光学、原子物理学课后作业

光学 原子物理学复习题 1 abcd 光学 原子物理学课后作业 1 关于月食的说法中正确的是 A 月食总是出现在农历的十五左右 这时若月球处于地球的伪本影区内则出现月全 食 B 在农历的月初和月末我们看到的一勾弯月和月食产生的原理是一样的 C 当月球全部进入地球本影区时 可以看到月全食现象 D 当月球全部进入地球半影区时 可以看到月偏食现象 2 如图所示 一束会聚光线射向平面镜 若撤去平面镜 这束 光线将会聚在图中的 P 点 由于有了平面镜 这束会聚光线被平 面镜反射后交于 Q 点 下列说法正确的是 A 图中 P Q 两点都是实像点 B 图中 P 是实像点 Q 是虚像点 C 图中 Q 是实像点 P 是虚像点 D 图中只有 Q 是实像点 P 处不成像 3 如图 一细束白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于 PQ 向圆心 O 射去 保持入射光不变让 玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动 当转过 角时 恰好没有任何光线从 PQ 边射出 由此可以判定 A 红光的临界角是 B 红光的临界角是 2 C 紫光的临界角是 D 紫光的临界角是 2 4 如图所示 一束平行白光斜射到横截面为等腰三角形的三棱镜的一个腰上 关于组成白 光的各种色光在射入三棱镜后及射出三棱镜的传播过程中的下列说法中正确的有 A 白光在射入三棱镜时并不发生色散 在射出三棱镜时才发生色散 B 白光在射入和射出三棱镜时都发生了色散 C 白光在射入三棱镜时发生了色散 射到另一个腰时每一条光线都已 经是单色光 无所谓色散 D 从三棱镜的另一个腰上射出时同一种色光一定是相互平行的 不同 的色光一定是不平行的 5 一细束复色平行光中含有红 黄 绿三种颜色的单色光 利用下列那些方法能将这三 种单色光分开 A 使该平行光斜射入厚平板玻璃后射出 B 使该平行光斜射向平面镜后反射 C 使该平行光斜射入三棱镜经两次折射后从另一边射出 D 使该平行光垂直于直角边射入全反射棱镜 从另一个直角边射出 6 如图所示是两种不同色光用同一个双缝干涉装置做实验得到的干涉图样 阴影部 分表示亮纹 空白处表示暗纹 下列说法中正确的有 A 左图对应色光的频率较低 B 左图对应色光的波长较小 C 右图中短线 bc 间的距离就是相邻亮纹间距离 D 右图中短线 ac 间的距离就是相邻亮纹间距离 7 对爱因斯坦光电效应方程 EK h W 下面的理解正确的有 A 只要是用同种频率的光照射同一种金属 那么从金属中逸出的所有光电子都会具 有同样的初动能 EK P Q M P Q O 光学 原子物理学复习题 2 B 式中的 W 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C 逸出功 W 和极限频率 0之间应满足 W h 0 D 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 8 根据玻尔的原子理论 下列说法中正确的有 A 原子只有在吸收了光子以后才有可能从低能级跃迁到高能级 B 原子从高能级跃迁到低能级一定会辐射出光子 C 氢原子向外辐射光子的能量不会超过 13 6eV D 氢原子能吸收的光子的能量不会超过 13 6eV 9 用光子能量为 E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子 停止照射后 发现该容器内 的氢能释放出三种不同频率的光子 它们的频率由低到高依次为 1 2 3 由此可 以判定原来照射容器用的单色光的光子能量为 A h 1 B h 3 C h 1 2 D h 1 2 3 10 已知 A 和 X 互为同位素 它们分别经过下列衰变 A B C 和 X Y Z 那么下 列说法中正确的有 A C 和 Z 一定互为同位素 B 上述 6 种原子核中 B 的原子序数最小 C 上述 6 种原子核中 Y 核的核电荷数最大 D 上述 6 种原子核中 Y 核的质量数最大 11 在下列 4 个核反应式中 x 表示中子的是哪些 A N He O x B Al He P x 14 7 4 2 17 8 27 13 4 2 30 15 C H H He x D U x Sr Xe 10 n 2 1 3 1 4 2 235 92 90 38 136 54 1 0 12 静止的氡核Rn 放出 粒子后变成钋核Po 粒子动能为 E 若衰变放出的 222 86 218 84 能量全部变为反冲核和 粒子的动能 真空中的光速为 c 则该反应中质量亏损为 A B 0 C D 2 218 4 c Ea 2 218 222 c Ea 2 222 218 c Ea 13 如图所示 一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜 ABC 现在有一束单色光从空气中以 45 的入射角自直角边 AB 射入 折射时的偏转角为 15 然后光线射到 AC 面而刚好发生了全反射 则 这种透明材料的折射率为 全反射的临界角为 图 中的 A 14 有一块用折射率 n 2 的透明材料制成的光学元件 其横 截面如图所示 弧 AB 是半径为 R 的圆弧 AC 与 BC 边垂直 图中 AOC 60 当一束宽度恰好等于 AC 的平行光线垂直照 射到 AC 面上时 弧 AB 部分的外表面只有一部分是明亮的 其 明亮部分的弧长是 15 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了 下面列举的应用中 各是利用了哪 一种电磁波 控制电视 空调等家用电器用的遥控器 银行和商店用 来鉴别大额钞票真伪的验钞机 手机通话使用的电磁波 汽车 厂生产出的新车喷漆后进入烘干车间烘干 机场 车站用来检查旅客行李 A B OC A B C 光学 原子物理学复习题 3 包的透视仪 16 蛇是老鼠的天敌 它是通过接收热辐射来发现老鼠的 假设老鼠的体温为 37 它 发出的最强的热辐射的波长为 m 根据热辐射理论 m与辐射源的绝对温度 T 的关系 近似为 m T 2 90 10 3m K 那么 老鼠发出最强的热辐射的波长约为 m 老鼠发出的这种最强的热辐射属于电磁波的以下哪个波段 A 红外波段 B 紫外波段 C 可见光波段 D X 射线波段 17 中国科学院上海光学精密机械研究所在一台不到 10m2的光学平台上 在 35fs fs 是一种时间单位 读做飞秒 1fs 10 15s 的超短瞬间内获得了 15 1012W 的超强超短激 光束 这一瞬时功率相当于全世界所有电网功率总量的数倍 据了解 自然界中类似的 极端物理条件 只有在核爆中心 恒星内部以及黑洞边缘才能找到 在实验室中用人工 手段获得这种条件 意味着人类在激光研究领域将进入一个前所未有的超强超快的境 界 在这 35fs 中所释放的激光能量为 J 18 用频率为 1的光照射某金属时逸出的光电子的最大初动能是用频率为 2的光照射 该金属逸出的光电子的最大初动能的 2 倍 则这种金属的逸出功 W 19 将下列放射性同位素的应用和所依据的原理之间画上相应的短线 利用 射线进行金属探伤 放射线的电离性 利用 射线消除有害静电 放射线的贯穿性 利用钴 60 的 射线做 放疗 放射线粒子的高能量 利用放射线自动控制轧钢厚度 放射线的感光性 20 如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置 假如放射源能放射出 三种 射线 而根据设计 该生产线压制的是 3mm 厚的铝板 那么是三种射线中的 射线对控制厚度起主要作 用 当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个 数超过标准值时 将会通过自动装置将 M N 两个轧辊 间的距离调节得 些 21 完成下列核反应方程 并指出其中哪个是发现质子的核反应方程 哪个是发现中子 的核反应方程 N n C N He O B n He 14 7 1 0 14 6 14 7 4 2 17 8 10 5 1 0 4 2 Be He n Fe H Co 9 4 4 2 1 0 56 26 2 1 57 27 22 利用万有引力定律 小孔成像原理和生活常识 就可以估算出太阳的平均密度 用 长 L 80cm 的不透光圆筒 在其一端封上厚纸 纸的中间用针扎一个直径 0 6mm 的小孔 筒的另一端封上一张白纸 把有小孔的一端对准太阳 在另一端的中央可看到太阳的 像 若测得太阳像的直径为 d 7 4mm 试估算太阳的平均密度 G 6 67 10 11N m2 kg2 23 如图是卡文迪许扭秤实验的示意图 其中固定在 T 形架上的小 平面镜起着非常大的作用 利用光的反射定律可以把 T 形架的微小转 动效果放大到能够精确测量的程度 设小平面镜到刻度尺的距离为 放射源 探测接收器 M N 光学 原子物理学复习题 4 L 1 00m T 形架上两个小球中心相距 l 20cm 设放置两个大球 m 后 刻度尺上光点向 左边移动了 x 1 0mm 那么在万有引力作用下 小球向大球移动了多少 24 一细束红光从长方形玻璃砖上表面以 53 的入射角射向玻璃砖 从下表面射出 玻璃砖 已知玻璃砖材料的折射率为 n 4 3 玻璃砖的厚度为 d 6 0cm 求该光线在玻 璃砖中传播过程所经历的时间 t 该光线在射穿该玻璃砖过程中在传播方向上发生的侧 移是多少 25 一个横截面为半圆形的玻璃砖 其材料的折射率为 n 一束2 平行光以 45 的入射角射向其上表面 如图所示 求 入射光能从其 半圆面上射出的范围 26 如图所示是一根长为 L 的医用光导纤维的 示意图 该光导纤维所用材料的折射率为 n n 一细束单色光从左端面上的中心点入射 经光导纤维内部侧面的多次全反射2 从右端射出 由于此单色光的入射角度是可调的 所以光束通过该光导纤维所用的时间 各不相同 真空中的光速为 c 那么该光束通过这条光导纤维所用的最短时间和最长时间 各是多少 27 如图所示 a b 两种单色光 已知它们分别为红 光和紫光 但不知道 a b 中哪条是红光 哪条是紫光 分别垂直于同种介质材料做成的两个不同顶角的三棱 镜的一个腰射入 从另一个腰射出后测得它们的偏折 角 大小相同 两个三棱镜的顶角分别为 且 试判定 a b 中哪条是红光 哪条是紫光 28 如图所示 一束宽度为 d 的平行单色光从水中斜射入空气中 入 射光束与水平面的夹角为 水的折射率为 n 求折射到空气中的光束 的宽度 d 29 伦琴射线管阳极与阴极间所加电压为 U 3 00 104V 那么伦琴射线管所发出的 X 射 线的最短波长是多少 30 已知每秒钟从太阳辐射到地球表面上垂直于太阳光方向的每平方米面积上的辐射能 为 1 4 103J 其中可见光部分约占 45 假设可见光的波长均为 0 55 m 太阳向各个 方向的辐射是均匀的 日地间距离 R 1 5 1011m 取普朗克常量为 h 6 6 10 34J s 由 此估算太阳每秒钟辐射出的可见光光子数约为多少个 答案保留 2 位有效数字 a b 水 空气 d d 光学 原子物理学复习题 5 31 在反应堆中常用石墨作为减速剂 已知碳核的质量是中子的 12 倍 把碳核看作原来 是静止的 那么中子连续两次和静止的碳核发生弹性正碰后速度减为原来的多少 答案 1 C 2 D 3 4 CD 5 AC 6 BD 7 C 8 BC 9 BC 10 ABC 11 BCD 12 C 13 45 15 14 R 6