5.光學(xué):光的波動說.光線.鏡和透鏡.衍射和干涉.偏振. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

【選修模塊3-4】
(1)2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予科學(xué)家高錕以及威拉德?博伊爾和喬治?史密斯.3名得主的成就分別是發(fā)明光纖電纜和電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是
D
D

A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象
C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
(2)如圖1所示,一截面為正三角形的棱鏡,其折射率為
3
.今有一束單色光射到它的一個側(cè)面,經(jīng)折射后與底邊平行,則入射光線與水平方向的夾角是
30°
30°

(3)如圖2所示是某時刻一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象,該波由A傳向B,兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離△x=6.0m,波長大于10.0m,求:
①再經(jīng)過0.7s,質(zhì)點(diǎn)A通過的路程.
②這列波的波速.

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【選修模塊3-4】
(1)2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予科學(xué)家高錕以及威拉德?博伊爾和喬治?史密斯.3名得主的成就分別是發(fā)明光纖電纜和電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是______.
A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象
C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
(2)如圖1所示,一截面為正三角形的棱鏡,其折射率為.今有一束單色光射到它的一個側(cè)面,經(jīng)折射后與底邊平行,則入射光線與水平方向的夾角是______.
(3)如圖2所示是某時刻一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象,該波由A傳向B,兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離△x=6.0m,波長大于10.0m,求:
①再經(jīng)過0.7s,質(zhì)點(diǎn)A通過的路程.
②這列波的波速.

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精英家教網(wǎng)(選做題)(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,如都作答則按A、B兩小題評分)
A.(選修模塊3-3)
封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D,其體積V與熱力學(xué)溫度關(guān)T系如圖所示,該氣體的摩爾質(zhì)量為M,狀態(tài)A的體積為V0,溫度為T0,O、A、D三點(diǎn)在同一直線上,阿伏伽德羅常數(shù)為NA
(1)由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中
 

A.氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加
B.氣體體積增大,單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C.氣體溫度升高,每個氣體分子的動能都會增大
D.氣體的密度不變
(2)在上述過程中,氣體對外做功為5J,內(nèi)能增加9J,則氣體
 
(選“吸收”或“放出”)熱量
 
J.
(3)在狀態(tài)D,該氣體的密度為ρ,體積為2V0,則狀態(tài)D的溫度為多少?該氣體的分子數(shù)為多少?
B.(選修模塊3-4)
(1)下列說法中正確的是
 

A.X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)
B.在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C.根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說,遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線精英家教網(wǎng)
D.愛因斯坦狹義相對論指出:真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
(2)如圖所示,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,∠A=30°,棱鏡材料的折射率n=
3
.在此截面所在的平面內(nèi),空氣中的一條光線平行于底邊AB從AC邊上的M點(diǎn)射入棱鏡,經(jīng)折射射到AB邊.光線從AC邊進(jìn)入棱鏡時的折射角為
 
,試判斷光線能否從AB邊射出,
 
(填“能”或“不能”).
(3)一列簡諧橫波由P點(diǎn)向Q點(diǎn)沿直線傳播,P、Q兩點(diǎn)相距1m.甲、乙分別為P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象,如圖所示,如果波長λ>1m,則波的傳播速度為多少?
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C.(選修模塊3-5)
(1)一個質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲,鋁原子核變?yōu)楣柙雍,已知鋁核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍,硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍,則下列判斷中正確的是
 

A.核反應(yīng)方程為1327Al+11H→1428Si
B.核反應(yīng)方程為1327Al+01n→1428Si
C.硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
D.硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
(2)目前,日本的“核危機(jī)”引起了全世界的矚目,核輻射放出的三種射線超過了一定的劑量會對人體產(chǎn)生傷害.三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強(qiáng)的排列是
 

A.α射線,β射線,γ射線
B.β射線,α射線,γ射線
C.γ射線,α射線,β射線
D.γ射線,β射線,α射線
(3)太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變,設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核(11H)結(jié)合成1個氦核(24He),同時釋放出正電子(10e).已知?dú)浜说馁|(zhì)量為mP,氦核的質(zhì)量為mα,正電子的質(zhì)量為me,真空中光速為c.計算每次核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能.

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 【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答.若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3—3)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

  (A)用手捏面包,面包體積會縮小,說明分子之間有間隙。(   )

  (B)溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。(   )

  (C)夏天荷葉上小水珠呈球狀,是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。(    )

  (D)自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。(   )

(2)(4分)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗中,有下列操作步驟,請補(bǔ)充實(shí)驗步驟的內(nèi)容及實(shí)驗步驟中的計算式:

  (A)用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,記下的油酸酒精溶液的滴數(shù);

  (B)將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上,用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足夠大,且不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數(shù);

  (C)________________________________;

  (D)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù);

  (E)用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑______

(3)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為40cm2的活塞將

一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm   

處設(shè)有卡環(huán)ab,使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上,缸內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa,溫度為300K,F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)

溫度緩慢升高為330K,活塞恰好離開ab;當(dāng)溫度緩慢升高為360K時,活塞上

升了4cm。求:

(1)活塞的質(zhì)量;

(2)整個過程中氣體對外界做的功。

B.(選修模塊3—4)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

   (A)光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一。(     )

   (B)拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度。(      )

   (C)光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度。(     )

(D)變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場。(     )

   

(2)(4分)如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏,可以顯示出波由0點(diǎn)從左向右傳播的圖像,屏上每一小格長度為1cm。在t=0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障,造成從水平位置A到B之間(不包括A、B兩處)的波形無法被觀察到(故障不影響波在發(fā)生器內(nèi)傳播)。此后的時間內(nèi),觀察者看到波形相繼傳經(jīng)B、C處,在t=5秒時,觀察者看到C處恰好第三次(從C開始振動后算起)出現(xiàn)平衡位置,則該波的波速可能是

(A)3.6cm/s    (B)4.8cm/s

(C)6cm/s     (D)7.2cm/s

 

 

 

(3)(4分)如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針確定入射光線,并讓入射光線過圓心,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針,使擋住、的像,連接。圖中為分界面,虛線半圓與玻璃磚對稱,分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),、均垂直于法線并分別交法線于點(diǎn)。設(shè)的長度為,的長度為的長度為,的長度為,求:

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量(用上述給  

出量的字母表示),

②玻璃磚的折射率

 

 

C.(選修模塊3—5)(12分)

(1)下列說法中正確的是________

(A)X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

(B)放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1

(C)光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性,康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動性

(D)原子核的半衰期不僅與核內(nèi)部自身因素有關(guān),還與原子所處的化學(xué)狀態(tài) 

有關(guān)

(2)氫原子的能級如圖所示,當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光  

子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應(yīng),則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現(xiàn)有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷,在輻射出的各種頻率的

光子中,能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有  ▲    種。

 

(3)如圖,質(zhì)量為m的小球系于長L=0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點(diǎn)。將小球移到輕繩水平位置后釋放,小球擺到最低點(diǎn)A

時,恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺,上升的

最高點(diǎn)為B,A、B的高度差為h=0.2m。已知P的質(zhì)量為M=3m,

P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

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 【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答.若三題都做,則按A、B兩題評分.

A.(選修模塊3—3)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

  (A)用手捏面包,面包體積會縮小,說明分子之間有間隙。(    )

  (B)溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。(    )

  (C)夏天荷葉上小水珠呈球狀,是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。(    )

  (D)自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。(    )

(2)(4分)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗中,有下列操作步驟,請補(bǔ)充實(shí)驗步驟的內(nèi)容及實(shí)驗步驟中的計算式:

  (A)用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,記下的油酸酒精溶液的滴數(shù);

  (B)將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上,用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足夠大,且不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數(shù);

  (C)________________________________;

  (D)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù);

  (E)用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑______。

(3)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為40cm2的活塞將

一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm   

處設(shè)有卡環(huán)ab,使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上,缸內(nèi)氣體的壓

強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa,溫度為300K,F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)

溫度緩慢升高為330K,活塞恰好離開ab;當(dāng)溫度緩慢升高為360K時,活塞上

升了4cm。求:

(1)活塞的質(zhì)量;

(2)整個過程中氣體對外界做的功。

B.(選修模塊3—4)(12分)

(1)(4分)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”。

   (A)光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一。(      )

   (B)拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度。(      )

   (C)光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度。(      )

(D)變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場。(      )

   

(2)(4分)如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏,可以顯示出波由0點(diǎn)從左向右傳播的圖像,屏上每一小格長度為1cm。在t=0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障,造成從水平位置A到B之間(不包括A、B兩處)的波形無法被觀察到(故障不影響波在發(fā)生器內(nèi)傳播)。此后的時間內(nèi),觀察者看到波形相繼傳經(jīng)B、C處,在t=5秒時,觀察者看到C處恰好第三次(從C開始振動后算起)出現(xiàn)平衡位置,則該波的波速可能是

(A)3.6cm/s    (B)4.8cm/s

(C)6cm/s     (D)7.2cm/s

 

 

 

(3)(4分)如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針確定入射光線,并讓入射光線過圓心,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針,使擋住、的像,連接。圖中為分界面,虛線半圓與玻璃磚對稱,分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),、均垂直于法線并分別交法線于點(diǎn)。設(shè)的長度為的長度為,的長度為,的長度為,求:

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量(用上述給  

出量的字母表示),

②玻璃磚的折射率

 

 

C.(選修模塊3—5)(12分)

(1)下列說法中正確的是________

(A)X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

(B)放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1

(C)光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性,康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動性

(D)原子核的半衰期不僅與核內(nèi)部自身因素有關(guān),還與原子所處的化學(xué)狀態(tài) 

有關(guān)

(2)氫原子的能級如圖所示,當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光  

子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應(yīng),則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現(xiàn)有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷,在輻射出的各種頻率的

光子中,能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有   ▲    種。

 

(3)如圖,質(zhì)量為m的小球系于長L=0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點(diǎn)。將小球移到輕繩水平位置后釋放,小球擺到最低點(diǎn)A

時,恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺,上升的

最高點(diǎn)為B,A、B的高度差為h=0.2m。已知P的質(zhì)量為M=3m,

P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

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