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 ）ABCR dDd 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 ︒=；1sin C n=22221141342n n nn nn --+=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，由折射定律得：n sin C =1 ①这个发光点A 在平板上表面形成一个圆形亮区，设其半径为x ，有： x =d tan Csin cos C dd C == ②解得x =③整块正方形发光平面在平板上表面形成的亮区如图2所示，它是一个比正方形发光面大，且四角为圆弧的正方形，圆弧的半径为上面求出的x 。

故亮区的面积为224S a ax x π=++ ④例 在一次讨论中，老师问道：①c ③b A （2010O ，它2，则（ ）AC 1、成像问题（2000年第2题）一物体与凸透镜的主光轴垂直，在透镜另一侧的光屏上得到它的实像。

若用不透光的圆形纸将透镜中心部分遮盖住，则在光屏上的实像（ D ）A 中间部分消失B 变小C 消失D 仍完整，大小不变，但变暗了 （2010年第11题）一个足够大的平面网格与一个长、宽均为6cm 的光屏相距18 cm ，中间有一焦距为4cm 的凸透镜，三者均竖直放置，相互平行且共轴。

移动透镜，可在屏上得到网格清晰的放大像。

若网上相邻两个方格中心的横向与纵向距离均为1 mm ，则屏上的方格数为（ C ）A 14400B 3600C 900D 400期末考试题（2008年第17题）物与屏之间的距离为L 。

移动位于物与屏之间的凸透镜，可在屏上获得两次清晰的像，且两次像长之比为α。

试求此凸透镜的焦距f 。

（2009年第16题）将一光源、一竖直狭缝、一凸透镜和一光屏依次放置，光源、狭缝中心、屏中心与l 。

与u 2、v 2，由透镜成11u v 2.处时，圆形光斑直径为分别为f A f =16cm ，d =4cm B f =-16cm ，d =4cm C f =-8cm ，d =2cmD f =16cm ，d =0.5cm（2001年第22题）点光源S 与光屏M 之间的距离为L ，焦距为f 的凸透镜位于S 与M 之间，其主轴过S 且垂直于M 。

已知14L f L <<，问透镜距S 多远才能使M 上的光斑的面积最小？这时光斑的面积多大？ 解：五、光的波动性（2008年第6题）要是两个点光源发出的光在空中叠加后出现干涉现象，则此两光源的（D）A．频率相同、振幅相同、位相相同B．频率相同、振动方向相同、振幅相同C．振幅相同、振动方向相同、位相相同D、频率相同、振动方向相同、位相相同（2006年第6题）图示为一双缝干涉实验的示意图，下列说法正确的是（B）A．若双缝向上移动，则屏上的干涉条纹下移B．若双缝的间距变小，则屏上的干涉条纹间距变大C．若将入射光的频率变小，则屏上的干涉条纹间距变小D．若观察屏向右移动，则屏上的干涉条纹间距变小六、光的粒子性（2010年第14题）图中各仪器均完好，有一束单色光照射到光电管的阴极上。

闭合开关后，即使将可变电阻R的阻值调为零，检流计G中仍无电流通过。

电路中没有光电流的原因可能是___D___。

（填入相应的字母）A 入射光线的强度不够B 照射时间不够长C 电源的正负极接反了D 入射光的波长不够短（2007年第8题）当用单色光照射某金属表面发生光电效应时，若改变单色光的频率ν，可得到光电子的最大初动能E k与ν的关系如图所示。

如果知道纵、横坐标的刻度，则由图可求得（A）A 截止频率、逸出功、普朗克常量B 逸出功、普朗克常量、光电子质量C 普朗克常量、光电子质量、截止频率D 光电子质量、截止频率、逸出功原子物理和原子核物理一、α粒子散射实验与核式模型例 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是二、玻尔模型（跃迁问题）（2008年第4题）根据玻尔关于氢原子模型的说法，当电子有一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能发生的情况是（ ）A B C D （2009 A B C D （2007n -1则n A （2011年第12题）类氢离子（原子核外仅有一个电子，且原子序数Z >1）的第n 定态的能量为22n Z E A n=，n =1，2，3…，式中13.6eV A =-。

若已知氢原子从n =3定态跃迁到n =2定态时发出的辐射光的波长为λα，则类氢离子从n =4定态跃迁到n =2定态时发出的辐射光的波长为（ ）A22720Z αλ B22027Z αλ C21536Z αλ D23615Z αλ 练习册题目（2006年第7题）类氢离子（原子核外仅有一个电子，且原子序数Z >1）的第n 定态的能量为22n Z E A n=，n =1，2，3…式中A =13.6eV 。

现考虑该类氢离子从第n 定态跃迁到基态时发出的辐射光，以ν表示辐射光的频率，则（ D ）A ．在n 2ZB ．在Z21nC Z nD三、衰变与半衰期（2010年第13题）23892U 经3次α衰变和2次β衰变得到原子核X ，X 的符号是（ ）A 22688XB 22684XC 23288XD 23284X（2006232208。

这个衰变（ ） A C （2007（ ） A （2011天和n B 天。

若经过N A C 例 ）B四、核力、核反应与质能方程（2008年第7题）实验表明，粒子之间存在四种相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用。

下列说法正确的是（ ）A ．两个电子之间的引力相互作用和它们之间的电磁相互作用大小差不多B ．两个质子之间的引力相互作用比它们之间的电磁相互作用要大C ．原子核内，核子之间的强相互作用力和两个质子之间的库伦静电力差不多大D ．强相互作用的作用距离很短，比静电库伦力的作用范围要短得多 （2008年第2题）下面是一些核反应方程，其中x 、y 、z 表示粒子或核。

α+147N →178O +x y + 105B →73Li +αα+2713Al →3015P +n →3014Si +n +z下列说法正确的是（ ）A ．x 是中子，y 是质子，z 是正电子B ．x 是质子，y 是中子，z 是正电子C ．x 是质子，y 是中子，z 是质子D ．x 是中子，y 是质子，z 是氢核（2006年第3题）太阳辐射能量主要来自于太阳内部的（ ）A ．化学反应B ．放射性衰变C ．裂变反应D ．聚变反应（2009年第12题）两个质量为m 1的氘核，结合成一个质量为m 2的氚核，同时生成另一种粒子X 。

在这一核反应过程中释放的能量为ΔE 。

用c 表示光速，由此可知（ ）A X 是质子B X 是正电子C X 的质量为2m 1-m 2+ΔE /c 2D X 的质量为2m 1-m 2-ΔE /c 2（2008年第5题）在核聚变和核裂变反应中，用m p 、m d 和m c 分别表示质子，氘核和氚核的质量，用m n 、m u 、m b 、m k 分别表示中子、铀核（23592U ）、钡核（14156Ba ）和氪(9632Kr )的质量，则下列关系式正确的是（ ）A ．2m d < m c +m p ，m u +m n > m b +m k +m nB ．2m d > m c +m p ，m u +m n > m b +m k +m nC ．2m d > m c +m p ，m u +m n < m b +m k +m nD ．2m d < m c +m p ，m u +m n < m b +m k +m n例 氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：21H+31H →42He+x ，式中x 是某种粒子。

已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.0141u 、3.0161u 、4.0026u 和1.0087u ；1u=931.5MeV/c 2，c 是真空中的光速。

由上述反应方程和数据可知，粒子x 是____中子_____，该反应释放出的能量为____17.6____ MeV （结果保留3位有效数字）。