光学原子物理学检测卷

《光学、原子物理学》检测试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共80分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．用红光和紫光做光学实验时，下列说法正确的是（）A．用同一装置做双缝干涉实验时，紫光两相邻亮纹的距离要大些B．用同一单缝做衍射实验时，紫光的中央亮纹要宽些C．红光与紫光以相同的入射角射向平行玻璃砖时，出射光线中紫光的侧移距离要大些D．在水面下同一深度放置红、紫两个点光源，从水面上看去，紫光照亮水面的面积较大2．人在水面上观察正下方水中的红橙黄绿兰靛紫七种颜色的小彩灯，看到它们是在水面下同一深度处排成一行，则可以判断（）A．紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些B．紫色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些C．红色灯的实际位置最深，且比看到的位置深些D．红色灯的实际位置最深，且比看到的位置浅些3．爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它（）A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C．否定了牛顿力学的原理D．修正了能量、质量互相转化的理论4．两束不同频率的单色光a、b 以相同的入射角从空气射入水Array中，发生了如图所示的折射现象（α>β）。

下列说法中正确的是（）A．光束b的频率比光束a的频率高B．光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度小C．水对光束a 的折射率比水对光束b的折射率小D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大5．如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。

八面镜距反射系统的距离为AB=L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。

现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率达到f0并可认为是Array匀速转动时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。

根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是( )）A ．c =4Lf 0。

B ．c =8Lf 0。

C ．c =16Lf 0。

D ．c =32Lf 0。

6．科学家们公认，太阳能是未来人类最合适，最安全、最绿色、最理想的替代能源，太阳能利用的一种方案是在距地球表面约36000公里的同步轨道上，建立太阳能发电厂，然后利用微波将电能传回地球，据推算，到2020年全世界能源消费总量大约需要25万亿立升原油，如果用太阳能替代，只需要一块面积约1．5万平方公里，半径约70公里的圆形转化太阳能的“光板”就可实现．已知太阳距地球1．5×1011m ，地球半径为6400km ，太阳半径是地球半径的109倍。

关于该方案，下面说法中正确的是 （ ） A ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日全食B ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日全食和日偏食C ．该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成日环食和日偏食D ．该圆形吸太阳能的“光板”可以不自转7．在x 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。

已知阳极与阴极之间的电势差U 。

普朗克常数h ，电子电量e 和光速c ，则可知该x 射线管发出的X 光的 （ ） A ．最短波长为C ／eUh B ．最长波长为hC ／eUC ．最小频率为eU ／hD ．最大频率为eU ／h8、如图所示，水中栽有一长直电线杆，水面以上电线杆高度为H 0，水面下有一观察者抱着电线杆向上观察，当观察者依次戴上红色、蓝色、紫色的眼镜观察时，看到水面上电线杆的高度分别为H 1、H 2、H 3，则 （ ）A ．1230H H H H ===B ．1230H H H H >>>C ．1230H H H H ==>D ．3210H H H H >>>9．以下说法正确的是 （ ） A ．只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象 B ．拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 C ．光在介质中的速度大于光在真空中的速度D ．紫外线是比X 射线频率低的电磁波10．下列说法中正确的是（ ）A ．光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大B ．托马斯•杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波C ．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽11．人类在探索自然规律的进程中总结出许多有用的科学方法，如分析归纳、演绎推理、等效替代、控制变量、理想实验等，在下列研究中，运用理想实验方法进行研究的是 （ ） A ．爱因斯坦提出光子假说。

B ．查理得出气体状态变化的规律。

C ．卢瑟福提出原子的核式结构模型。

D ．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论。

12．放射性元素的原子核X M Z连续经过三次α衰变和两次β衰变．若最后变成另一种元素8题图的原子核Y ，则新核Y 的正确写法是：A ．Y M Z )14()2(--B ．Y M Z )12()6(--C ．Y M Z )12()4(--D ．Y M Z )12()1(-- 13．下列叙述中正确的是 （ ）A ．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。

B ．电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构。

C ．β射线是电磁波。

D ．放射性元素的半衰期与温度有关。

14．锌对人体的新陈代谢起着重要作用，在儿童生长发育时期测量体内含锌已成为体格检查的重要内容之一。

取儿童的头发约50mg ，放在核反应堆中经中子照射后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为：6416530030Z n n Z n +→。

6430Zn 衰变放射出能量为1115eV 的γ射线，通过对γ射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量。

关于以上叙述，下列说法正确的是 （ ）A ．6430Zn 和6530Zn 有相同的核子数B ．6430Zn 和6530Zn 有相同的质子数 C ．γ射线是由锌原子的内层电子激发产生的 D ．射线真空中传播的速度是3．0×108 m/s15．某原子核的衰变过程如下：P Y X −−−→−α−−−→−β衰变衰变，则 （ ）A ．X 的中子数比P 的中子数少2B ．X 的质量数比P 的质量数多5C ．X 的质子数比P 的质子数少lD ．X 的质子数比P 的质子数多116．在核反应方程式kX Xe Sr n U ++→+1365490381023592中（ ）A ．X 是质子，k=9B ．X 是质子，k=10C ．X 是中子，k=9D ．X 是中子，k=1017．以下哪些实验现象可以说明原子核内部有复杂的结构 （ ）A ．a 粒子散射实验B ．伦琴射线的发现C ．元素发光时产生明线光谱的现象D ．天然放射现象18．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v e ）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。

他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t 四氯乙烯（C 2Cl 4）溶液的巨桶。

电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为e Ar Cl 0137183717-+→+e v 。

已知Cl 3717核的质量为36．95658u ，Ar 3718核的质量为36．95691u ，e 01- 的质量为0．00055u ，1u 质量对应的能量为931．5 MeV 。

根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（ ）A ．0．31MeVB ．0．51 MeVC ．0．82 MeVD ．1．33 MeV19．下列说法中正确的是 （ ） A ．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化 B ．由E=mc 2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它蕴藏的能量的量度C ．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D ．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成了能量20．原子核发生β衰变有三种情况：一种是放出负电子；另一种是发射正电子，只在人工放射物中出现；第三种衰变是：原子核俘获一个核外K 电子，简称K 俘获。

在K 俘获过程中，需要放出K 电子的结合能。

关于K 俘获过程，下列认识正确的是 （ ） A ．原子序数不变 B ．原子序数减小C ．原子总质量不变D ．原子总质量减小二、本题共2小题，共14分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答． 21．（6分）如图所示，在用插针法测上下表面平行的玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO ，插了两枚大头针P 1和P 2， 1、2、3分别是三条直线，关于以后操作的说法中，你认为正确的是 。

（填字母代号）A ．在bb′ 侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在3线上B ．在bb′ 侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在2线上C ．保持O 点不动，减少入射角，在bb '侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在1线上D ．保持O 点不动，增大入射角，在bb′ 侧调整观察视线，将看不清P 1和P 2的像，这可能是光在bb′ 侧面发生了全反射22．（8分）现有毛玻璃屏A ．双缝B ．白光光源C ．单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，把它们放在所示的光具座上组装成双缝干涉装置，如图1所示，用以测量红光的波长。

当测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。

然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为__________mm 。

已知双缝间距d 为2．0×10-4m ，测得双缝到屏的距离l 为0．700m ，求得所测红光波长为__________nm 。

a b′a ′图2图3遮光三、本题共3小题，共26分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 23．（8分）如图所示为玻璃制成的圆柱体，它的折射率为3，一细光线垂直圆柱体的轴线以i 1=60°的入射角射入圆柱体。

（1）作出光线穿过圆柱体并射出圆柱体的光路图。

（2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原入射光线方向的角24．（9分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，则： （1）氢原子可能发射几种频率的光子？ （2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？几种金属的逸出功25．（9分）如图所示，在边长为a的等边三角形bcd所围区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，某一时刻静止于b点处的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由d射出且与cd边相切．已知α粒子质量为m，电荷量为2e，剩余核的质量为M，衰变过程中释放的核能全部转化为动能，求原子核X的质量．《光学、原子物理学》检测试卷参考答案1．C 2．A 3．A 4．AC 5．C 6．C 7．D 8．D 9．D 10．AD11．D 12．C 13．A 14．BD 15．D 16．D 17．D 18．C 19BC 20．BD 21． BC ； 22．870 2．310 6．6×102 23．（1）光线穿过并射出圆柱体的光路图如图所示 （2）由折射定律得 sin γ1= sin i 1n = 12所以 γ1=30°据几何关系有 γ1=γ2=30°，γ3= i 1-γ1=30° 在光线的出射处有 sin i 2=n sin γ2= 32所以 i 2=60°据几何关系有 γ4=i 2-γ2=30°则 α=γ3+γ4=60°，即出射光线偏离原方向60°24．解析：（1）可发射6种频率的光子（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为24E E E -=，代入数据得E=2．55eV （3）E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应． 根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为W E E km -= 代入数据得，65.0=km E eV （或1．0×10－19J ）25．解析：设X 衰变时放出的α粒子的速度为αv ，在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ，则由上图可知，aa r 3330tan =︒=（1分）又αeBv 2=rvm 2α，所以meBa meBr v ⋅==3322α．因衰变过程中动量守恒，故有Mv mv -=α0，MeBa v Mm v ⋅==332α．衰变过程中释放的能量为mMM m aB e Mvmv E +⋅=+=32212122222α由爱因斯坦质能方程，得==∆2cE m mMM m ca B e +⋅222232故原子核X 的质量为Mmc aB e M m m M m m X 2222221)((++=∆++=．。