高三物理光学、原子物理练习

物理思维与训练高中三第一讲光学原子物理一光的本性光的波粒二象性在宏观上大量光子传播往往表现为波动性在微观上个别光子在与其它物质作用时往往表现为粒子性牛顿微粒说惠更斯波动说麦克斯韦电磁说爱因斯坦光子说光学现象光的直线传播光的反射现象光的干涉衍射现象光电效应现象杨氏双缝干涉实验相干光源频率相同等宽等亮的明暗相间条纹薄膜干涉光的衍射光绕过障碍物或孔隙而偏离直线传播的现象要观察到明显的光的衍射现象障碍物或孔隙的尺寸必须比光波的波长小或与它差不多单缝衍射中央亮纹较宽其两侧亮纹的亮度明显递减圆孔衍射明暗相间的同心圆环小圆盘衍射泊松亮斑电磁波谱麦克斯韦提出光的电磁说后经赫兹实验证实各种电磁波按照频率逐渐的顺序构成电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线射线射线在真空中有相同的传播速度它们的波长波速频率的关系服从共同的规律红外线最显著的是热作用紫外线最显著的是化学作用射线有非常强的穿透能力射线的穿透能力更强光电效应在光的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应发射出的电子叫做光电子光电效应的规律任何一种金属都有一个极限频率或极限波长入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应光电子的最大初动能与入射光的强度无关只随着入射光频率的增大而增大光电子的发射几乎是瞬时的当入射光的频率大于极限频率时光电流的强度与入射光的强度成正比光电效应规律中的前三条都无法用经典的波动理论来解释爱因斯坦提出光子说在空间传播的光是不连续的而是一份一份的每一份叫做一个光子光子的能量跟它的频率成正比即式中叫做普朗克恒量焦秒练习多选人类对光的本性的认识经历了曲折的过程下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说本质上是一样的光的双缝干涉实验显示了光具有波动性麦克斯韦预言了光是一种电磁波光具有波粒二象性下列现象中属于光的干涉现象的是太阳光照射下肥皂泡上的彩色条纹雨后天边出现彩虹早晨东方天边出现红色朝霞荷叶上的水珠在阳光下出现彩色花纹光在科学技术生产和生活中有着广泛的应用下列选项符合实际应用的是现代防伪技术利用激光在图案表面刻细小的条纹使照射到表面的光发生衍射而形成彩色条纹用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的干涉现象阴极射线管是利用光电效应原理制成的光电元件用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象利用如图所示的装置做双缝干涉实验在仅改变某一个实验条件而其他条件相同的情况下得到的干涉图样分别如图中的甲乙所示下列说法中正确的是可能是选用的光源不同甲图对应的光源频率小可能是双缝到光屏的距离不同甲图对应的较小可能是双缝的间距不同甲图对应的间距较大可能是光源到双缝的距离不同乙图对应的距离较大用两束单色光分别照射到同一双缝干涉装置上在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样其中图甲是光照射时形成的图样图乙是光照射时形成的图样则关于两束单色光下列说法正确的是在真空中光传播的速度较大若遇到相同的障碍物光更容易发生衍射若光照在某金属上恰好能发生光电效应则光照在该金属上肯定能发生光电应若把双缝中的一条缝遮上再分别用两束照射都不会产生亮暗相间的条纹我们平时从来也没有观察到从两只小灯泡发出的光在屏上产生干涉条纹其主要原因是两只小灯泡灯丝的发光面积太大不能看作点光源平时环境里外界杂散的光太强干扰了对干涉条纹的观察两只小灯泡的灯丝离得较远产生的干涉条纹太密不能分辨小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的很难满足相干条件在双缝干涉实验中以白光为光源在屏幕上观察到了彩色干涉条纹若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只能透过红光另一缝前放一绿色滤光片只能透过绿光这时只有红色和绿色的双缝干涉条纹其它颜色的双缝干涉条纹消失红色和绿色的双缝干涉条纹消失其它颜色的双缝干涉条纹依然存在光屏双缝甲乙任何颜色的双缝干涉条纹都不存在但屏上仍有光亮屏上无任何光亮多选如图所示是做双缝干涉实验的示意图先做操作用两块不同颜色的滤色片分别挡住双缝屏上下两半和接着再做操作用不透明的挡板挡住缝若两块滤色片一块是红色一块是蓝色则完成操作后光屏上出现的是图图案且甲是红色条纹乙是蓝色条纹完成操作后光屏上出现的是图图案且丙是蓝色条纹丁是红色条纹完成操作后光屏上出现的是图图案且甲是蓝色条纹乙是红色条纹完成操作后光屏上出现的是图图案且丙是红色条纹丁是蓝色条纹用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图是点燃的酒精灯在灯芯上洒些盐图是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转观察到的现象是当金属线圈旋转时干涉条纹同方向旋转当金属线圈旋转时干涉条纹同方向旋转当金属线圈旋转时干涉条纹同方向旋转干涉条纹保持不变如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置所用单色光是用普通光源加滤色片产生的检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的的上表面和的下表面的上表面和的上表面的下表面和的上表面的下表面和的下表面多选光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应这一现象说明光是电磁波光具有波动性光可以携带信息光具有波粒二象性多选利用发波水槽观察波的衍射现象时如图所示虚线表示波谷实线表示波峰则下列说法正确的是能在挡板后面观察到明显的衍射现象缩小挡板间距可以使衍射现象更明显增大波源频率可以使衍射现象更明显衍射现象是以原来波的中心为中心继续延伸到挡板后面的阴影里如图所示是水面上一波源实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷是挡板是小孔若不考虑波的反射因素则经过足够长的时间后水面上的波将分布于整个区域阴影以外区域阴影以外区域阴影和以外的区域如图所示用导线将验电器与洁净鋅板连接触摸锌板使验电器指示归零用紫外线照射锌板验电器指针发生明显偏转接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板发现验电器指针张角减小此现象说明锌板带电选填正或负若改用红外线重复以上实验结果发现验电器指针根本不会偏转说明金属锌的极限频率红外线的频率选填大于或小于某单色光照射某金属时不能产生光电效应则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是延长光照时间增大光的强度换用波长较短的光照射换用频率较低的光照射用绿光照射一光电管能产生光电效应欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大应改用红光照射增大绿光的强度增大光电管上的加速电压改用紫光照射用光照射某种金属有光电子从金属表面逸出如果换一种频率更大的光照射该金属但光的强度减弱则单位时间内逸出的光电子数减少光电子的最大初动能减小单位时间内逸出的光电子数增大光电子的最大初动能减小单位时间内逸出的光电子数减少光电子的最大初动能增大单位时间内逸出的光电子数增大光电子的最大初动能增大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或若电流表读数为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在光电效应实验中如果实验仪器及线路完好当光照射到光电管上时灵敏电流计中没有电流通过可能的原因是多选在右图所示的光电管的实验中发现用一定频率的单色光照射光电管时电流表指针会发生偏转而用另一频率的单色光照射时不发生光电效应那么光的频率大于光的频率光的频率大于光的频率用光照射光电管时流过电流表的电流方向是流向用光照射光电管时流过电流表的电流方向是流向多选用绿光照射光电管的阴极时电流表有一定的读数若改用强度大一倍的紫光照射阴极将出现电流表读数为零电流表读数增大逸出光电子的最大初动能减小逸出光电子的最大初动能增大关于光的波粒二象性下列说法中不正确的是光子既有粒子性又有波动性个别光子表现为粒子性大量光子表现为波动性光直线传播时表现为粒子性干涉时表现为波动性干涉中明条纹处是光子能到达的暗条纹处是光子不能到达的如图所示用很弱的红光做双缝实验图的曝光时间最短图图的曝光时间依次增加图中的亮点是光子落在胶片上留下的痕迹长时间曝光后最终形成了图中明暗相间的条纹这一实验的整个过程说明了光具有性如果改用紫光而其他实验条件不变最终形成的图中条纹间距将会填增大减小或不变关于电磁波下列说法正确的是紫外线的波长比红光的波长长电磁波和机械波的传播都需要介质赫兹用实验的方法证实了电磁波的存在频率波长会影响电磁波在真空中的传播速度地球的大气层中基本不变的成分为氧氮氩等占大气总量的可变气体成分主要有二氧化碳水气和臭氧等这些气体的含量很少但对大气物理状况影响却很大据研究人类大量燃烧矿物燃料放出大量使大气中的浓度不断增大是导致温室效应的主要原因即使大气的平均温度上升从而导致一系列生态环境问题由此可判断对可见光的吸收作用很强对无线电波的吸收作用很强对紫外线的吸收作用很强对红外线的吸收作用很强二原子物理原子年发现电子说明建立原子结构实验原子核年发现了天然放射现象说明原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变衰变衰变半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的而跟原子所处的物理状态和化学状态无关图图图质子中子发现质子的是物理学家发现中子的是物理学家重核裂变链式反应中子轰击铀核练习关于物质结构的研究有下列叙述其中正确的是电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构人们发现质子后认识了原子的结构根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型原子内部有均匀分布的正电荷对粒子散射实验下列描述正确的是绝大多数粒子穿过金箔时都会明显改变运动方向少数粒子穿过金箔时会被反向弹回散射角度大的粒子受原子核的作用力也大无论散射角度大小粒子的机械能总是守恒的下列说法中符合物理学史实的是汤姆生发现了电子于是他提出了原子核式结构的学说爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说查德威克在原子核人工核转变的实验中发现了质子卢瑟福在粒子散射实验中发现放射源发出粒子能穿透铝箔并发生散射多选如图射线管是阴极是阳极又称对阴极管内被抽成真空当射线管的阴阳两极接在几万伏的高压电源上会产生两种射线下列说法正确的是是阴极射线是射线是射线是伦琴首先发现的是射线是伦琴首先发现的关于放射性物质以下正确的认识是放射线就是电磁波放射线是不带电的粒子流其半衰期与温度有关其半衰期与外界条件无关下列关于原子核衰变的说法中正确的是原子核的衰变既有自发的也有人工发生的衰变时放出的射线为原子的核外电子电离后形成的电子流衰变时放出的射线本质上都是电磁波用加温加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期图中为放在匀强电场中的天然放射源其放出的射线在电场的作用下分成三束则为射线为射线为射线为射线为射线为射线为射线为射线天然放射性元素放出的三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同图为这三种射线贯穿物体情况的示意图各代表一种射线则为射线它的贯穿本领很弱的贯穿本领最强它的电离本领选填最强最弱如图所示为粒子穿过充满氮气的云室时拍摄的照片在许多粒子的径迹中有一条发生了分叉分叉后有一条细而长的径迹和一条粗而短的径迹则细而长的是粒子的径迹粗而短的是氧核的径迹细而长的是氧核的径迹粗而短的是质子的径迹多选图中是一种放射性物质它能放出三种射线虚线框内是竖直方向的匀强电场是纸板是荧光屏实验时发现在荧光屏上只有两点处有亮斑下列说法正确的是电场方向竖直向下到点的是射线电场方向竖直向上到点的是射线电场方向竖直向上到点的是射线电场方向竖直向下到点的是射线有些含有铀钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡而氡会发生放射性衰变放出射线下列说法正确的是射线的穿透能力最强电离能力也最强发生衰变时生成核与原来的原子核相比中子数减少了衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的氡的半衰期为天若取个氡原子核经天后就一定剩下一个原子核时间年未衰变原子核的相对数目法国科学家贝可勒尔在年发现了天然放射现象右图反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线由图可知铀的半衰期为年请在下式的括号中填入铀在衰变过程中原子核放出的粒子的符号关于我国现已建成的核电站下列说法中正确说法是发电的能量来自于天然放射性元素衰变放出的能量发电的能量来自于重核裂变放出的能量当控制棒插入反应堆的深度增大时链式反应速度加快当控制棒插入反应堆的深度减小时链式反应速度减慢日本东部海域级大地震所引发的福岛核电站泄漏事故让全世界都陷入了恐慌下面有关核辐射的相关知识说法正确的是核泄漏中放射性物质都是天然放射性元素放射性辐射对人类都是有害的三种射线中只有射线是不带电的可以通过改变放射性物质的外部环境来改变放射性衰变的快慢多选题如图所示为卢瑟福发现质子的实验装置是显微镜是荧光屏窗口处装有银箔氮气从阀门充入是放射源下列说法中正确的是该实验的核反应方程为高中试卷网httpsjfjjyorg高中试卷网httpsjfjjyorg高中试卷网httpsjfjjyorg充入氮气前调整银箔厚度使上见不到粒子引起的闪烁充入氮气前调整银箔厚度使上能见到质子引起的闪烁充入氮气后调整银箔厚度使上见不到质子引起的闪烁关于宇宙下列说法中正确的是地球是宇宙中唯一有卫星的星球太阳是银河系中唯一发光的恒星太阳系是银河系的一个组成部分恒星的寿命与其质量没有关系关于太阳系下列说法中正确的是太阳是一颗能发光发热的液态星球太阳处在银河系的中心位置太阳系中的八大行星几乎在同一平面内运动离太阳越远的行星绕太阳运转的周期越短公转速度越大关于恒星的描述下列说法中正确的是质量越大的恒星寿命越短质量越大的恒星寿命越长表面温度比太阳高的恒星呈现出比太阳稍红的颜色表面温度比太阳低的恒星呈现出比太阳稍蓝的颜色恒星的寿命取决于它的质量体积组成部分温度下列关于宇宙及星系的说法中正确的是太阳系中内行星都没有坚硬的外壳外行星都有坚硬的外壳太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大银河系是一种漩涡状的系星太阳系就位于漩涡的中心宇宙中恒星都是不动的星球行星都是绕着恒星运动的