15、(附加题)(10分)

自由电子激光器原理如图，自由电子经电场加速后，从正中央射入上下排列着许多磁铁的磁场区域，相邻两磁铁相互紧靠且极性相反．电子在磁场力作用下 “扭动”着前进，每“扭动”一次就会发出一个光子(不计电子发出光子后能量损失)，两端的反射镜使光子来回反射，最后从透光的一端发射出激光．

(1)若激光器发射激光的功率为P＝6.63×10⁹W，频率为ν＝10¹⁶Hz，试求该激光器每秒发出的光子数(普朗克常量h=6.63×10^-34J•s)；

(2)若加速电压U=1.8×10⁴V，电子质量m=9.0×10^-31kg，电子电量e=1.6×10^-19C，每对磁极间的磁场可看作是匀强磁场，磁感应强度B=9.0×10^­-4T，每个磁极左右宽l₁=0.30m，垂直纸面方向长l₂=1.0m．当电子从正中央垂直磁场方向射入时，电子可通过几对磁极？

电子穿过每对磁极的侧移距离均相同，设每次侧移s，如图所示，由几何关系可得

　　 　　　　　　⑥　

通过的磁极个数 　　　　⑦　

w.w.^w.k.&s.5*

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14、用能量为7eV的光子照射某金属时，测量发射出光电子的最大初动能为2.5eV，求:

(1)该金属的逸出功？

(2)为使光电子的最大初动能增大到5eV，入射光的频率为多少？

13、如图8所示，直角三棱镜的顶角是30⁰，一束单色光垂直于斜边AC射入，从一直角边AB射出，出射光线与入射光线的夹角为30⁰，光速c=3.0×10⁸m/s 。求:

(1)该三棱镜的折射率？

(2)光在该棱镜里的传播速度是多大？

12．某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，实验装置如图7所示。使用的双缝的间距为0.025cm。实验时，首先调节________和__________的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使_________和________竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察第一条亮纹的位置如图(a)所示，第五条亮纹位置如图(b)所示，测出双缝与屏的距离为50.00cm，则待测光的波长λ=___________nm。

11、在测定玻璃砖折射率的实验中：

(1)某同学实验插针的步骤如下：

A.在表示入射光线的AO上插上大头针P₁.P₂；

B．通过玻璃砖观察P₂.P₁,调整视线，直到P₁的像被P₂的像挡住；

C.在观察一侧插上大头针P₃.P₄,记下P₃.P₄的位置。

这位同学在操作中有什么重要疏漏？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)以通过P₁.P₂的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交与P,与OO^,的延长线交与Q，如图6所示，从P.Q分别作玻璃砖界面的法线NN^, 的垂线，图中P^,.Q^,分别为垂足，用刻度尺量得PP^,=45mm,QQ^,=30mm,求玻璃砖的折射率为　　　　　　　　　　　　 。

10、一玻璃砖横截面如图5所示，其中ABC为直角三角形(AC边末画出)，AB为直角边ABC=45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则(　 　　)

A. 从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光

B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度

C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度

D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大

第Ⅱ卷　 (非选择题，共50分)

9、如图4，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U₀sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U₀＝220V，ω＝100π Hz，则下述结论正确的是(　 　　)

A．副线圈中电压表的读数为55 V

B．副线圈中输出交流电的周期为

C．原线圈中电流表的读数为0.5 A　　 D.原线圈中的输入功率为

8、最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次衰变后的产物是，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是　 (　 　　)

　A．112、265　 　B．112、277 　C．124、259　　　　　　 D．124、265

7、如图3，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则(　 　)

A．<<　 B.　 <<　　　 C. >>　　 D.　 >>　

6、如图2为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是(　 　　)

A.最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃到n＝1能级产生的

B.频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的

C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应。