2013高考物理 考點(diǎn)預(yù)測專練 專題十一 光學(xué)與原子物理專題新

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1、專題十一：光學(xué)與原子物理專題 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、理解光的反射、折射、全反射及平面鏡成像的規(guī)律。掌握折射定律及其計(jì)算以及全反射現(xiàn)象，根據(jù)光的傳播基本規(guī)律能夠畫出幾何光路圖，能夠解釋常見的光現(xiàn)象和了解與人類生活很密切的光學(xué)器件的原理。 2、要以對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展史為主線，把光的波動(dòng)說、電磁說 、粒子說等理論，把光的干涉、衍射、光電效應(yīng)等現(xiàn)象和應(yīng)用串聯(lián)起來，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)。在理解的基礎(chǔ)上記憶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，正確分析實(shí)驗(yàn)事件、條件和應(yīng)用。重視對(duì)光的本性和幾何光學(xué)知識(shí)相結(jié)合的考查。 3、掌握原子的核式結(jié)構(gòu)理論、玻爾理論，質(zhì)能方程及核反應(yīng)方程，正確理解、深刻記憶有關(guān)的概念、規(guī)律和現(xiàn)象并弄清它們的來

2、龍去脈 ，做到明辨是非。重視對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，玻爾假設(shè)模型、天然放射現(xiàn)象與三種射線半衰期等細(xì)節(jié)內(nèi)容的考查。 專題訓(xùn)練： 1、 我國南宋時(shí)期的程大昌在其所著的《演繁露》中敘述道： “凡風(fēng)雨初霽（雨后初晴），或露之未（干），其余點(diǎn)緣于草木枝葉之末，日光入之；五色俱足，閃爍不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有所五色也?！边@段文字記敘的是下列光的何種現(xiàn)象： （ ）

3、 A、反射 B、色散 C、干涉 D、衍射 2、 用平面鏡來觀察身后的一個(gè)物體，要能看到物體完整的像，則鏡面的長度至少應(yīng)為物體高度的： （ ） A、1/2倍 B、1/4倍 C、1倍 D、上述答案均不對(duì) 3、a、b兩束平行單色光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后沿如圖方向射出，由此可以判斷： （ ）

4、 A、空氣中a的波長大于b的波長 B、玻璃中a的速度等于b的速度 C、空氣中a的頻率高于b的頻率 D、從玻璃射向空氣，a的臨界角大于b的臨界角 4、如圖所示，一條光線從空氣中垂直射到棱鏡界面BC上，棱鏡的折射率為,這條光線離開棱鏡時(shí)與界面的夾角為： （ ） A、30° B、45° C、60° D、90° 5、現(xiàn)有1200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的1/（n-1）

5、。 （ ） A．2200 B.2000 C.1200 D.2400 6、發(fā)出白光的細(xì)線光源ab，長度為0，豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖，現(xiàn)考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線（圖中的虛線）的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對(duì)光有色散作用，若以1表示紅光成的像的長度，2表示藍(lán)光成的像的長度，則 （ ） A. 1<2<0 B. 1>2>0 C. 2>1>0 D. 2<1<0 7、元素A是X的同位素，它們分別進(jìn)行如下衰變：ABC，XYZ,

6、 則 （ ） A. B和Y是同位素 B. B. C和Z是同位素 C. 上述諸元素的原子核中，Y的質(zhì)子數(shù)最多 D. 上述諸元素中，B排在元素周期表的最前列 8、激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對(duì)”相當(dāng)與雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測物體的速度v與二次曝光時(shí)間間隔△t的乘積等于雙縫間距。實(shí)驗(yàn)中可測得二次曝光時(shí)間間隔△t、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距△x。若所用的激光波長為，則該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式是 （ ） A. v= B.v= C. v= D.v= 9、如圖

7、所示的裝置可以測量棱鏡的折射率，ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的另外兩個(gè)銳角也是已知的，緊貼直角邊AC是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當(dāng)調(diào)整SO的方向，使從AB面射出的光線與SO重合，在這種情況下僅需要測出＿＿＿＿就可以算出棱鏡的折射率。 寫出計(jì)算射率的表達(dá)式n=＿＿＿＿＿＿。 式中表示量的符號(hào)的意義是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 10、虹霓是由空中的小水滴對(duì)日光的折射、色散、全反射的綜合效應(yīng)所形成的，通?？梢钥吹絻傻拦尾蕩В锩嬉坏澜泻?，比較明亮；外面一道叫霓，較為暗淡，如圖（a）所示。 （1）虹是陽光在水滴內(nèi)經(jīng)二次折射、一次全反射形成

8、的，如圖（b）所示從內(nèi)到外色序的排列是＿＿＿＿＿＿＿＿； （2）霓是陽光在水滴內(nèi)經(jīng)二次折射、二次全反射形成的，如圖（c）所示，從內(nèi)到外色序的排列是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 11、右圖給出氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，氫原子在這些能級(jí)之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有________種，其中最小的頻率等于______赫（保留兩個(gè)數(shù)字） 12、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定激光波長的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮點(diǎn)，乙圖中的黑點(diǎn)代表亮點(diǎn)的中心位置。 （1） 這個(gè)現(xiàn)象說明激光具有＿＿＿＿＿＿＿

9、＿＿＿＿＿＿性。 0 5 10 0 5 10 15 mm 乙 感光片 遮光筒 雙縫 激光器 甲 （2） 通過量出相鄰光點(diǎn)的距離可算出激光的波長。據(jù)資料介紹：如果雙縫的縫間距為a，雙縫到感光片的距離為L，感光片上相鄰兩光點(diǎn)間的距離為b，則光的波長λ=ab/L。該同學(xué)測得L=1．0000m，縫間距a=0．220mm，用帶10分度游標(biāo)的卡尺測感光片上的距離時(shí)，尺與點(diǎn)的中心位置如乙圖所示。 乙圖中第1到第4個(gè)光點(diǎn)的距離是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿mm。 實(shí)驗(yàn)中激光的波長λ=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿m（保留兩位有效數(shù)字） （3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光，屏上相鄰

10、兩光點(diǎn)間的距離將＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 13、如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn)，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，作出光路圖，并算出介質(zhì)的折射率。 14、如圖所示，一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n =的透明液體，容器底部正中央O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S，平面鏡MN與底面成45°角放置，若容器高為2dm，底邊半徑為（1+）dm，OM = 1dm，在容器中央正上方1 dm 處水平放置一足夠長的刻度尺，求光源 S 發(fā)出的光線

11、經(jīng)平面鏡反射后，照射到刻度尺的長度。（不考慮容器側(cè)壁和液面的反射） 15、一種用于激光治療的氦分子激光器，輸出337.1nm 波長的激光，激光脈沖的時(shí)間約為10 -9s，輸出脈沖時(shí)的功率為106W，每秒輸出的脈沖個(gè)數(shù)是100個(gè)。 （1）這種激光的頻率是多少？屬于電磁波譜中的哪個(gè)波段？ （2）這種激光器的平均輸出功率是多少？ 16、1905年愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能關(guān)系式：E=mc2，其中E是能量，單位為焦耳(J);m是質(zhì)量，單位是千克（kg）；c為光速，單位是米/秒（m/s），質(zhì)能關(guān)系式說明了質(zhì)量與能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，能量也

12、將發(fā)生變化，若質(zhì)量變化為△ m時(shí)，對(duì)應(yīng)的能量變化為 △E，則根據(jù)質(zhì)能關(guān)系式有△E =△mc2。 太陽等恒星不斷向外輻射能量，是以內(nèi)部質(zhì)量的減少為代價(jià)的，在太陽內(nèi)部進(jìn)行著四個(gè)氫核轉(zhuǎn)變成一個(gè)氦核的核聚變反應(yīng)，發(fā)生核聚變反應(yīng)時(shí)釋放出一定的能量，并伴隨著一定質(zhì)量的減少，研究表明，1kg氫聚變時(shí)發(fā)生的質(zhì)量減少為7×10-3kg，由于只有太陽核心區(qū)的高溫才足以使氫核產(chǎn)生聚變反應(yīng)，所以處于太陽核心區(qū)的氫才是可利用的，太陽質(zhì)量為2.0×1030kg，太陽核心區(qū)氫的質(zhì)量約占太陽質(zhì)量的十分之一，太陽每秒鐘向太空輻射4.0×1026J 能量，問： （1）太陽每年因向外輻射能量而減少的質(zhì)量約為多少千克？ （2）

13、太陽已發(fā)光了50億年，估算太陽還能發(fā)光多少年？ μA k 17、圖中光電管陰極用極限波長為5000埃的鈉制成，現(xiàn)用波長3000埃的光照射陰極，當(dāng)光電管加正向電壓為2．1伏時(shí)測得飽和光電流植是0．56微安，求：（1）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)；（2）光電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能；（3）變阻器滑動(dòng)頭C與中心固定頭O之間電壓多大時(shí)，微安表讀數(shù)為零，這時(shí)C在O點(diǎn)哪一側(cè)？ P o h M V0 S 3m 1m 18、如圖所示，P為一面高墻，M為高h(yuǎn)=0.8m的矮墻，S為一點(diǎn)光源，三者水平距

14、離如圖所示，S以速度V0=10m/s豎直向上拋出，求在落回地面前，矮墻在高墻上的影子消失的時(shí)間(g=10m/s2) 專題預(yù)測： 1、 已知鈹核和一個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳核，同時(shí)放出5.6兆電子伏的能量。（１）若放出的能量是γ光子，此光子在真空中的波長為多少？（２）若鈹核和α粒子共130克，剛好完全反應(yīng)，那么共放出多少能量？（3）質(zhì)量虧損共多少千克？ 2、半徑為R的透明薄圓柱體，割去1/4，如圖所示，一束平行光與OA、OB成450角射到OA、OB面上，透明體的折射率為，光由透明體射向空氣發(fā)生全反射的臨界角為450。若

15、進(jìn)入透明體的光線射到曲面上，在有折射光線的情況下，不考慮反射光線，則光線從透明體的哪個(gè)部分射出，畫出射出透明體的光線的光路圖。 參考答案： 1、 B； 2、D； 3、AD； 4、BD； 5、A； 6、D； 7、BCD； 8、B； 9、入射角i；n=sin i/sin∠A；i為入射角，∠A為三角形中A點(diǎn)的頂角，大角等于折射角； 10、（1）紫到紅；（2）紅到紫； 11、 6 1.6×； 12、（1）波動(dòng)性； （2）8.6；6.3×１０－７；（３）變小 1３、解：光路如圖，光線經(jīng)反射后到達(dá)介質(zhì)與空氣的界面時(shí)，入射角i’=r ，由折射定律可得折射角r’= i，折射光線PQ與入

16、射光線DC平行，則∠POA=∠COA=i sin i= H/R =R/2R = /2 i=600，折射角r = i/2 = 300 sin r= 1/2 折射率 sin i/ sinr = 1４、解：作圖找出發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡中的像點(diǎn)S’，連接S’M延長交直尺于H點(diǎn)，MH沿豎直方向，連接S’P，在RtΔPR S’中，R S’=dm ， PR=3 dm ， ∴∠ r =300 由折射定律可得：sin i/sin r = n 解得sin i = /2 ，∠i = 450 ，刻度尺上被照亮的范圍QH = 1 dm+ dm = （1+）dm 1５、 解：（1）f= c/

17、λ= 3×108 / 337.1×10-9 HZ=8.9×1014 HZ ，屬于紫外線 （2）=100×10-9×106W= 0.1W 1６、解：（1）太陽每年向外輻射的能量為：△E= 4.0×1026×3600×24×365≈1.26×1034J太陽每年損失的質(zhì)量為：△m=△E/c2 = 1.26×1034/9×1016 = 1.4×1017 Kg (2）太陽中可利用的氫質(zhì)量為：MH = M/10 = 2.0×1030 /10 = 2.9×1029 Kg 上述氫全部發(fā)生聚變將減少的質(zhì)量為：△M=7×10-3MH = 7×10-3×2.0×1029=1.4×1027 Kg 太陽的發(fā)光時(shí)間為：T=△M / △m =1.4×1027 /1.4×1017 =1010年(=100億年) 太陽還能發(fā)光 100億年—50億年=50億年 17、（1）３.5×1012個(gè)； (2)3.7575ev； (3)1.6575V； 右； 18、1．2S 專題預(yù)測： 1、 總質(zhì)量虧損：△m= 2×10-3Kg 2、 以O(shè)B為起點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在75 0＜θ1＜120 0和150 0＜θ＜195 0范圍內(nèi)被照亮