波动、光学、原子物理综合测试题
5052高一物理光学原子物理测试题
《光学、原子物理》测试题一、选择题1、某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图1所示的哪个光路图是正确的?图12.如图2所示是光电管使用的原理图.当频率为ｖ０的可见光照射到阴极Ｋ上时，电流表中有电流通过，则（）图2（Ａ）若将滑动触头Ｐ移到Ａ端时，电流表中一定没有电流通过（Ｂ）若将滑动触头Ｐ逐渐由图示位置移向Ｂ端时，电流表示数一定增大（Ｃ）若用紫外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过（Ｄ）若用红外线照射阴极Ｋ时，电流表中一定有电流通过3、物体从位于凸透镜前3f处逐渐沿主轴向透镜靠近到1.5f处的过程中，像和物体的距离将( )(A)逐渐变小；(B)逐渐变大；(C)先逐渐增大后逐渐变小；(D)先逐渐变小后逐渐变大.4.由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图3所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质.所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但相反，例如反质子即为，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，通过ＯＯ'进入匀强磁场Ｂ２而形成的4条径迹，则( )图3(Ａ)1、2是反粒子径迹(Ｂ)3、4为反粒子径迹(Ｃ)2为反α粒子径迹(Ｄ)4为反α粒子径迹5、某原子核A 先进行一次β衰变变成原子核B ，再进行一次α衰变变成原子核C ，则：(A)核C 的质子数比核A 的质子数少2(B)核A 的质量数减核C 的质量数等于3(C)核A 的中子数减核C 的中子数等于3(D)核A 的中子数减核C 的中子数等于56、在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n =1及n =2的两个状态,若用E 表示氢原子的能量,r 表示氢原子核外电子的轨道半径,则:(A) E 2>E 1,r 2>r 1 (B) E 2>E 1,r 2<r 1(C) E 2<E 1,r 2>r 1 (D) E 2<E 1,r 2<r 17、卢瑟福α 粒子散射实验的结果:(A)证明了质子的存在(B)证明了原子核是由质子和中子组成的(C)说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上(D)说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动8、关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是:（A ）原子核与电子之间的作用力主要是电磁力（B ）中子和质子间的作用力主要是核力（C ）质子与质子间的核力， 在2.0×10-15m 的距离内远大于它们相互间的库仑力（D ）原子核与电子之间的万有引力大于它们之间 的电磁力9、在下列核反应方程中，X 代表质子的方程是：(A)X P He Al +→+3015422713；(B)X O He N +→+17842147；(C)X n H +→+1021γ；(D)n He X H 104231+→+．10、如图4所示，用垂直透镜主轴的挡板MN 将发光点S 遮住，S 到凸透镜的距离为透镜焦距的23倍，S 到凸透镜主轴的距离为透镜焦距的21倍.下列说法中正确的是 (A)发光点S 不能经透镜成像；(B)发光点S 可以经透镜成虚像；(C)挡板MN 对发光点S 成像无任何影响；(D)发光点S 经透镜可成放大的实像，挡板MN 存在使像的亮度变暗.图411、取两块平行玻璃板合在一起用手捏紧, 会使玻璃板上看到彩色条纹, 这个干涉现象来自:(A) 上、下两块玻璃板上、下表面反射的光(B) 第一块玻璃板上、下表面反射的光(C) 上、下玻璃板间空气膜上、下表面反射的光(D) 第二块玻璃板上、下表面反射的光12、以下说法正确的是( )（A）α射线的原子核衰变产生的，它有很强的电离作用（B）β射线是高速电子流，是从原子核中发射出来的，它的贯穿本领很强（C）γ射线是处于激发态的原子核产生的，它是能量很大的光子流（D）红处线和紫外线都是原子的外层电子受到激光后产生的可见光二、填空题13、如图5所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，图5在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。
大学物理测试题 (9)
大学物理（振动、波动、光学）一、选择题：1．用余弦函数描述一简谐振子的振动．若其速度～时间（v ～t ）关系曲线如图所示,则振动的初相位为(A) π/6. (B) π/3. (C) π/2. (D) 2π/3.(E) 5π/6. ［ ］2．一平面简谐波的表达式为 )3cos(1.0π+π-π=x t y (SI) ，t = 0时的波形曲线如图所示，则 (A) O 点的振幅为-0.1 m ． (B) 波长为3 m ．(C) a 、b 两点间相位差为π21．(D) 波速为9 m/s ． ［ ］3．一角频率为ω 的简谐波沿x 轴的正方向传播，t = 0时刻的波形如图所示．则t = 0时刻，x 轴上各质点的振动速度v 与x 坐标的关系图应为：4．一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是(A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． ［ ］5．如图所示，S 1和S 2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为λ 的简谐波，P 点是两列波相遇区域中的一点，已知 λ21=P S ，λ2.22=P S ，两列波在P 点发生相消干涉．若S 1的振动方程为)212cos(1π+π=t A y ，则S 2的振动方程为 (A) )212cos(2π-π=t A y ． (B) )2cos(2π-π=t A y ．(C) )212cos(2π+π=t A y ． (D) )1.02cos(22π-π=t A y ． ［ ］21--S6．在真空中沿着x 轴正方向传播的平面电磁波，其电场强度波的表达式是 )/(2c o s 0λνx t E E z -π=，则磁场强度波的表达式是： (A) )/(2cos /000λνμεx t E H y -π=． (B) )/(2cos /000λνμεx t E H z -π=． (C) )/(2cos /000λνμεx t E H y -π-=．(D) )/(2cos /000λνμεx t E H y +π-=． ［ ］7．某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1＝450 nm 和λ2＝750 nm (1 nm ＝10-9 m)的光谱线．在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处λ2的谱线的级数将是 (A) 2 ，3 ，4 ，5 ．．．．．． (B) 2 ，5 ，8 ，11．．．．．．(C) 2 ，4 ，6 ，8 ．．．．．．(D) 3 ，6 ，9 ，12．．．．．． ［ ］8．光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是(A) 21I 0 cos 2α ． (B) 0．(C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 41I 0 sin 2α ．(E) I 0 cos 4α ． ［ ］9．一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i 0，则在界面2的反射光(A) 是自然光．(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．(D) 是部分偏振光． ［ ］ 10．ABCD 为一块方解石的一个截面，AB 为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线．光轴方向在纸面内且与AB 成一锐角θ，如图所示．一束平行的单色自然光垂直于AB 端面入射．在方解石内折射光分解为o 光和e 光，o 光和e 光的(A) 传播方向相同，电场强度的振动方向互相垂直． (B) 传播方向相同，电场强度的振动方向不互相垂直． (C) 传播方向不同，电场强度的振动方向互相垂直． (D) 传播方向不同，电场强度的振动方向不互相垂直． ［ ］11．具有下列哪一能量的光子，能被处在n = 2的能级的氢原子吸收？ (A) 1.51 eV ． (B) 1.89 eV ．(C) 2.16 eV ． (D) 2.40 eV ． ［ ］D12．根据玻尔理论，氢原子中的电子在n =4的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为(A) 1/4． (B) 1/8．(C) 1/16． (D) 1/32． ［ ］13．波长λ =5000 Å的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量∆λ =10-3 Å，则利用不确定关系式h x p x ≥∆∆可得光子的x 坐标的不确定量至少为(A) 25 cm ． (B) 50 cm ．(C) 250 cm ． (D) 500 cm ． ［ ］14．氢原子中处于2p 状态的电子，描述其量子态的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )可能取的值为(A) (2，2，1，21-)． (B) (2，0，0，21)．(C) (2，1，-1，21-)． (D) (2，0，1，21)． ［ ］二、填空题15、质量M = 1.2 kg 的物体，挂在一个轻弹簧上振动．用秒表测得此系统在 45 s 内振动了90次．若在此弹簧上再加挂质量m = 0.6 kg 的物体，而弹簧所受的力未超过弹性限度．则该系统新的振动周期为_________________．16、一单摆的悬线长l = 1.5 m ，在顶端固定点的竖直下方0.45 m 处有一小钉，如图示．设摆动很小，则单摆的左右两方振幅之比A 1/A 2的近似值为_______________．17、图中所示为两个简谐振动的振动曲线．若以余弦函数表示这两个振动的合成结果，则合振动的方程为=+=21x x x ________________(SI)18、一平面简谐波沿x 轴正方向传播，波速 u = 100 m/s ，t = 0时刻的波形曲线如图所示．可知波长λ = ____________； 振幅A = __________；频率ν = ____________．19、在固定端x = 0处反射的反射波表达式是)/(2cos 2λνx t A y -π=. 设反射波无能量损失，那么入射波的表达式是y 1 = ________________________；形成的驻波的表达式是y = ________________________________________．-20、设平面简谐波沿x 轴传播时在x = 0处发生反射，反射波的表达式为]2/)/(2c o s [2π+-π=λνx t A y 已知反射点为一自由端，则由入射波和反射波形成的驻波的波节位置的坐标为______________________________________．21、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e 、折射率为n 的薄云母片覆盖在S 1缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O 处的光程差为__________________．22、一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0 mm ．若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为____________________mm ．(设水的折射率为4/3)23、在双缝干涉实验中，所用光波波长λ＝5.461×10–4 mm ，双缝与屏间的距离D ＝300 mm ，双缝间距为d ＝0.134 mm ，则中央明条纹两侧的两个第三级明条纹之间的距离为__________________________．24、用波长为λ的单色光垂直照射到空气劈形膜上，从反射光中观察干涉条纹，距顶点为L 处是暗条纹．使劈尖角θ 连续变大，直到该点处再次出现暗条纹为止．劈尖角的改变量∆θ是___________________________________．25、维纳光驻波实验装置示意如图．MM 为金属反射镜；NN 为涂有极薄感光层的玻璃板．MM 与NN 之间夹角φ＝3.0×10-4 rad ，波长为λ的平面单色光通过NN 板垂直入射到MM 金属反射镜上，则反射光与入射光在相遇区域形成光驻波，NN 板的感光层上形成对应于波腹波节的条纹．实验测得两个相邻的驻波波腹感光点A 、B 的间距AB ＝1.0 mm ，则入射光波的波长为____________________mm ．26、在单缝夫琅禾费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那末光线1与2在幕上OS屏21λP 点上相遇时的相位差为______，P 点应为27、光子波长为λ，则其能量=____________；动量的大小 =_____________；质 量=_________________ ．28、在主量子数n =2，自旋磁量子数21=s m 的量子态中，能够填充的最大电子数是_________________．三、计算题29、一质点作简谐振动，其振动方程为)4131c o s (100.62π-π⨯=-t x (SI)(1) 当x 值为多大时，系统的势能为总能量的一半？(2) 质点从平衡位置移动到上述位置所需最短时间为多少？ 30、一简谐振动的振动曲线如图所示．求振动方程31、 在一竖直轻弹簧下端悬挂质量m = 5 g 的小球，弹簧伸长∆l = 1 cm 而平衡．经推动后，该小球在竖直方向作振幅为A = 4 cm 的振动，求(1) 小球的振动周期； (2) 振动能量．一物体同时参与两个同方向的简谐振动： )212c o s (04.01π+π=t x (SI), )2cos(03.02π+π=t x (SI)求此物体的振动方程．32、一物体同时参与两个同方向的简谐振动： )212c o s (04.01π+π=t x (SI), )2cos(03.02π+π=t x (SI)-求此物体的振动方程．33、一平面简谐波沿Ox 轴正方向传播，波的表达式为 )/(2cos λνx t A y -π=, 而另一平面简谐波沿Ox 轴负方向传播，波的表达式为 )/(2cos 2λνx t A y +π= 求：(1) x = λ /4 处介质质点的合振动方程；(2) x = λ /4 处介质质点的速度表达式．34、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l 1和l 2，并且l 1－l 2＝3λ，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 (D >>d )，如图．求：(1) 零级明纹到屏幕中央O 点的距离． (2) 相邻明条纹间的距离． 35、以波长为λ = 0.200 μm 的单色光照射一铜球，铜球能放出电子．现将此铜球充电，试求铜球的电势达到多高时不再放出电子？(铜的逸出功为A = 4.10 eV ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，1 eV =1.60×10-19 J)36、当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)为∆E = 10.19 eV 的状态时，发射出光子的波长是λ=4860 Å，试求该初始状态的能量和主量子数．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，1 eV =1.60×10-19 J)已知第一玻尔轨道半径a ，试计算当氢原子中电子沿第n 玻尔轨道运动时，其相应的德布罗意波长是多少？37、已知第一玻尔轨道半径a ，试计算当氢原子中电子沿第n 玻尔轨道运动时，其相应的德布罗意波长是多少？大学物理答卷（振动、波动、光学）一．选择题ACDCDCDCBCBCCC 二．填空15. 0.61 s 3分 16. 0.843分屏参考解：左右摆动能量相同，应有222221212121ωωmA mA =21121221//l l l g l g A A ===ωω84.05.105.1==17.)21cos(04.0π-πt （其中振幅1分，角频率1分，初相1分） 3分18. 0.8 m 2分 0.2 m 1分 125 Hz 2分19.])/(2cos[π++πλνx t A 3分)212cos()21/2cos(2π+ππ+πt x A νλ 2分20. λ21)21(+=k x ，k = 0，1，2，3，… 3分21. 上 2分(n -1)e 2分22. 0.7523. 7.32 mm24. λ / (2L ) 3分 25. 6.0×10-4 3分参考解： λφ21s i n =⋅AB∴ φλs i n2⋅=AB = 2×1.0×3.0×10-4mm = 6.0×10-4 mm26. 2π 2分暗 2分27. λ/hc 1分λ/h 2分 )/(λc h 2分 28. 4 3分三、计算题29.解：(1) 势能 221kx W P =总能量 221kA E =由题意，4/2122kA kx =， 21024.42-⨯±=±=A x m 2分 (2) 周期 T = 2π/ω = 6 s从平衡位置运动到2Ax ±= ∆t 为 T /8．∴ ∆t = 0.75 s ． 3分30.解：(1) 设振动方程为 )c o s (φω+=t A x由曲线可知 A = 10 cm , t = 0，φcos 1050=-=x ，0sin 100<-=φωv 解上面两式，可得 φ = 2π/3 2分由图可知质点由位移为 x 0 = -5 cm 和v 0 < 0的状态到x = 0和 v > 0的状态所需时间t = 2 s ，代入振动方程得 )3/22c o s (100π+=ω (SI)则有2/33/22π=π+ω，∴ ω = 5 π/12 2分故所求振动方程为 )3/212/5cos(1.0π+π=t x (SI) 1分31.解：(1) )//(2/2/2l g m k m T ∆π=π=π=ω= 0.201 s3分(2) 22)/(2121A l mg kA E ∆== = 3.92×10-3 J 2分32.解：设合成运动（简谐振动）的振动方程为 )c o s (φω+=t A x则 )c o s (2122122212φφ-++=A A A A A ①以 A 1 = 4 cm ，A 2 = 3 cm ，π=π-π=-212112φφ代入①式，得5cm 3422=+=A cm 2分 又 22112211c o s c o s s i n s i n a r c t g φφφφφA A A A ++= ②≈127°≈2.22 rad 2分∴)22.22cos(05.0+π=t x (SI) 1分33.解：(1) x = λ /4处)212c o s (1π-π=t A y ν , )212cos(22π+π=t A y ν 2分∵ y 1，y 2反相 ∴ 合振动振幅 A A A A s =-=2 , 且合振动的初相φ 和y 2的初相一样为π21． 4分合振动方程 )212c o s(π+π=t A y ν 1分 (2) x = λ /4处质点的速度 )212s i n (2/d d π+ππ-== v t A t y νν )2c o s (2π+ππ=t A νν 3分 34. 解：(1) 如图，设P 0为零级明纹中心则 D O P d r r /012≈- 3分(l 2 +r 2) - (l 1 +r 1) = 0∴ r 2 – r 1 = l 1 – l 2 = 3λ∴ ()d D d r r D O P /3/120λ=-= 3分 (2) 在屏上距O 点为x 处, 光程差λδ3)/(-≈D dx 2分 明纹条件 λδk ±= (k ＝1，2，....)()d D k x k /3λλ+±= 在此处令k ＝0，即为(1)的结果．相邻明条纹间距d D x x x k k /1λ=-=+∆ 2分35.解：当铜球充电达到正电势U 时，有221v m A eU h ++=ν 2分当 νh ≤A eU +时，铜球不再放出电子， 1分即 eU ≥h ν -A ==-A hcλ2.12 eV故 U ≥2.12 V 时，铜球不再放出电子．36.解：所发射的光子能量为 ==λε/hc 2.56 eV 2分 氢原子在激发能为10.19 eV 的能级时，其能量为=+=∆E E E K 1-3.41 eV 2分 氢原子在初始状态的能量为 =+=K n E E ε-0.85 eV 2分该初始状态的主量子数为 41==nE E n 2分 37.解：)/(/v m h p h ==λ 1分因为若电子在第n 玻尔轨道运动，其轨道半径和动量矩分别为a n r n 2= )2/(π==nh r m L n v 2分 故 )2/(na h m π=v得 na m h π==2)/(v λ 2分。
高三《光学、原子物理》测试题.doc
《光学、原子物理》检测题山东省沂源四中（256104）B ．逸出的电子数减少一、选择题C．逸出的电子数和最大初动能都减小1．一束光从空气射D ．逸出的电子最大初动能不变向折射率为 n 2 的某种玻璃的表面，如图1 所示， i 代表入射角，则 ( ) 图 1A ．当 i>45 °时，会发生全反射现象B ．无论入射角 i 是多大，折射角 r 都不能超过 45°C．欲使折射角r=30 ° ,应以 i=45 °角入射D ．若入射角 i=arctg 2时，反射光线与折射光线垂直2．如图 2 所示，一个点光源 A 沿过焦点F 的直线作远离光轴的运动，则经透镜成的像点将 ()A．作匀速运动B．远离光心运动C．平行于主轴，向透镜移动D．沿直线向另一个焦点运动4、透镜成虚像时，如下说法正确的是A ．凸透镜成放大的虚像，凹透镜成缩小的虚像B ．凸透镜成虚像的位置，可能在焦点以内，也可能在焦点以外C．凹透镜所成虚像的位置只能在焦点以内D．凸透镜所成虚像可以是放大的，也可以是缩小的。
5．太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（）A．太阳表面大气层中缺少相应元素B．太阳内部缺少相应元素C．太阳表面大气层中存在着相应元素D．太阳内部存在着相应元素6、如图 3，光点 S 通过透镜，所成的实像在 S 点，已知 S 到透镜的距离是 S 到透镜距离的 2 倍，现保持 S 不动，将透镜沿垂直主轴方向上移 3cm ，则像从原位置向上移动的距离是（）图23.某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，如光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是( )A ．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出图3A ． 3cmB ． 6cm C． 9cm D． 12cm7、如图 4 红光和紫光以相同的入射角从水中射入空气时发生折射，由图可知图4A ．a 是红光， b 是紫光B ．b 是红光， a 是紫光C．a 光在水中传播速度大D ．b 光在水中传播速度大8、某激光器能发射波长为的激光，发射功率为P，C 表示光速， h 为普朗克恒量，则激光器每秒发射的光子数为p hpA ．B．hc ccpC．D．phc h9、关于光谱，下列说法中正确的是A．炽热的液体发射连续光谱B．太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线对应的元素C．明线光谱和暗线光谱都可用于对物质进行分析D．发射光谱一定是连续光谱10、某放射性原子核 A 经一次衰变而变成 B，B 经一次衰变变成C，则（）A ．核 A 的中子数比核 C 的中子数多 3B ．核 A 的质子数比核C 的质子数多 3C．核 C 的核子数比 A 的核子数多 4D ．核 A 的中性原子中的电子数比核 B的中性原子中的电子数多 111.如图 5 所示，是原子核人工转变实验装置示意图 . Ａ是α粒子源，Ｆ是铝箔，Ｓ为荧光屏，在容器中充入氮气后屏Ｓ上出现闪光，该闪光是由于（）图5.α粒子射到屏上产生的.α粒子从氮核里打出的粒子射到屏上产生的.α粒子从Ｆ上打出的某种粒子射到屏上产生的.粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的12．一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是ｍ１、ｍ２、ｍ３，则（）ｍ１＋ｍ２＝ｍ３ｍ１＋ｍ２＞ｍ３而吸收能量，所以ｍ１＋ｍ２＜ｍ３１＋ｍ２－ｍ３）c2/h 的光子。
大学物理波动光学综合练习题(含答案)
《大学物理》综合练习(七)——波动光学教学班级： 序 号： 姓 名： 日 期：一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)1．如图，由空气中一单色点光源S 发出的光，一束掠入射到平面反射镜M 上，另一束经折射率为n 、厚度为d 的媒质薄片N 后直接射到屏E 上。
如果l AP SA ==，D SP =， 则两相干光束SP 与SAP 在P 点的光程差为：(A) D l −=2δ； (B) 2/)1(2λδ+−−−=d n D l ；(C) d n D l )1(2−−−=δ； (D) 2/2λδ+−=D l 。
解：2/)1(22/])[(2λλδ+−−−=++−−=d n D l nd d D l[ B ]2．如图，折射率为2n 、厚度为e 的透明媒质薄膜上方和下方的透明介质的折射率分别是1n 和3n ，已知321n n n <<。
如果用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从上下两表面3题1图 题2图反射的光束的光程差是(A) e n 22； (B) 2/22λ−e n ；(C) 2/322λ−e n ； (D) 222/2n e n λ−。
解：两反射面均有半波损失,e n 22=δ。
[ A ]3．设在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点是亮条纹，如将缝2S 盖住，并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M (如图)，则此时：(A) P 点处为暗条纹；(B) P 点处仍然是亮条纹；(C)无干涉条纹； (D)无法确定P 点是亮条纹还是暗条纹。
解：光在M 处发射有半波损失，故P 点处为暗条纹。
[ A ]4．用波长为λ的平行单色光垂直照射图示装置观察空气层上下表面反射光形成的等厚干涉条纹。
以下各图画出可能出现的暗条纹的形状和位置。
试判断哪一图是实际观察到的干涉暗条纹。
题3图解：λλλδ42247max =+⨯= 4max =k (明)，故图(C )正确。
[ C ]5．在迈克尔耳逊干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 、厚度为d 的透明薄片，放入前后两条光路的光程差的改变量为(A) d n )1(−； (B) nd ； (C) d n )1(2−； (D) nd 2。
大学物理-波动光学习题(包括振动、波动、波的干涉、光的干涉、光的衍射、光的偏振)
第四篇 光学第一章 振动一、选择题1. 一质点作简谐振动, 其运动速度与时间的关系曲线如下图。
假设质点的振动规律用余弦函数描述，那么其初相应为：[ ] (A)6π (B) 65π (C) 65π- (D) 6π- (E) 32π-2. 如下图，一质量为m 的滑块，两边分别与劲度系数为k 1和k 2的轻弹簧联接，两弹簧的另外两端分别固定在墙上。
滑块m 可在光滑的水平面上滑动，O 点为系统平衡位置。
现将滑块m 向左移动x0，自静止释放，并从释放时开始计时。
取坐标如下图，那么其振动方程为：[ ] ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t m k k x x 210cos(A)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt k k m k k x x )(cos (B)21210⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (C)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (D) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t m k k x x 210cos (E)3. 一质点在x 轴上作简谐振动，振幅A = 4cm ，周期T = 2s, 其平衡位置取作坐标原点。
假设t = 0时刻质点第一次通过x = -2cm 处，且向x 轴负方向运动，那么质点第二次通过x = -2cm 处的时刻为：[ ](A) 1s ; (B)s 32; (C) s 34; (D) 2s 。
4. 一质点沿y 轴作简谐振动，其振动方程为)4/3cos(πω+=t A y 。
与其对应的振动曲线是: [ ]5. 一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的：[ ](A)167; (B) 169; (C) 1611; (D) 1613; (E) 1615。
(A)-(B)(C)(D)-06. 图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，假设 这两个简谐振动可叠加，那么合成的余弦振动 的初相为： [ ] π21(A) π(B) π23(C) 0(D)二、填空题1. 一简谐振动的表达式为)3cos(ϕ+=t A x ，0=t 时的初位移为0.04m, s -1，那么振幅A = ，初相位 =2. 两个弹簧振子的的周期都是0.4s, 设开始时第一个振子从平衡位置向负方向运动，经过0.5s 后，第二个振子才从正方向的端点开始运动，那么这两振动的相位差为 。
高三物理练习题：光学与振动与波动
高三物理练习题：光学与振动与波动
问题1：光的反射和折射
一个光线从空气垂直射入折射率为1.5的玻璃板，入射角为30°，求折射角。
问题2：光的干涉
利用双缝干涉装置，在两个缝的间距为0.1 mm的情况下，当屏幕与双缝相距1.5 m时，观察到了5个明条纹。
求波长为550 nm的光通过一缝的宽度。
问题3：光的衍射
光通过一个宽度为0.01 mm的单缝进行衍射。
当屏幕与单缝相距2 m时观察到第一明纹的夹角为0.01°，求波长。
问题4：自由振动
一个质量为0.5 kg的弹簧与地面无摩擦地连接，其劲度系数为200 N/m。
当物体位于平衡位置时，其周围被施加一个2 N的向上弹性力。
求物体的振动频率。
问题5：机械波传播
一条绳子上有一个频率为100 Hz的波沿X轴正方向向右传播。
已知波长为4 m。
求传播速度和波源的周期。
问题6：声音的共振管
一个半闭的共振管中，声速为340 m/s，在气温为20°C的情况下，当管长为0.5 m 时，共振频率为650 Hz。
求管长为1.2 m时的共振频率。
问题7：光的偏振
光通过一个偏振片，在垂直于偏振方向的平面上观察到完全消光。
现在在光路上加入另一个偏振片，并将其与第一个偏振片的偏振方向保持一致。
此时，在垂直于偏振方向的平面上光的强度为原来的一半。
求两个偏振片之间的夹角。
以上是一些高三物理中与光学、振动与波动相关的练习题。
通过解答这些问题，可以巩固对相关概念和理论的理解，并且提高解决实际问题的能力。
高考物理试题专题汇编振动和波光学和原子物理
避躲市安闲阳光实验学校高考物理试题专题汇编：振动和波、光学和原子物理一．不定项选择题()1．下列表述正确的是（）A．伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因B．牛顿最早成功利用实验方法测出了万有引力常量C．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，由赫兹用实验证实了电磁波的存在()2．氢原子从一种定态跃迁到另一种定态（）Ａ．若氢原子吸收一个光子，则其电子的动能增大，轨道半径变小Ｂ．若氢原子吸收一个光子，则其电子的动能减小，轨道半径变大Ｃ．若氢原子放出一个光子，则其电子的动能增大，轨道半径变小Ｄ．若氢原子放出一个光子，则其电子的动能减小，轨道半径变大()3．利用氦-3（32He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制。
月球上有大量的氦-3，每个航天大国都将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。
“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦-3的分布和储量。
已知两个氘核聚变生成一个氦-3和一个中子的核反应方程是： ( )221H→32He＋1n＋3.26 MeV若有2g氘全部发生聚变，则释放的能量是（N A为阿伏加德罗常数）A．0.5×3.26 MeV B．3.26 MeVC．0.5N A×3.26 MeV D．N A×3.26 MeV()4.下列说法符合物理史实的是（）A．牛顿最早论证了重物体不会比轻物体下落得快B．卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出万有引力的引力常量C．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小D．法拉第首先发现电流可以使周围磁针偏转的效应，称为电流的磁效应()5.关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．β衰变说明原子核里有电子B．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个C．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电()6.氢原子能级如图2所示，用能量为E1的光照射一群处于基态的氢原子，可以看到三条光谱线，用能量为E2的光照射一群处于基态的氢原子，可以看到六条光谱线，对于E1、E2的比较，下列说法正确的是( )A．E2=2E1B．E2>2E1C．E2<2E1D．E2>E1>12eV(深圳一模)7．已建成的广东大亚湾核电站利用的是（）A．放射性元素发生α衰变放出的能量B．放射性元素发生β衰变放出的能量C．重核裂变放出的能量D．热核反应放出的能量(深圳一模)8．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是 ( )A．氢原子的能量增加B．氢原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子(肇庆一模)9.卢瑟福通过α粒子散射实验,判断出原子中心有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构学说。
光学原子物理学综合测试题
光学、原子物理学综合测试题班级姓名学号题号一二三总分18 19得分题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14答案1．点光源照射到一个障碍物，在屏上形成的阴影的边缘局部模糊不清，不是因为发生了( ) A光的反射B光的折射C光的干射D光的衍射2．牛顿为了说明光的性质，提出了光的微粒说。
如今，人们对光的性质已有了进一步的认识。
以下四个示意图所表示的实验，能说明光性质的是( )图①图②图③图④A①② B ②③ C ③④ D ②④3．某原子核有N个核子，其中有中子n个，当该核俘获一个中子后，放出一个α粒子和β粒子，它自身变成一个新核，该新核( )A有中子n-1个B有中子n-3个C核子数是N-3个D原子序数是N-n-2 4．以下关于光的双缝干预条纹的正确说法是( )A在双缝干预实验，红光条纹的条纹间距比蓝光的大B同一单色光经双缝后，干预条纹中的亮条纹距两缝的距离之差为该单色光半波长的整数倍C同一单色光经双缝后，干预条纹中的亮条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的奇数倍D同一单色光经双缝后，干预条纹中的亮条纹距两缝的距离之差为该单色光半波长的奇数倍5．如下图的装置中，为平行放置的锌板电子束自上而下穿过锌板，以下措施中不能使电子束发生偏转的是( )A从S源向锌板P1发射α射线B从S源向锌板P1发射红外线P2P1C 从S源向锌板P1发射γ射线D从S源向锌板P1发射X射线6．双缝干预实验装置中，双缝间距为d，双缝一像屏的距离为L，调整实验装置在屏上能得到清晰的干预条纹，以下关于干预条纹的正确说法是( )A假设将其中的一个缝用红色滤光片挡住，另一个缝用黄色滤光片挡住，屏上将出现干预条纹B假设将像屏向左平移一小段距离，屏上干预条纹的变得不清晰C假设将像屏向右平移一小段距离，屏上干预条纹的仍是清晰的D 假设将其中的一个缝挡住，屏上将不出现任何条纹7．关于光线的概念，以下正确的理解是( )A 光线是从光源直接发出的，是直接存在的B 光线的作用类似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的C 光线是用来表示光束传播方向的有向直线D 光线就是光束8．以下说法中正确的选项是( )A 光的波粒二象性学说是牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成B 光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁场理论C 光子学说并没有否认电磁说,在光子能量E=h γ中, γ表示波的特性,E 表示粒子的特性D 光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是个别光子运动规律的一种几率波9．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两种夸克组成，u 夸克的带电量为32e ，夸克的带电量为-3e ，e 是基元电荷，以下论断中正确的选项是( )A 质子是由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B 质子是由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C 质子是由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D 质子是由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成10.以下说法子中正确的说法是( )A 光在同一种介质中总是直线传播的B 光总是沿直线传播的C 小孔成像是光直线传播形的D 影的产生不能用光直线传播来解释11．氢原子从激发态跃迁到基态，那么核外电子的( )A 电势能减小，动能减小，周期增大B 电势能减小，动能增大，周期减小C 电势能的减小值小于动能的增加值D 电势能的减小值等于动能的增加值12．能引起人的视觉的光的最小强度是每秒单位面积上获得n 个光子的能量，一点光源以功率P 向外发出波长为λ的单色光，假设h 表普朗克恒量，c 表光速，那么( )A 光源每秒发出hc P λ个光子 B 当人距光源λπP nhc4以外就看不到光源 C 光源每秒发出λP hc 个光子 D 当人距光源nhc P πλ4以外就看不到光源 13.在光电效应实验中，以下结论中正确的选项是( )A 当光照时间增大为原来的2倍时，光电流的强度也增大为原来的2倍B 当入射光的频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍C 当入射光的波长增大为原来的2倍时，光电流的强度也增大为原来的2倍D 当入射光的强度增大为原来的2倍时，单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍14.关于平面镜成像，下面各种说法正确的选项是( )A 像位于镜后，像的大小一定与物的大小不一定相等，但两者是相似的B 物体以某一速度向镜面移动时，那么像一定以相同的速率向物体靠拢，反之亦然C 物体离镜面越来越远时，像越来越小D 如果平面镜的镜面有不平的地方,那么该处所成的像将不与物体对称,因为它不遵守反射定二.填空题〔3×5′=15′请把答案直接作在试卷的相应位置上〕15.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P ，所发射的每个光脉冲持续的时间为Δt ，波长为λ，由此可知每道光脉冲的长度为 ，其中含有的光子数为 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
波动、光学、原子物理综合测试题
（时间100分钟、满分120分）
1．（10分）一列简谐横波沿x 轴负方向传播，传播速度v=200m/s 。
已知位于坐标原点（x=0）处的质元的振动图线如图所示。
试在右图中画出t=40ms 时该简谐波的波形图线（不少于一个波长）。
2．（10分）右图为“用双缝干涉测量光的波长”实验装置的示意图。
图中S 0为狭缝，S 1、S 2为双狭缝，S 为观察屏。
当用单色光（以λ表示其波长）从左方照射狭缝S 0时，由双狭缝S 1、S 2射出的光是相干光，可在观察屏S 上出现明暗相间的干涉条纹。
若屏S 上的P 点是某一暗条纹的中心，已知P 点到缝S 1的距离为r 1，则P 点到缝S 2的距离为r 2＝________________________。
为了求出波长λ，
实验中应测量的物理量是________________________。
若实验装置中单缝、双狭缝和屏的位置都不变，只是入射光第一次为红光，第二次为蓝光，则第二次观察到的干涉条纹与第一次相比，不同之处除了条纹的颜色外，还有______________。
3.（10分）两个薄透镜L 1和L 2共轴放置，如图所示．已知L 1的焦距f 1=f , L 2的焦
距f 2=—f ，两透镜间距离也是f ．小物体位于物面P 上，物距u 1＝3f ．
小物体经这两个透镜所成的像在L 2的__________边，到L 2的距离为_________，
是__________像（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为
_________________。
4．（10分）光通过光纤长距离传输时，因损耗而要衰减，故必须在途中设立“中继站”进行放大。
现代采用直接放大即全光型放大，它可使传输速率大大提高。
其办法是在光纤中掺入铒。
铒离子的能级如图所示，其中标为4I 13/2的能级是亚稳态能级，粒子处在这能级
可以持续一段时间而不立即向较低能级跃迁。
可用半导体激光器产生的波长为0.98μm 的激光照射，把处于基态能级4I 15/2的粒子激发到标有4I 11/2的能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到亚稳态能级4I 13/2，从而使该能级积聚粒子数远超过处于基态的粒子数。
当光纤中传输的波长为1.55μm 的光波传入掺铒的光纤时，能使大量处在亚稳态能级的粒子向基态跃迁，发出波长为1.55μm 的光波，于是输出的光便大大加强，
实现了全光型中继放大，若普朗克常量h 与光速c 和乘积hc ＝1.99⨯10－25Jm ，则无辐射跃迁中一个铒粒子放出的能
量等于______________J 。
P
4I 11/2 4I 13/2 μm
4I 15/2
5.(20分)（1）如图所示，摆线长为l的单摆悬于架上，架固定于小车．使小车沿倾角为θ的斜面以加速度a做匀加速运动，求此时单摆振动的周期．
（2）质量为10 g的物体做简谐运动，振幅为24 cm，周期为4 s；当t＝０时坐标为+24 cm.试求⑴当t＝0.5 s时物体的位置．⑵当t＝0.5 s时作用在物体上力的大小和方向．⑶物体从初位置到x＝-12 cm处所需的最短时间．⑷当x ＝－12 cm时物体的速度．
f=的两个完全相同的凸6.（20分）图中，三棱镜的顶角α为60︒，在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为30.0cm
y=处放一单色点光源S，已知其像S'与S对该光学系统是透镜L1和L2．若在L1的前焦面上距主光轴下方14.3cm
左右对称的．试求该三棱镜的折射率．
7.（20分）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长λ可以用下面的巴耳末—里德伯公式来表示 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=22111
n k R λ n ，k 分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数． ,3,2,1=k ，对于每一个k ，有 ,k ,k ,k n 321+++=，R 称为里德伯常量，是一个已知量．对于1=k 的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；2=k 的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系．
用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U 1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U 2．已知电子电量的大小为e ，真空中的光速为c ，试求：普朗克常量和该种金属的逸出功．
8.（20分）1995年，美国费米国家实验室CDF 实验组和DO 实验组在质子反质子对撞机TEVATRON 的实验中，观察到了顶夸克，测得它的静止质量，寿命，这是近十几年来粒子物理研究最重要的实验进展之一．
（1）正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中是正、反顶夸克之间的距离，是强相互作用耦合常数，是与单位制有关的常数，在国际单位制中．为估算正、反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统，可把束缚状态设想为正反顶夸克在彼此间的吸引力作用下绕它们连线的中点做匀速圆周运动．如能构成束缚态，试用玻尔理论确定系统处于基态中正、反顶夸克之间的距离．已知处于束缚态的正、反夸克粒子满足量子化条件，即
式中为一个粒子的动量与其轨道半径的乘积，为量子数，为普朗克常量． （2）试求正、反顶夸克在上述设想的基态中做匀速圆周运动的周期．你认为正、反顶夸克的这种束缚态能存在吗?
112251 1.7510eV/c 3.110kg m =⨯=⨯－240.410s τ=⨯－4()3S a U r k r
=-r 0.12S a =k 250.31910J m k =⨯⋅－0r 021,2,3,22r h mv n n π⎛⎫== ⎪⎝⎭ 02r mv ⎛⎫ ⎪⎝⎭mv 02r n 346.6310J s h =⨯⋅－T。