间距离增大而增大D．布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的
4．解析：温度升高是分子的平均动能增加，大量分子做的是无规则热运动，无法实现所有的分子动能都一定增大。对气体加热，在没有谈及做功的情况下，无法判断气体内能的变化情况。在物质内部分子间的吸引力和排斥力都随着分子间距离增大而减小，不过斥力变化的比引力快。布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的答案：D点拨：热学的规律都是对大量分子的活动做观察之后的统计规律，单个分子的运动是杂乱无章无规律可
寻的。内能的改变取决与做功和热传递两种方式。分子间的作用力的特点是引力和斥力变化趋势相同，而且斥力变化的快。
5．已知某种单色光照射到某金属表面上时发生了光电效应。若将该入射光的强度减弱，下列说法中正确的是（ ）
A ．从入射光照至金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B ．逸出的光电子的最大初动能将减小
C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D ．有可能不发生光电效应
5．解析：入射光的强度减弱时，单位时间内照到单位面积上的光子数将减少，对应的吸收能量逸出的光电子必将减少，但是光电效应的发生是瞬时的大约光照射后s 109-之内就会发生光子数的减少不会在发生时间上有影响。根据爱因斯坦光电效应方程k E W hv =-，如何
光频率不变则光电效应一定发生而且逸出的光电子的出动能不变。答案：.C 点拨：对光电效应的理解应把握好如下四点①任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属，才会发生光电效应现象. ②在入射光的频率大于金属极限频率的情况下，从光照射到逸出光电子，几乎是瞬时的，时间不超过10-9 s. ③光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与光强无关. ④单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比.
6．根据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置，又称“人造太阳”，已完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法不正确的是（ ）
A ．“人造太阳”的核反应方程是21H+31H →
42He +10n B ．“人造太阳”的核反应方程是235
92U+10n →14156
Ba+9236Kr+310n C ．“人造太阳”释放的能量大小计算公式是ΔE=Δmc 2
D ．“人造太阳”核能大小计算公式是2
1
2E m c =? 6．解析：“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变，而不是重核裂变，故选项A 对B 错；释放核能大小的计算依据是爱因斯坦质能方程，C 对D 错，故选BD 。答案：BD 点拨：“人造太阳”是利用海水中的21H 和3
1H 轻核聚变而产生大量的能量，放出的能
量是用质量亏损计算的。
7．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个个氦（42He ）,则下面说法正确的是( )
A.X 核比Z 核多一个原子
B.X 核比Z 核少一个中子
C.X 核的质量数比Z 核质量数大3
D.X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍
7．解析：（设原子核X 的质量数为x ，电荷数为y ，依题意写出核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y 的质量数为x ，电荷数为y -1，原子核Z 的质量数为x -3，电荷数为y -2。由此可得X 核的质子（y ）比Z 核的质子（y -2）多2个，A 错；由此可得X 核的中子（x -y ）比Z 核的中子（x -y -1）多1个，B 错；X 核的质量数（x ）比Z 核的质量数（x -3）多3个，C 对；X 核与Z 核的总电荷（2y -2）是Y 核电荷（y -1）的2倍，D 对。
8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与
两分子间距离的关系如图中曲线所示，F >0表示斥力，F <0表示引力， a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处静止释放，则（ ）
A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动
B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大
C ．乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D ．乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的分子势能一直增加
8解析：乙分子从a 到d 一直做加速运动，分子力做正功，分子势能减小，c 到d 做减速运动，分子力做负功，分子势能增大，在c 点时速度最大；所以正确选项是B 。
答案：B 反思：对F —x 图像中包含的信息不能完全理解是造成失误的主要原因，而“图像问题”是近年高考的一个热点，这在复习中要引起重视。分子势能的变化与分子力做功有关，这与重力势能的变化与重力做功有关完全类似。
9．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均
匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分了间相互作用，则被淹没的
金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（ ）
A ．从外界吸热
B ．内能增大
C ．向外界放热
D ．内能减小
9．解析：在筒缓慢下降的过程水温恒定，空气温度不变，当不计气体分了间相互作用时，气体的内能不变，但筒内空气被压缩，外界对它做功，气体必然放出热量。所以正确选项是C 。答案：C 点拨：对气体内能的变化分析时应当注意题干中的描述，“缓慢”往往表明温度不变，“体积不变（或气体自由鼓胀）”说明气体不对外做功，外界也不对气体做功，“绝热”指不发生热传递，“理想气体（或不考虑分子作用力）”意味着忽略分子势能。
10．如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为( )
A ．2
B ．1.5
C ．3
D ．2
10．解析：如图4所示，是光线在玻璃球内的光路图，A 、C 为折射点，
B 为反射点，作OD 平行于入射光线，由数学知识可得：
?=∠=∠60COD AOD 所以有：?=∠30OAB 由折射定律得玻璃的折射率：330sin 60sin =??
=n
11．（波尔的跃迁理论）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328μm ，2λ=3.39μm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ?=1.96eV 的两
个能级之间跃迁产生的。用2E ?表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ?的近似值为（ ）
A ．10.50eV
B ．0.98eV
C ．0.53eV
D ．0.36eV
11．解析：根据λυυc
h E ==?,,可知当,6328.0,196m ev E μλ==?当m μλ39.3=时,
连立可知ev E 36.02=?。
12．（氢原子能级图在波尔理论中的应用）氢原子的部分能级如图
所示。已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。由此可推
知, 氢原子（ ）
A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
12．解析：从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV 到3.11eV 之间,A 正确.已知可见光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40ev ，B 错. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev 的光的频率才比可见光高,C 错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于
1.89ev 介于1.62到3.11之间,所以是可见光D 对
13．（三种射线的）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是
A ．α射线，β射线，γ射线
B ．γ射线，β射线，α射线，
C ．γ射线，α射线，β射线
D ．β射线，α射线，γ射线
13．解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案选B 。
14．（轻核聚变）科学家发现在月球上含有丰富的3
2H e （氦3）。它是一种高效、清洁、安全
的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122H e H e H H e +→+。关于32H e 聚变下列表述正确的是（ ）
A ．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C ．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用3
2H e 聚变反应发电
14．解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B 正确。
15.（核反应方程）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应的总效果可以表示
为241112106H k 243.15H e d H n M eV →+++，由平衡条件可知（ ）
A. k=1, d=4
B. k=2, d=2
C. k=1, d=6
D. k=2, d=3
15解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有10=+d k 4，62=+d k ，解得 k =2，d=2。正确选项为B 。
16. （四种反应的区分）下列说法正确的是（ ）A.151124
7162N H C H e +→+是α衰变方程 B.123112H H H e +→
+γ是核聚变反应方程 C.238234
492
902U T h H e →+是核裂变反应方程 D.4
27301213150H e Al P n +→+是原子核的人工转变方程
16解析： A 选项中N 15
7
在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A 错；C 选项是α衰变，不是裂变，C 错。
17.（几种力的比较） 氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（ ）
A ．核力、万有引力、库伦力
B ．万有引力、库伦力、核力
C ．库伦力、核力、万有引力
D ．核力、库伦力、万有引力
17：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略。
18． 关于半衰期，以下说法正确的是 [ ]
A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B ．升高温度可以使半衰期缩短
C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个
D ．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克
18．【错解分析】错解：每经过3.8天就有半数的氡核发生衰变，经过两个半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故选C ，D 。 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是一种统计规律，半衰期对某一个或某几个原子核来说，是无意义的。“上述”解法忽视了这一事实，故错选了C 。【正确解答】 考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。因此，正确答案只有D 。
19.（气体）下列说法正确的是
A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小
D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
19．解析：根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。
20.（布朗运动）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
20．解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A 项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。
21.（内能）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的
A．温度和体积B．体积和压强
C．温度和压强D．压强和温度
21解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积因此答案A正确。
22. 如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
22点拨：本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC 正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D 错。
23. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O ,乙分子位于x 轴上,甲分子对
乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F >0为斥
力,F <0为引力,a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置.现把乙分子从a
处由静止释放,则( )
A.乙分子由a 到b 做加速运动,由b 到c 做减速运动
B.乙分子由a 到c 做加速运动,到达c 时速度最大
C.乙分子由a 到b 的过程中,两分子间的分子势能一直减少
D.乙分子由b 到d 的过程中,两分子间的分子势能一直增加
23点拨：此题考查分子力的应用答案： BC
24．下列关于波的说法正确的是( )
A ．偏振是横波特有的现象
B ．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理
C ．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
D ．凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象
24．解析：偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，A 对；光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B 对；太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹是光的干涉现象，C 错；D 项中的现象是光的干涉现象，D 对．答案：ABD
25．光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示．设此玻璃管长为L ，折射率为n .已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出．设光在真空中的传播速度为c ，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )
A.n 2L c
B.n 2
L c 2 C.nL c D.nL c 2
25．解析：用C 表示临界角，则有sin C ＝1n ，光在介质中的传播速度为v ＝c n
.光在沿光缆轴线的方向上做匀速传播．所用时间为t ＝L v cos ????π2
－C ＝L v sin C ＝n 2L c .故A 正确．答案：A 26．(2009·天津高考)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )
A ．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B ．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C ．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大
D ．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
26．解析：本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解
能力及分析判断能力．在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v ＝c n
可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A 错误；两种光的入射角相同，由sin r ＝sin i n
可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B 错误；由sin C ＝1n
可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，选项C 正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉
条纹间距公式Δx ＝l d
λ可知，红光的条纹间距较大，选项D 错误．答案：C 27．根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是 B
A ．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
B. 一定质量的气体膨胀对外做功，气体温度可能升高
C ．分子势能一定随分子间距离的增大而增大
D ．第二类永动机不能制成是因为违反能量守恒定律
28. 一定质量的密闭气体，在温度升高的过程中，保持压强恒定，则在这个过程中D
A. 气体对外做功，内能减少
B. 气体放出热量，内能增加
C. 气体对外做功，吸收热量，内能不变
D. 气体分子平均动能增加，分子间作用力减小
热学光学原子物理专题5月13号1．（2008年全国卷Ⅱ）对一定量的气体，下列说法正确的是（）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少
2.下列说法正确的是( )
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
3．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出( )
A．原子的中心有一个核，称为原子核
B．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C．电子是原子的组成部分
D．带负电的电子绕着原子核旋转
4．下面的叙述中正确的是（）
A．物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都一定增大
B．对气体加热，气体的内能一定增大
C．物质内部分子间吸引力随着分子间距离增大而减小，排斥力随着分子间距离增大而增大D．布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的
5．已知某种单色光照射到某金属表面上时发生了光电效应。若将该入射光的强度减弱，下列说法中正确的是（）
A．从入射光照至金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
6．根据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置，又称“人造太阳”，已完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法不正确的是（）
A．“人造太阳”的核反应方程是2
1H+3
1
H→4
2
He +1
n
B．“人造太阳”的核反应方程是235
92U+1
n→141
56
Ba+92
36
Kr+31
n
C．“人造太阳”释放的能量大小计算公式是ΔE=Δmc2
D ．“人造太阳”核能大小计算公式是2
1
2E m c =? 7．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成
Z 核并放出一个个氦（42He ）,则下面说法正确的是( )
A.X 核比Z 核多一个原子
B.X 核比Z 核少一个中子
C.X 核的质量数比Z 核质量数大3
D.X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍
8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F >0表示斥力，F <0表示
引力， a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从a 处静
止释放，则（ ）
A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动
B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大
C ．乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D ．乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的分子势能一直增加
9．如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均
匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分了间相互作用，则被淹没的
金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（ ）
A ．从外界吸热
B ．内能增大
C ．向外界放热
D ．内能减小
10．如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为( )
A ．2
B ．1.5
C ．3
D ．2
11．（波尔的跃迁理论）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波
长分别为1λ=0.6328μm ，2λ=3.39μm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为
1E ?=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。用2E ?表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁
的能级间隔，则2E ?的近似值为（ ）
A ．10.50eV
B ．0.98eV
C ．0.53eV
D ．0.36eV
12．（氢原子能级图在波尔理论中的应用）氢原子的部分能级如图
所示。已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。由此可推
知, 氢原子（ ）
A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
13．（三种射线的）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是
A ．α射线，β射线，γ射线
B ．γ射线，β射线，α射线，
C ．γ射线，α射线，β射线
D ．β射线，α射线，γ射线
14．（轻核聚变）科学家发现在月球上含有丰富的32H e （氦3）。它是一种高效、清洁、安全
的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122H e H e H H e +→+。关于32H e 聚变下列表述正确的是（ ）
A ．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C ．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用32H e 聚变反应发电
15.（核反应方程）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应的总效果可以表示
为241112106H k 243.15H e d H n M eV →+++，由平衡条件可知（ ）
A. k=1, d=4
B. k=2, d=2
C. k=1, d=6
D. k=2, d=3
16. （四种反应的区分）下列说法正确的是（ ）A.151124
7162N H C H e +→+是α衰变方程 B.123112H H H e +
→+γ是核聚变反应方程 C.238
234492902U T h H e →
+是核裂变反应方程 D.427
301213150H e Al P n +→+是原子核的人工转变方程
17.（几种力的比较） 氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（ ）
A ．核力、万有引力、库伦力
B ．万有引力、库伦力、核力
C ．库伦力、核力、万有引力
D ．核力、库伦力、万有引力
18． 关于半衰期，以下说法正确的是 [ ]
A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B ．升高温度可以使半衰期缩短
C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个
D．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克
19.（气体）下列说法正确的是
A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小
D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
20.（布朗运动）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
21.（内能）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的
A．温度和体积B．体积和压强
C．温度和压强D．压强和温度
22. 如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
23.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对
乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥
力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a
处由静止释放,则( )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a 到c 做加速运动,到达c 时速度最大
C.乙分子由a 到b 的过程中,两分子间的分子势能一直减少
D.乙分子由b 到d 的过程中,两分子间的分子势能一直增加
24．下列关于波的说法正确的是( )
A ．偏振是横波特有的现象
B ．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理
C ．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
D ．凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象
25．光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示．设此玻璃管长为L ，折射率为n .已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出．设光在真空中的传播速度为c ，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )
A.n 2L c
B.n 2
L c 2 C.nL c D.nL c 2 26．(2009·天津高考)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )
A ．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B ．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C ．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大
D ．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
27．根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是
A ．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
B. 一定质量的气体膨胀对外做功，气体温度可能升高
C ．分子势能一定随分子间距离的增大而增大
D ．第二类永动机不能制成是因为违反能量守恒定律
28. 一定质量的密闭气体，在温度升高的过程中，保持压强恒定，则在这个过程中
A. 气体对外做功，内能减少
B. 气体放出热量，内能增加
C. 气体对外做功，吸收热量，内能不变
D. 气体分子平均动能增加，分子间作用力减
高中物理光学、原子物理知识要点
光学 一、光的折射 1．折射定律：2．光在介质中的光速： 3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。 4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。 5．真空/空气中光速恒定，为，不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。 二、光的全反射 1．全反射条件：光由光密（n大的）介质射向光疏（n小的）介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为。 2．全反射产生原因：由光密（n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射。 3．全反射反映的是折射性质，折射倾向越强越容易全反射。即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。 4．全反射有关的现象与应用：水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套，光在内外层界面上全反射） 三、光的本质与色散 1．光的本质是电磁波，其真空中的波长、频率、光速满足（频率也可能用表示），来源于机械波中的公式。 2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小。 3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。 4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。
5．红光和紫光的不同属性汇总如下： 频率f(或ν) 真空中里的 波长λ 折射率n 同一介质中 的光速 偏折程度临界角C 红光大大大紫光大大大 原因 n越大偏折 越厉害 发生全反射光子能量发生光电效应 双缝干涉时的 条纹间距Δx 发生明显衍 射 红光大容易紫光容易大容易 原因临界角越小 越容易发生 全反射 波长越大越 有可能发生 明显衍射 四、光的干涉 1．只有频率相同的两个光源才能发生干涉。 2．光的干涉原理（同波的干涉原理）： 真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs。 当时，即光程差等于半波长的奇数倍时，由于两光源对此点的作用总是步调相反，叠加后使此点振动减弱； 当时，即光程差等于波长的整数倍，半波长的偶数倍时，由于两光源对此点的作用总是步调一致，叠加后使此点振动加强。 3．杨氏双缝干涉：单色光源经过双缝形成相干光，在屏上形成明暗相间的等间距条纹。双缝间距离d、双缝到屏的距离L、光的波长λ、条纹间距Δx的关系为。 4．双缝干涉的条纹间距指的是两条相邻的明条纹中心的距离。其它条件相同时，光的波长越大，条纹间距越大，明、暗条纹本身也越粗。 5．若使用白光做双缝干涉实验，会得到彩色的条纹，中央明纹为白色。 6．薄膜干涉：光射向薄膜时，在膜的外、内表面各反射一次，两束反射光在外表面相遇发生干涉。若叠加后振动加强，则会使反射光增强，透射光减弱；若叠加后振动减弱，则会使反射光减弱，透射光增强。 7．薄膜干涉的现象与应用：彩色肥皂泡、彩色油膜；增透膜、增反膜、检查工件平整度。 五、光的衍射
光学 原子物理
光学原子物理 一、基本概念 （一）光的干涉 条件：频率相同, 振动方向相同，相位差恒定。 现象：两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时，形成明暗相间的条纹。1．双缝干涉相干光源的获取：采用“分光”的透射法。 当这两列光源到达某点的路程差： Δγ＝kλ(k=0,1,2……)出现亮条纹 Δγ＝（2k＋１）λ／2 (k=0,1,2……)暗条纹 条纹间距Δx=(L/d) λ（明纹和暗纹间距） ·用单色光作光源，产生的干涉条纹是等间距； ·用白光作光源，产生彩色干涉条纹，中央为白色条纹； 2．薄膜干涉：相干光源的获取，采用“分光”的反射法 由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象： ·入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹 ·入射光是白光，可形成彩色干涉条纹。 3．光的干涉在技术上的应用 （1）用干涉法检查平面（等间距的平行线） （2）透镜和棱镜表面的增透膜，增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4 （二）光的衍射 光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。
*产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。 *现象：（１）泊松亮斑（２）单缝衍射 ·单色光通过单缝时，形成中间宽且亮的条纹，两侧是明暗相间的条纹，且条纹宽度比中间窄； ·白光通过单缝时，形成中间宽的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹。 （三）光的电磁说 １．电磁波谱 a．将无线电波，红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大（或波长从长到短）的顺序排列起来，组成电磁波谱； b．·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生 ·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生； ·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生； ·γ射线是原子核受到激发后产生。 ２．光谱与光谱分析 光 谱 *由于每种元素都有自己的特征谱线，明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线，故可根据明线光谱或吸收光谱分析，鉴别物质或确定它的化学组成。
光学、热学、原子物理实验大全
光学、热学、原子物理实验大全 几何光学 1 光的直线传播 光的反射和平面镜成像 1、镜面反射、漫反射 实验仪器：光具盘(J2501)、电源 教师操作：将圆形光盘卡紧在矩形光盘上，分别将平面镜、漫反射镜片用指旋螺钉紧固在圆形光盘上，旋转圆形光盘，使镜面与入射光线成一定角度，观察反射光线。 2、平面镜成像 实验仪器：平面玻璃、蜡烛两只(完全相同)、火柴、大白纸一张(8开或更大一些)、直角三角板、铅笔 教师操作：在白纸中央用直尺画一条直线，然后平放在水平桌面上，在直线的一侧点一个点A ，将平面玻璃垂直于纸面且与纸上直线重合放置，将一支蜡烛点燃竖直放在A 处，在A 点这侧看点燃蜡烛的像.将另一支未点燃的蜡烛放在直线(平面玻璃)的另一侧，缓慢移动直至未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像重合，好像未点燃蜡烛也燃烧起来一样.在纸上记下未点燃蜡烛的位置.在同学们都看清楚的前提下，将点燃的蜡烛熄灭.让同学讨论看到的现象。 实验结论——平面镜成像的特点： (1)像：由物发出(或反射)的光线经光具作用为会聚的光线(或发散的光线)所形成的跟原物“相似”的图景。这里的“相似”一词与数学的相似含义不完全相同，数学中的相似是指对应处成相同的比例，而这里的“相似”有时不同对应处比例不同。例如哈哈镜中人的像与人相比相差很大，但仍认为是人的像。 (2)实像：是由实际光线会聚而形成.可用眼直接观察，可在光屏上显示，具有能量到达的地方。 (3)虚像：是实际光线的反向延长线汇聚而形成，不可在光屏上显示，只能用眼睛直接观察。 2 光的折射、全反射、色散 1、插针法测定玻璃砖的折射率(学生实验) 实验仪器：方木板、白纸、直别针、玻璃砖、刻度尺、铅笔、量角器、图钉 实验目的：应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。 实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i 和在玻璃砖内的折射角i ′，由n ＝sini sini ′ 即 能求出玻璃的折射率。 学生操作： (1)将一张八开的白纸，平铺在绘图板上，用图钉固定，玻璃砖平放在纸中央。取一枚直别针，紧贴玻璃砖上底面AE 的中点附近，垂直插牢在图板上。插针点为O 点，取第二枚直别针，垂直插在O 点左上方的O 1点。实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD 的下方，沿水平方向透过玻璃砖观察插在O 、O 1点处的直别针，移动观察位置，使两枚直别针位于一直线上。然后在玻 璃砖下底面CD 的下方，沿着O 1O 的方向再在点O 2、O 3处插两枚直别针，观察者应看到插在O 1、O 、O 2、O 3的四枚直别针在一直线上。
光学、原子物理知识总结
光学、原子物理知识总结
光学 一、光的折射： 1、折射定律：折射光线与入射光线、发现处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧。入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 表达式：r i n sin sin = 2、折射现象中，光路可逆。 3、折射率： 物理意义：反应介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时，偏折大。 （1）r i n sin sin = 为比值定义。由介质本身的光学性质和光的频率决定。 （2）v c n =，任何介质的折射率总大于1。 （3）r i n sin sin =中i 总是真空中光线与法线的夹角。 4、几个典型的折射光路 （1）平行玻璃砖的光路 两面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移。 （2）球形玻璃砖的光路 （3）平行玻璃砖的光的侧移距离 如图所示，由题意可知，O 2A 为偏移距离Δx ，有：Δx ＝d cos r ·sin(i －r ) n ＝sin i sin r 若为同一单色光，即n 值相同．当i 增大时，r 也增大，但i 比r 增大得快， sin(i －r )＞0且增大，d cos r ＞0且增大。 若入射角相同，则：Δx ＝d sin i (1－cos i n 2－sin 2i )即当n 增大，Δx 也增大 结论： （1）同种单色光的侧移距离随入射角的增大而增大 （2）不同种单色光的折射率大的侧移距离大 二、全反射 1、条件：① 光从光密介质射入光疏介质。 ② 入射角大于等于临界角。 2、临界角：n C 1 sin = ，C 为折射角为900时的入射角。 B A i 30° 120° r ′ O A E B C D O ′ 60° M
原子物理光学知识点.doc
重要概念和规律 1．原子核式结构学说（卢瑟福） 实验基础α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔，发现绝大多数α粒子按原方向前进，少数α粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回．基本内容在原子中心有一个带正电的核（半径约10-15～10-14m），集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转（原子半径约10-10m）。困难问题按经典理论，电子绕核旋转将辐射电磁波，能量会逐渐减小，电子运行的轨道半径不断变小，大量原子发出的光谱应该是连续光谱。 2．玻尔理论（玻尔）实验基础氢光谱规律的研究。基本内容（三点假设）（1）原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态（定态），其总能量En（包括动能和电势能）与基态总能量量的关系为En=E1/n2（n＝1、2、3……）。（2）原子在两个定态之间跃迁时，将辐射（或吸收）一定频率时光子；光子的能量为hν=E初-E终。（3）电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2r1基态轨道半径r1。（n=1、2、3……）。困难问题无法解释复杂原子的光谱． 3. 放射现象（贝克勒尔） 三种射线（1）α射线氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。 （2）β射线高速电子流。v≈c。贯穿本领强，电离作用弱。 （3）γ射线波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强，电离作用很弱。 衰变规律遵循电量、质量（和能量）守恒。 α衰变、β衰变、γ衰变（γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的）。 半衰期放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定．跟原子所处的物理状态或化学状态无关．公式 4．原子核的组成 实验基础 （1）质子发现（1919年，卢瑟福） 147N + 24He → 817O + 11H （2）中子发现（1932年，查德威克） 49Be + He → 612C + 01n 基本内容原子核由质子和中子（统称核子）组成．原子核的质量数等于质子数与中子数之和．原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。 5．放射性同位素质子数相同、中子数不同，具有放射性的原子。 实验基础用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷（1934年，约里奥?
第四节 光学、原子物理
第四节光学、原子物理 一、知识结构 (一)光学 1. 2. 3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原 4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系 5. 6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。理 7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。 (二) 1. 2. 3.掌握α、β、γ 4. 例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是( ) A.平面镜成像 B. C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像 D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C 例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D. 【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。 设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O′1，而
现在误把O 2O ′2作为折射光线，由于O 1O ′1平行于O 2O ′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。 例3 如右图所示，折射率为n ＝2的液面上有一点光源S ， 发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为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时，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 (1) (2)光斑在P 【解析】光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O 逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P 处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P 点的光线在液面产生全反射，根据在P 处产生全反射条件得： ?90sin sin θ＝n 1＝2 1 sin θ＝2 2，θ＝45° (1)因为θ＝45°，PA ＝OA ＝h ，t ＝ω8π＝ω 8π -V ＝ω 8πh ＝π h ω8 (2)光斑转到P 位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O 转动的线速度合成的，光 斑在P 位置的线速度为22ωh v ＝v 线/cos45°＝22ωh/cos45°＝4ωh 。 例4 如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中 ①为 ，② ，核反应方程 为 【解析】有关原子物理的题目每年高考都有题，但以选 择题和填空题为主，要求我们复习时注意有关的理论提出都是依据实验结果的，因此要注意 每个理论的实验依据 答案：中子流 质子流 94Be+ 42He 126C+ 10n (一)
高三物理第一轮复习单元练习十三 光学和原子物理(附答案)
物理学科第十三单元光学和原子物理 一、选择题 1.光由一种介质进入另一种不同介质（） A、传播速度发生变化 B、频率发生变化 C、波长保持不变 D、频率和波长都发生变化 2.在光电效应中，用一束强度相同的紫光代 替黄光照射时（） A、光电子的最大初动能不变 B、光电子的最大初动能增大 C、光电子的最大初动能减小 D、光电流增大 3.光从甲介质射入乙介质，由图可知（） A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质 B、入射角大于折射角 C、光在甲介质中的传播速度较小 D、若甲为空气，则乙的折射率为6／2 4.表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射 时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色 图样，这两种现象（） A、都是色散现象 B、前者是干涉现象，后者是色散现象 C、都是干涉现象 D、前者是色散现象，后者是干涉现象 5.光在玻璃和空气的界面上发生全反射的条 件是（） A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C、光从空气射到分界面上，入射角足够小 D、光从空气射到分界面上，入射角足够大6.一束光从空气射到折射率ｎ＝2的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则下列说法中错误 ．．的是（） A、当ｉ＞π／4时会发生全反射现象 B、无论入射角ｉ是多大，折射角r都不会 超过π／4 C、欲使折射角ｒ＝π／6，应以ｉ＝π／4 的角度入射 D、当入射角ｉ＝arctg2时，反射光线跟 折射光线恰好垂直 7.用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射 到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中错误的是（） A、两束紫外线光子总能量相同 B、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初 动能相同 C、在单位时间内从不同的金属表面逸出的光 电子数相同 D、从不同的金属表面逸出的光电子的最大初 动能不同 8.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是 （） A、若将其中一缝挡住，则屏上条纹不变，只 是亮度减半 B、若将其中一缝挡住，则屏上无条纹出现 C、若将下方的缝挡住，则中央亮度的位置将 下移 D、分别用红蓝滤光片挡住，屏上观察不到条 纹 9.一束白光斜射水面而进入水中传播时，关于 红光和紫光的说法正确的是（）
光学原子物理习题解答
光学习题答案 第一章：光的干涉 1、 在杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离为0.2mm ,在距双缝1m 远的屏上观察干涉 条纹,若入射光是波长为400nm 至760nm 的白光,问屏上离零级明纹20mm 处,哪些波长的光最大限度地加强? 解:已知:0.2d mm =, 1D m =, 20l mm = 依公式: 五种波长的光在所给观察点最大限度地加强。 2、 在图示的双缝干涉实验中，若用薄玻璃片（折射率1 1.4n =）覆盖缝S 1 ，用同样厚 度的玻璃片（但折射率2 1.7n =）覆盖缝S 2 ，将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O 变为第五级明纹，设单色波长480nm λ=,求玻璃片的厚度d （可认为光线垂直穿过玻璃片） 34104000104009444.485007571.46666.7d l k D d k l mm nm D k nm k nm k nm k nm k nm δλ λλλλλλ-==∴==?===========11111故: o d
屏 O 解：原来，210r r δ=-= 覆盖玻璃后， 2211218 21 ()()5()558.010r n d d r n d d n n d d m n n δλ λ λ-=+--+-=∴-== =?- 3、在双缝干涉实验中，单色光源S 0到两缝S 1和S 2的距离分别为12l l 和，并且123l l λ=-，λ为入射光的波长，双缝之间的距离为d ，双缝到屏幕的距离为D ，如图，求： （1） 零级明纹到屏幕中央O 点的距离。 （2） 相邻明条纹的距离。 解：（1）如图，设0p 为零级明纹中心，则： 21022112112021()()03()/3/r r d p o D l r l r r r l l p o D r r d D d λ λ-≈+-+=∴-=-==-= (2)在屏上距0点为x 处， 光程差 /3dx D δλ≈- 明纹条件 (1,2,3)k k δλ=± = (3)/k x k D d λλ=±+ 在此处令K=0，即为（1）的结果， 相邻明条纹间距1/k k x x x D d λ+?=-= 4、白光垂直照射到空气中一厚度为43.810e nm =?的肥皂泡上，肥皂膜的折射率 1.33n =，在可见光范围内44(4.0107.610)?-?，那些波长的光在反射中增强？ 解：若光在反射中增强，则其波长应满足条件 1 2(1,2,)2 ne k k λλ+= =
光学原子物理
光学原子物理 光的反射和折射 1. 光的直线传播，本影和半影。 ? 2.光的反射、反射定律、平面镜成像的作图法。* ? 3.光的折射、折射定律、折射率、全反射和临界角。* ? 4.光导纤维。 ? 5.棱镜、光的色散。 光的直线传播 ? 光的直线传播---同一种均匀介质中宏观上沿直线传播（不考虑光的衍射）。 ? 本影---光线完全照射不到的区域。 ? 半影---部分光线照射不到的区域。 光的反射 ? 光的反射---光照射到物体表面的时候，总有一部分光被反射回去的现象。 ? 反射定律---三线共面、法线居中、反射角等于入射角（传播方向一定变化，传播速度一定不变）。 ? 平面镜成像的作图法---利用光的反射定律，虚像和物体关于平面镜为对称。 光的折射 ? 光的折射---光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常发生改变的现象（垂直入射除外） ? 折射定律---三线共面、法线居中； 垂直入射时，折射角等于入射角等于0度。 斜射时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 ? 折射率---光从真空中射入介质中时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值，叫这种介质的折射率。 ? 计算：介质 真空 λλ= ==v c r i n sin sin 全反射 ? 全反射---光从光密质（n 大的）射入光疏质（n 小的）时，光全部反射（没有折射）的现象。 ? 条件---（1）光从密质进入疏质；（2）入射角 i 大于临界角C 。 ? 临界角---刚好发生全反射时的入射角，此时折射角等于90度。 ? 计算---真空 介质λλarcsin arcsin n 1arcsin C ===c v ? 应用---蜃景、光导纤维。 光的色散 ? 全反射棱镜---截面为等腰直角三角形的棱镜。 ? 光的色散---原因棱镜材料对不同色光的的折射率不同。对红光的折射率最小---偏折较少； 对紫光的折射率最大---偏折较多。 红橙黄绿蓝靛紫七色光的频率越来越大。 光的波动性和微粒性
第四部分： 光学、原子物理
第四部分：光学、原子物理 一、知识结构 (一)光学 1.懂得光的直线传播的性质，并能据此解释有关的自然现象。 2.掌握平面镜成像的特点，并利用它解决实际问题。 3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原理。 4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系作图，正确理解放大率的概念和光路可逆的问题。注意光斑和像的区别和联系。 5.了解光的干涉现象和光的衍射现象及加强、减弱的条件。 6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。理解光谱的概念和光谱分析的原理。 7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。 (二)原子物理 1.掌握卢瑟福核式结构模型及其意义。 2.了解玻尔的三个量子化假设。 3.掌握α、β、γ射线的本质和本领。 4.了解放射性元素的半衰期及其应用。 二、例题解析 例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是( ) A.平面镜成像 B.置于空气中的玻璃凹透镜成像 C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像 D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C 例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.变大、变小均有可能 【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。 设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O′1，而现在误把O2O′2作为折射光线，由于O1O′1平行于O2O′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。
热学、光学、原子物理复习用“空提纲
附录：热学、光学、原子物理复习用“空提纲” １、分子运动论的主要内容是什么？ ２、什么物理量把宏观量和微观量联系起来？ ３、什么现象证明物体的分子在永不停息地做无规则运动？ ４、人们在显微镜下观察到的布朗运动是谁的运动？在什么情况下布朗运动加剧？布朗运动给人们什么启示？ ５、分子力有哪些特点？ ６、分子势能与分子间距离有什么关系？ ７、一个分子固定，另一个分子从远处无初速释放，它怎样运动？动能和分子势能怎样变化？ ８、什么是物体的内能？物体内能的大小与哪些因素有关？ ９、改变物体的内能有哪两条途径？△Ｕ、Ｗ、Ｑ三者的关系怎样？ １０、哪些现象证明光有波动性哪些现象？哪些现象证明光有粒子性？ １１、什么是光的干涉？在什么条件下光会发生干涉？ １２、在双缝干涉现象中，单缝屏和双缝屏各起什么作用？光在哪个区域发生干涉？在像屏上看见什么样的干涉图样（单色光和白光）？ １３、什么是薄膜干涉？在薄膜干涉现象中，是哪两列光波发生干涉？
１４、什么是增透膜？它能使什么色光增透？增透膜厚度多大？ １５、光发生明显衍射的条件是什么？当卡尺两脚的距离多大时能够看见衍射条纹？ １６、单色光与白色光的单缝衍射条纹有什么不同？其中中央条纹各是怎样的？ １７、单色光的衍射条纹与双缝干涉条纹有什么不同？条纹宽度与光的波长有什么关系？ １８、光谱的种类有哪些？各是怎样产生的？太阳光谱是什么光谱？其中的暗线是怎样产生的？什么是特征谱线？光谱分析用哪种光谱？ １９、电磁波谱以波长从小到大怎样排列？频率从高到低怎样排列？分别是如何产生的？ ２０、什么是光电效应？光电效应有哪四条规律？光子的能量有多大？与光的波长和频率有什么关系？ ２１、爱因斯坦光电效应方程什么样？逸出功有哪两个表达式？ ２２、什么现象使人们认识到原子是有复杂结构的？ ２３、α粒子散射实验中看到的实验现象是怎样的？α粒子散射实验给人的启发是什么？ ２４、玻尔理论的三个主要内容是什么？ ２５、量子数为４的能级一群（个）氢原子可能发射多少种光子？能量各是多大？ ２６、氢原子吸收光子后发生什么变化？多大能量的光子能使氢原子跃迁？多大能量的光子能使氢原子电离？
光学和原子物理
科目：物理教案号：2-01 专题光学和原子物理 光学 一、光的直线传播 主要考察与影子相关的问题，包括日食和月食。见练习册相关习题 二、光的反射与平面镜成像 （2006年第16题）如图，在高度为H=3.0m的较长室内的天花板上镶嵌着很大的平面镜。室内地板上直立着一面高h=2.0m的挡板A，挡板与纸面垂直，把此室隔成图示左右两间。在左间中，距A为l=1m 处的地板上有一点状光源S。求右间中地板上被此光源照亮的区域的宽度。 三、光的折射、全反射和色散 （2009年第2题）一半圆柱形玻璃砖放置在竖直面内，其截面如图所示。 图中O为圆心，MN为竖直方向的直径，长为2R。有一束细光线自O点 沿水平方向射出玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出。现将入射光 线缓慢平行下移，当入射光与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚
好消失，则此玻璃的折射率为（ C ） A B C R d D d R （2011年第16题）如图，直角三角形ABC 为一玻璃棱柱的横截面，ACB=/3π∠。P 为AC 上的一点，一束细光线从P 点入射，侧面BC 上可以观察到有光线自玻璃棱柱内射出。当入射角逐渐变为=/6θπ时，从玻璃棱柱射出的光线刚好消失。求此玻璃的折射率。 解：全反射时由折射定律： sin 30sin n r ?= ；1 sin C n = 222 2 11 413 42 n n n n n n --+=21= ，∠C =60°，棱镜材 （2000年第19题）在厚度为d ，折射率为n 的大玻璃平板的下表面，紧贴着一个边长为a 的正方形发光面。为了从玻璃平板的上方看不到该发光面，可在玻璃板的上表面贴一块不透光的纸片。求所贴纸片的最小面积。 解：如图1所示，发光点A 发出的光线AB 在上表面处发生全反射，以C 表示玻璃中的临界角，
光学和原子物理知识点总结
v c n r i = =sin sin 几何光学 一、光的反射定律: 1、内容:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线在法线两侧,反射角等于入射角。 围绕入射点将平面镜偏转a 角度,法线也偏转a 角度,反射光线偏转2a 角度。 镜面反射与漫反射都遵守光的反射定律。 2、平面镜成像规律:物体在平面镜中成虚像,像与物体大小相等,像与物体 到镜面的距离相等,像与物体的连线与镜面垂直。(对称) 二、光的折射定律,折射率 1、内容:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线、入射光线在法线两侧,入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。 2、折射率(n):光从真空射入介质中时,入射角正弦值与折射角的正弦值之比。 光在真空中的速度与光在介质中速度之比。 3、任何介质的折射率n 都大于1。(空气近似等于1) 折射率表明了介质的折光本领,也表示对光传播的阻碍本领。 注意: 在反射、折射现象中,光路就是可逆的;在几何光学中作出光路图就是解题关键; 三、全反射,临界角 1、光疏介质:折射率较小的介质。 光密介质:折射率较大的介质。 光疏介质与光密介质就是相对的。 2、定义:光由光密介质射向光疏介质时,折射光线全部消失,只剩反射光线的现象。全反射光线不就是折射光线。 3、全反射的条件:①光密介质射入光疏介质; C 光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C: sinC ＝1/n 4、光导纤维 光导纤维就是光的全反射的实际应用 四、棱镜:横截面就是三角形或梯形。 1、三棱镜能使射向侧面的光线向底面偏折,相同条件下,n 越大,光线偏折越多。 并将白色光分解为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。 (光的色散) 棱镜对红光的折射率小,介质中的红光光速大; 棱镜对蓝光的折射率大,介质中的蓝光光速小。 (1)三棱镜折射规律:出射光线向底边偏折 (2)白光通过三棱镜发生色散规律:紫光靠近底边偏得最很 ｛光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速,｝ 2、全反射棱镜:横截面就是等腰直角三角形(临界角C=42度)。如右图。 3、作用: 三棱镜:向底边偏折光线,色散。 平行玻璃砖:平移光线
物理学专业培养方案教学内容
西华师大 西华师范大学物理与电子信息学院办学目标定位 以师为本，协调发展综合性、实用型、开放式的本科层次，积极推进研究生教育。把我院建设成为立足四川，面向西部，辐射全国，以物理教育学科为主体，应用电子技术、电子信息类等多学科协调发展的、在省内外有一定影响的、具有较高水平的学院。 ?培养目标：具有扎实外语、数学基础，系统掌握物理学的基本理论，具有现代教育理论和掌握现代教育手段并能从事物理教学的教师和其它高级专门人才。 ?主干课程：外语、高等数学、数学物理方法、力学、电磁学、热学、光学、原子物理学、理论力学、热力学及统计物理、电动力学、量子力学、计算机应用基础、电工学、电子技术基础、教育 学、心理学、普通物理实验及现代教育技术等课程。 ?就业方向：高等学校和中等学校的物理类课程和相近专业课程的教学及其研究和管理工作。 指导思想 本科专业建设工作必须坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，坚持科学发展观，以《中国教育改革和发展纲要》为指针，大力加强改革，以重点学科建设为龙头，建设一支教学科研型高素质的师资队伍，建设省内一流的基础实验室，建立全新的人才培养模式，培养高素质创新人才。 学校本科专业规划建设要符合国家和地方对人才培养的需要，物理学专业属理科范围，结合我院的师资、实验、管理等条件，本专业定位为以师范教育为基础，培养一专多能，技能突出，逐步形成基础扎实、口径宽的优势，使该专业人才培养工作能够适应社会对教师人才的要求。 2、培养目标 具有扎实外语、数学基础，系统掌握物理学的基本理论，具有现代教育理论和掌握现代教育手段并能从事物理教学的教师和其它高级专门人才。 三、学科与课程建设 1、课程体系建设
高中物理光学原子物理知识要点
光学 一、光的折射 1.折射定律: 2.光在介质中的光速: 3.光射向界面时,并不就是全部光都发生折射,一定会有一部分光发生反射。 4.真空/空气的n等于1,其它介质的n都大于1。 5.真空/空气中光速恒定,为,不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6.光线比较时,偏折程度大(折射前后的两条光线方向偏差大)的光折射率n大。 二、光的全反射 1.全反射条件:光由光密(n大的)介质射向光疏(n小的)介质;入射角大于或等于临界角C,其求法为。 2.全反射产生原因:由光密(n大的)介质,以临界角C射向空气时,根据折射定律,空气中的sin 角将等于1,即折射角为90°;若再增大入射角,“sin空气角”将大于1,即产生全反射。 3.全反射反映的就是折射性质,折射倾向越强越容易全反射。即n越大,临界角C越小,越容易发生全反射。 4.全反射有关的现象与应用:水、玻璃中明亮的气泡;水中光源照亮水面某一范围;光导纤维(n 大的内芯,n小的外套,光在内外层界面上全反射) 三、光的本质与色散 1.光的本质就是电磁波,其真空中的波长、频率、光速满足(频率也可能用表示),来源于机械波中的公式。 2.光从一种介质进入另一种介质时,其频率不变,光速与波长同时变大或变小。 3.将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光,其本质就是频率不同,或真空中的波长不同。同时,不同颜色的光,其在同一介质中的折射率也不同。 4.色散的现象有:棱镜色散、彩虹。
频率f(或ν) 真空中里的 波长λ 折射率n 同一介质中 的光速 偏折程度临界角C 红光大大大紫光大大大 原因 n越大偏折 越厉害 发生全反射光子能量发生光电效应 双缝干涉时的 条纹间距Δx 发生明显衍 射 红光大容易紫光容易大容易 原因临界角越小 越容易发生 全反射 波长越大越 有可能发生 明显衍射 四、光的干涉 1.只有频率相同的两个光源才能发生干涉。 2.光的干涉原理(同波的干涉原理): 真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs。 当时,即光程差等于半波长的奇数倍时,由于两光源对此点的作用总就是步调相反,叠加后使此点振动减弱; 当时,即光程差等于波长的整数倍,半波长的偶数倍时,由于两光源对此点的作用总就是步调一致,叠加后使此点振动加强。 3.杨氏双缝干涉:单色光源经过双缝形成相干光,在屏上形成明暗相间的等间距条纹。双缝间 距离d、双缝到屏的距离L、光的波长λ、条纹间距Δx的关系为。 4.双缝干涉的条纹间距指的就是两条相邻的明条纹中心的距离。其它条件相同时,光的波长越大,条纹间距越大,明、暗条纹本身也越粗。 5.若使用白光做双缝干涉实验,会得到彩色的条纹,中央明纹为白色。 6.薄膜干涉:光射向薄膜时,在膜的外、内表面各反射一次,两束反射光在外表面相遇发生干涉。若叠加后振动加强,则会使反射光增强,透射光减弱;若叠加后振动减弱,则会使反射光减弱,透射光增强。 7.薄膜干涉的现象与应用:彩色肥皂泡、彩色油膜;增透膜、增反膜、检查工件平整度。 五、光的衍射 1.光绕过障碍物传播即光的衍射。只有障碍物、孔、缝的尺寸小到可以与光的波长比拟时,
物理与人类生活热学应用举例一览表
分支学科 知识领域 应用举例 力学、理论力学 机械运动现象与 规律 卫星轨道，超重与失重，潮涨潮落，表观重力， 丢失的重量，地球的自转，东北信风，台风的 形成，火箭发射，筛选法原理，运动员转速的 变化，导航仪，不翻转的子弹，自行车转弯， 轮船的相碰，上旋球，下旋球，香蕉球，机翼 的升力，龙卷风，不敲自响的铜罄，桥梁的坍 塌，信号调频变声与变色 热学、热力学与 统计物理 热运动现象与规 律 四季的冷热，天气预报，测量体温，测量铁水的温度，太阳表面温度的测量，汽车急刹车，冬天搓手，钻木取火，流星，卫生间的混水器，火炉烧水，蒸汽机，空调，内燃机，节能空调、冰箱变频，夏天取冰放室内，冬天放水在室外，山顶气压低，地面空气中各组分的比例，室内香水的扩散，环保PM2.5 电磁学、电动力学 电磁现象与规律 雷电与极光，电风，避雷针，高压带电作业， 静电除尘，静电复印，光电导体，等离子体的 磁约束，回旋加速器，直流电动机与磁电式电 流计，磁记录，磁悬浮列车，电子感应加速器， 涡流，变压器，发电机，测温电偶 光学 光现象与规律 蓝天、白云、旭日和夕阳，蓝色的海水金星凌日，坐井观天，针孔成像，日食和月食，林间美丽的光柱，物体的影子，看穿墙壁，万花筒，潭清疑水浅，海市蜃楼，筷子弯折，虹和霓，光纤通信，肥皂泡上的彩色条纹，金属屑和相机镜头上的颜色，表面平整度的测量，望远镜的分辨本领，立体电影，汽车车灯，太阳能电池 原子物理、量子力学物质微观结构和量 子现象与规律 原子弹，氢弹，核电站，放射性，激光，X射线，脑 CT，X光透视，电子芯片，巨磁阻效应，硬盘存储， 超导，迈斯纳效应，约瑟夫效应，超导磁悬浮 狭义相对论、广义相对论、宇宙学时空结构 同时的相对性，运动时钟变慢，运动尺子变短，时钟 同步，多普勒效应，光线偏折，引力时间延缓，光速 减慢，黑洞，宇宙的结构与年龄，宇宙大爆炸，恒星 的演化与寿命
第十一讲光学原子物理与宇宙
第十一讲光学原子物理与宇宙 §11.1光的干涉衍射光电效应 一、选择题 1．关于各种电磁波的波长关系，以下说法中正确的是（）。 （A）红外线的波长比无线电波的波长长（B）X射线的波长比可见光的波长长（C）紫外线的波长比γ射线的波长长（D）绿光的波长比紫光的波长长 2．一束绿光照射到某金属上时不能产生光电效应，以下哪些措施有可能使该金属产生光电效应（）。 （A）换用一束光强更强的绿光（B）换用一束紫外线 （C）换用一束红外线（D）延长照射时间 3．一个可见光的光子的能量与下列哪个数字最接近（）。 （A）10-15J （B）10-17J （C）10-19J （D）10-21J 4．以下各项符合物理史实的是（）。 （A）牛顿最早提出光的波动说（B）爱因斯坦最先提出量子理论 （C）惠更斯首先发现光的干涉现象（D）麦克斯韦首先提出光是一种电磁波 5．下列现象中属于光的干涉现象的是（）。 （A）水面油膜在阳光下呈现出彩色花纹（B）雨后天空出现彩虹 （C）两片玻璃片叠放时在阳光下出现彩色花纹 （D）太阳光透过玻璃在玻璃边缘出现彩色花纹 二、填空题 6．双缝干涉的实验示意图如图所示，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更______（填“长”或“短”）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离_______（填“增大”或“减小”）。
7．光通过狭缝，当缝较宽时观察到____________________，当缝较窄时观察到___________________，在不透明的小圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的________亮斑，这也是光的________现象，它说明了光沿直线传播只是一种______规律，当___________时就不再沿直线传播了。 8．在可见光中_______光的光子能量最大，波长为4×10-7m的可见光光子的能量为____J。 9．可见光中黄光频率为5×1014Hz，一盏发射功率为10W的黄灯，每秒钟发射的光子数为_________。 10．利用光电管产生光电流的电路如图所示，电源的正极应接在 ______端（填“a”或“b”）。若电流表示数为8μA，则每秒从光 电管阴极发射的光电子至少是_________个。（已知电子电量为 1.6×10-19C） 11．用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能看到一黄色光斑，当改用红光照射此圆板，则在圆板的背影中______看到一红色光斑，用黄光照射一金属板时恰能发生光电效应，若改用红光照射此金属板时______发生光电效应。（填“能”或“不能”） 12．如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极， 发射的电子初速为零，A为对阴极（阳极），当 AK间加直流电压U＝30 kV时，电子被加速打到 对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能 全部转化为伦琴射线的能量，已知电子电量e＝1.6 ×10-19C，质量m＝0.91×10-30kg，普朗克常量h ＝6.63×10-34J·s，则电子到达对阴极时的速度v＝________m/s，由对阴极发出的伦琴射线的最短波长为_______m。（取一位有效数字）
光学原子物理
光学、原子物理 1．酷热的夏天，在平坦的柏油马路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明 亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。对此现象正确的解释是 ( ) A ．同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的 B ．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C ．太阳光辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射 D ．太阳光辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射 2．一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图为过轴线的截面 图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水 的折射角为4/3，求α的值。 3．如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a 、b 、 c 三束单色光，则这三种单色光中（ ） A ．光子的能量E a
光学原子物理
第四部分：光学、原子物理 （有关透镜的知识点2003年高考不作要求） 一、知识结构 (一)光学 1. 2. 3.掌握光的折射规律及其应用；了解全反射的条件及临界角的计算，理解棱镜的作用原 4.明确透镜的成像原理和成像规律，能熟练应用三条特殊光线的作用和物像的对应关系 5. 6.掌握光的电磁学说的内容；明确不同电磁波产生的机理和各种射线的特点和作用。理 7.掌握光电效应规律，理解光电效应四个实验的结论，了解光的波粒二象性的含义。 (二) 1. 2. 3.掌握α、β、γ 4. 例1 下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是( ) A.平面镜成像 B. C.置于空气中的玻璃凸透镜成实像 D.置于空气中的玻璃凸透镜成虚像 【解析】由光路可逆原理，本题的正确选项是C 例2 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其它操作正确，则测得的折射率将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D. 【解析】要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。
设P 1、P 2、P 3、P 4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O 1O ′1，而现在误把O 2O ′2作为折射光线，由于O 1O ′1平行于O 2O ′2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。 例3 如右图所示，折射率为n ＝2的液面上有一点光源S ， 发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为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时，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 (1) (2)光斑在P 【解析】光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O 逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P 处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P 点的光线在液面产生全反射，根据在P 处产生全反射条件得： ?90sin sin θ＝n 1＝2 1 sin θ＝2 2，θ＝45° (1)因为θ＝45°，PA ＝OA ＝h ，t ＝ω 8π＝ω8π -V ＝ω 8πh ＝π h ω8 (2)光斑转到P 位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O 转动的线速度合成的，光斑在P 位置的线速度为22ωh v ＝v 线/cos45°＝22ωh/cos45°＝4ωh 。 例4 如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中 ①为 ，② ，核反应方程 为 【解析】有关原子物理的题目每年高考都有题，但以选 择题和填空题为主，要求我们复习时注意有关的理论提出都是依据实验结果的，因此要注意 每个理论的实验依据 答案：中子流 质子流 94Be+ 42He 126C+ 10n
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