2.(09·肇庆一模) 卢瑟福通过α粒子散射实验,判断出原子中心有一个很小的核, 并由此提出了原子的核式结构学说。如右图所示的平面示意图中①、③两条线
表示α粒子运动的轨迹,则沿②所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹是 ( A )
A.轨迹a B. 轨迹b C. 轨迹c D. 轨迹d
1.(09·茂名模拟) 下列表述正确的是 ( AD )
A.伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因
B.牛顿最早成功利用实验方法测出了万有引力常量
C.爱因斯坦提出了量子理论,后来普朗克用光电效应实验提出了光子说
D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在,由赫兹用实验证实了电磁波的存在
19.(09·宁夏·35.(2))一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30o,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n= 。在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。
解析:
设入射角为i,折射角为r,由折射定律得
①
由已知条件及①式得
②
如果入射光线在法线的右侧,光路图如图1所示。设出射点为F,由几何关系可得
③
即出射点在AB边上离A点 的位置。
如果入射光线在法线的左侧,光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。
由几何关系可知,在D点的入射角
④
设全发射的临界角为 ,则
⑤
由⑤和已知条件得
⑥
因此,光在D点全反射。
设此光线的出射点为E,由几何关系得
∠DEB=
⑦
⑧
联立③⑦⑧式得
⑨
即出射点在BC边上离B点 的位置。
2009年联考题
18.(09·海南物理·19)(I)已知:功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速 ,普朗克常量 ,假定所发出的可见光的波长都是560nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。
解析:(I)一波长为 光子能量为
设灯泡每秒内发出的光子数为 ,灯泡电功率为 ,则
式中, 是灯泡的发光效率。联立①②式得
代入题给数据得
17.(09·海南物理·18.(1))如图,一透明半圆柱体折射率为 ,半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。
解析:半圆柱体的横截面如图所示, 为半径。设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件,由折射定律有
式中, 为全反射临界角。由几何关系得
②
③
代入题所给条件得
④
16.(09·江苏物理·12.C)(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。
答案:(3)粒子的动量 ,物质波的波长 ,由 ,知 ,则 。
解析:(3)物质波的的波长为 ,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即 ,因为 ,所以 ,故 。
15.(09·江苏物理·12.B)(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为0.9 ( 为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5 ,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为 。(填写选项前的字母)
(A)0.4c (B)0.5c (C)0.9c (D)1.0c
(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,照相机的镜头竖直向上。照片中,水利方运动馆的景象呈现在半径 的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度 ,若已知水的折射率为 ,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 ,(结果保留两位有效数字)
答案:(1)D;(3)设照片圆形区域的实际半径为 ,运动员的实际长为 折射定律
几何关系
得
取 ,解得 ( 都算对)
解析:(1)根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速不变。D项正确。
(3)根据题意能画出光路图,正确使用物象比解决本题的关键。
设照片圆形区域的实际半径为 ,运动员的实际长为 ,光路如图:
折射定律
几何关系
得
取 ,解得
(本题为估算题,在取运动员实际长度时可以有一个范围,但要符合实际,故求得h值可以不同 均可)
14.(09·山东·37) (物理--物理3-4)(2)一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比,图2为过轴线的截面图,调整入射角α,光线拾好在不和空气的界面上发生全反射,已知水的折射角为 ,α的值。
解析: (2)当光线在水面发生全放射时有 ,当光线从左侧射入时,由折射定律有 ,联立这两式代入数据可得 。
考点:光的折射和全放射
2.理解电磁波的产生机理
[例14]图为X射线的结构示意图,E为灯丝电源。要使射线管发出X射线,须在 K、A两电极间加上几万伏的直流高压,且( )
A.高压电源正极应接在Q点,X射线从A极发出
B.高压电源正极应接在Q点,X射线从K极发出
C.高压电源正极应接在P点, X射线从 A极发出
D.高压电源正极应接在P点,X射线从K极发出
解析:X射线管发出X射线要有两个条件:第一,灯丝K要发射电子,所以灯丝K的两端要接低压电源,使灯丝能发射电子;第二,灯丝K发射的电子在K、A之间要加速获得很大的动能打在A上,从A发射出X射线,故K、A之间要加直流高压.基于以上两点,可知A选项正确.
2.光的干涉只要求定性掌握,要能区分光的干涉和衍射现象:凡是光通单孔、单缝或多孔.多缝所产生的现象都属于衍射现象,只有通过双孔、双缝、双面所产生的现象才属于干涉现象;干涉条纹和衍射条纹虽然都是根据波的叠加原理产生的,但两种条纹有如下区别(以明暗相同的条纹为例):干涉纹间距相等,亮条纹亮度相同.衍射条纹,中央具有宽而明亮的亮条纹,两侧对称地排列着一系列强度较弱.较窄的亮条纹.
规律方法 1.理解光的波动性
[例11]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( )
A.只有红色和绿色的双缝于涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失
B.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
C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮
解析:由于双缝前各有一块滤光片,分别都透过红光和绿光,这两种色光不能发生干涉,故在屏上无双缝干涉条纹,但是这两种色光通过每个单缝时发生单缝衍射,故屏上仍有光亮.所以C选项正确,
[例12] 用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有
A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx 将增大
B.如果增大双缝之间的距离,Δx 将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大
D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大
解:公式 中l表示双缝到屏的距离,d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关,于缝本身的宽度也无关。本题选C。
[例13] 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种"增反膜"的厚度至少是多少?
解:为了减少进入眼睛的紫外线,应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强,因此光程差应该是波长的整数倍,因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7m,在膜中的波长是λ/=λ/n=2.47×10-7m,因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。
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