综合质量评估.ppt

1、一、选择题(本题包括10小题，每题5分，共50分) 1.(2009苏州高三检测)下列有关光的说法中正确的是 ( ) A.光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的衍射 C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的能够说明光具有波动性,【解析】选D.光在介质中的速度小于光在真空中的速度，A错；用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射，B错；光导纤维来传送图像是光的全反射，C错；吹出的肥皂泡是彩色的，这是薄膜干涉现象，说明光具有波动性，D对.,2.如图1所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( ) A.红光的偏折

2、最大，紫光的偏折最小 B.红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C.玻璃对红光的折射率比紫光大 D.玻璃中紫光的传播速度比红光大,【解析】选B.白光通过玻璃棱镜发生色散，是由于各种色光在玻璃中的折射率不同，对红光和紫光来说，玻璃对紫光的折射率大，紫光在玻璃中的偏折大，由n= 可知，紫光在玻璃中的传播速度小，故只有B正确.,3.在研究材料A的热膨胀特性时， 可采用如图2所示的干涉实验法， A的上表面是一光滑平面，在A的 上方放一个透明的平行板B，B与 A上表面平行，在它们之间形成一 个厚度均匀的空气膜，现在用波 长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化，当温度为

3、t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则( ),A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强 B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消 C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加 D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加,【解析】选D.两相互干涉的光波是从空气膜上表面和下表面各反射的波的相互叠加,并且出现最亮时，两列光波的波程差为n,故选项A、B均错.当温度由t1升到t2时，亮度再一次回到最亮，说明从A上表面反射的光要比从B下表面反射的光多走的路程为，即空气膜的厚度减小了 ，或者说A的高度增加了 .故选项D正确.,4.下列有关

4、光现象的说法正确的是( ) A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 B.以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度,【解析】选A.由公式x= 可知，增大光的波长，条纹间距变大，A对；由于临界角sinC= ，折射率越小，临界角越大，红光的临界角较大，故紫光能发生全反射，红光不一定能发生，B错.频率越高，越易发生光电效应，故紫光照射金属时发生光电效应，红光照射不一定发生，C错；照相机镜头前加一

5、偏振片目的是为了阻止玻璃橱窗的反射光进入相机，从而使窗内的物品成像更清晰，D错.,5.如图3所示，A、B是两束彼此平行的不同颜色的单色光.当它们从空气中射入水中时，在界面OO处分别发生折射，入射角相同，折射角，下列说法正确的是 ( ) A.单色光A的光子能量较小 B.单色光A在水中的光速较小 C.单色光B的频率较小 D.单色光B在水中波长较长,【解析】选A.由sini/sinr=n，可知当时，单色光A的折射率小，频率小，光子能量小，选项A正确.由于A光的折射率小，在水中波速大，波长也大，故应选A.,6.当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5

6、 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为( ) A.1.5 eV B.3.5 eV C.5.0 eV D.6.5 eV 【解析】选B.由Ek=h-W得W=h-Ek=5.0 eV-1.5 eV= 3.5 eV，则入射光的最低能量为hmin=W=3.5 eV.正确选项为B.,7.如图4所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( ) A.将原子核A分解为原子核B、C可 能吸收能量 B.将原子核D、E结合成原子核F可 能吸收能量 C.将原子核A分解为原子核B、F一 定释放能量 D.将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量,【解析】选C.因B、C核子

7、平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，放出核能，故A错，同理可得B错，C正确；当F、C结合成B时，核子平均质量增大，所以要吸收能量，故D错.,8.(2009襄樊模拟)以下几个原子核反应中，X代表粒子的反应式是( ) A.42He+94Be 126C+X B.23490Th 23491Pa+X C.21H+31H 10n+X D.3015P 3014Si+X 【解析】选C.由质量数和电荷数守恒可知，A选项中的X为中子，B选项中的X为电子，C选项中的X为粒子，D选项中的X为正电子，所以C选项正确.,9.用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光

8、谱线.调高电子能量再次进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条.用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量.根据氢原子的能级图（如图5所示）可以判断,n和E的可能值为( ) A.n=1,13.22 eVE13.32 eV B.n=2,13.22 eVE13.32 eV C.n=1,12.75 eVE13.06 eV D.n=2,12.75 eVE13.06 eV,【解析】选A、D.由于增加了5条光谱线,说明调高电压后氢原子可能处于n=4的能级,而原来氢原子处于n=2的能级,增加的谱线应为从n=4跃迁到n=3、2、1和从n=3跃迁到n=2、1共5条谱线,则n=2;而E1

9、=-13.6 eV,E4=-0.85 eV,E5= -0.54 eV,E14=12.75 eV,E15=13.06 eV, 则12.75 eVE13.06 eV.故D正确. 也可能调高电压后处于n=6的能级,原来处于n=5的能级,增加的谱线应为从n=6跃迁到n=5、4、3、2、1,而E7= -0.28 eV,E17=13.32 eV,E6=-0.38 eV,E16=13.22 eV,则E应满足13.22 eVE13.32 eV,故A正确.,10.(2009石家庄模拟)原来静止的原子核abX衰变出粒子的动能为Ek0，假设衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，则此衰变过程的质量亏损是( ),二、

10、实验题(本题共2小题，共14分) 11.(6分)某同学利用一半圆柱形玻璃砖用 插针法测量玻璃的折射率，图6中的半圆描 出的是玻璃砖主截面的位置，A、B、C、D 是该同学插下的四个针的位置. (1)请你完成测量玻璃折射率的光路图. (2)在只有一对三角板(带刻度)，没有量角器的情况下，要测量出玻璃折射率，试在图中画出所需的线段，标出相关字母. (3)根据所测的线段长度，计算折射率的表达式应为(用线段的名称表示)：_.,【解析】(1)如图所示,(2)方法一：过入射点作法线FG，延长OP，并取OH=OE，过E点和H点分别向法线作垂线交法线于F和G. 方法二：过入射点作法线FG，延长OP，过E点向法线

11、作垂线交于F点，过OP延长线上H点向法线作垂线交于G点. 答案：见解析,12.（2009烟台模拟）（8分）在“双缝干涉测光的波长”的实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图7甲所示，转动手轮，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示.已知双缝间 距d=1.5 mm，双缝到屏的距离L=1.00 m，则被测光波的波长为_.,【解析】图甲读数为1.130 mm，图乙读数为1.760 mm,亮条纹的间距为： 答案：4.72510-7 m,三、计算题(本题包括4小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注

12、明单位) 13.(2009济南模拟)(7分)如图8 所示，半圆形玻璃砖的半径R= 10 cm，折射率为n=3，直径AB与 屏垂直并接触于A点，激光a以入 射角i=30射向半圆形玻璃砖的 圆心O，结果在水平屏幕MN上出 现两个光斑，求这两个光斑之间的距离L.,【解析】画出光路图如图,设折射角为r,根据折射定律 n= (3分) 解得r=60 (1分),由几何知识得,OPQ为直角三角形,所以两个光斑PQ之间的距离 L=PA+AQ=Rtan30+Rtan60 (2分) 解得L= cm23.1 cm. (1分) 答案：23.1 cm,14.(9分)如图9所示，在双缝干涉实验中， S1和S2为双缝，P是光

13、屏上的一点，已知P 点与S1、S2距离之差为2.110-6 m，分别 用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实 验，问P点是亮条纹还是暗条纹？ (1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为 410-7 m. (2)已知B光在某种介质中波长为3.1510-7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37.,【解析】已知P点与S1和S2的距离之差，由产生明暗条纹的条件可判断是亮条纹或暗条纹. (1)设A光在空气中波长为1，在介质中波长为2，由 n= ，得1=n2=610-7 m(2分) 光程差=2.110-6 m， 所以N1= =3.5 从S1和S2到P点的光程差是波长1的3.5倍，所以P点为暗

14、条纹.(2分),(2)根据临界角与折射率的关系 sinC= 得n= (2分) 由此可知，B光在空气中波长3为： 3=n介=5.2510-7 m， (1分) N2= =4， 可见，用B光作光源，P点为亮条纹. (2分) 答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹,15.(9分)氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV,问： (1)当氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级时,向外辐射的光子的波长是多少? (2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的光照射氢原子? (3)若某金属的极限波长恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的波长,则用(1)中发出的光照射该金属,光电子的最大初动

15、能多大?,【解析】(1)由能级图可知, E2=-3.4 eV E5=-0.54 eV, E=E5-E2=2.86 eV. （1分） 由E=h=hc/ （1分） 得= 10-7 m. （1分）,(2)要使处于基态的氢原子电离,即要使氢原子第一可能轨道上的电子获得足够的能量脱离原子核的束缚,若入射光子能量等于基态氢原子能量的绝对值,电子脱离核后的动能为零. h=E-E1=0-(-13.6 eV) =13.61.610-19 J=2.17610-18 J.（1分）,(3)从n=4到n=2释放的能量为E=E4-E2=2.55 eV, （1分） 由爱因斯坦光电方程有 Ek=E-E=2.86 eV-2.5

16、5 eV=0.31 eV. （2分） 答案:(1)4.3510-7m (2)3.281015 Hz (3)0.31 eV,16.(11分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后两分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的. (1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(11H)聚变成1个氦核(42He)，同时放出2个正电子(01e)和2个中微子(e)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量.,(2)研究表明，银河系的年龄约为t=3.81017 s，每秒钟银河系产生的能量约为11037J(即P=11037J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字). (3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据：银河系质量约为M=31041 kg，原子质量单位1 u=1.6610-27 kg，1 u相当于1.510-10 J 的能量，电子质量me=0.000 5 u，氦核质