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    (二)光学 1. 光的直线传播.光的反射与平面镜成像 ⑴光的直线传播:光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.在真空中传播的速度最大.其速度大小为.在不均匀的介质传播时.光线会发生弯折. ⑵光的反射定律:反射光线.入射光线和法线在同一平面上.反射光线和入射光线分居在线的两侧.反射角等于入射角. ⑶平面镜成像:平面镜所成的像和物是大小相等.关于镜面对称.与平面镜的大小无关.是正立的虚像.平面镜只改变光束的传播方向.不改变光束的性质. 2.光的折射与全反射 ⑴光的折射定律:光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象叫光的折射.光的折射遵守光的折射定律.其内容是:折射光线跟入射光线和法线在同一平面内.并且分居在法线的两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.用公式表示为: ⑵全反射:光从光密介质入射到光疏介质.光全部反射返回光密介质的现象叫光的全反射.产生全反射的条件是光由光密介质入射到光疏介质.且入射角大于临界角. ⑶三棱镜.光导纤维:光线通过三棱镜后向底面偏折是由于介质对不同色光的折射率不同.发生色散的结果.三棱镜是控制光路的光学器件.我们通过三棱镜看到的是物体的虚像.光导纤维是利用全反射原理传播光信号的介质. 3.光的本性 ⑴了解光的本性学说的发展简史: 17世纪牛顿支持的微粒说和惠更斯提出波动说.麦克斯韦的光的电磁说.爱因斯坦的光量子假说. ⑵光的波动性:光的干涉和光的衍射是光具有波动性的实验证明.①光的干涉:两束频率相同的光才有可能是相干光.托马斯·杨巧妙地用双缝把一束光分解成两束相干光.成功完成了光的干涉实验.在用单色光做双缝干涉实验得到稳定的干涉图样.在光屏上距双缝的路程差是光波波长整数倍的地方出现明条纹.在光屏上距双缝的路程差为光波半波长的奇数倍的地方出现暗条纹,②光的衍射:光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象叫做光的衍射现象,只有在障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多的条件下.才能发生明显的衍射现象,③光的偏振:光在某一方向上振动最强.说明光是横波. ⑶光的电磁说:麦克斯韦提出.赫兹用实验验证了光的电磁说是正确的.无线电波.红外线.可见光.紫外线.伦琴射线.射线是频率从小到大排列的电磁波谱.频率不同的电磁波有不同的作用.波长长的电磁波波动性显著.不同频率的电磁波产生的机理不同. ⑷光的粒子性:光电效应是光的粒子性--光量子说的实验基础.光是一份份地传播的.每一份的能量是.用光量子说可解释光电效应.光电效应的基本规律可用四个结论(①任何一种金属.都有一个极限频率 .入射光的频率必须大于这个极限频率.才能产生光电效应,②光电子的最大初动能只与入射光的频率有关.随入射光的频率的增大而增大.用公式表示为,③光电子的发射具有瞬时性,④当入射光的频率大于极限频率时.光电流的强度与入射光的强度成正比)表述. ⑸光的波粒二象性:光具有波动性.又具有粒子性.大量光子产生的效果显示出波动性.少数光子产生的效果显示出粒子性.既不能理解为宏观概念中的波.也不能把光子看作宏观概念中的粒子. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    A．（选修模块3-3）
    二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．
    （1）在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中______
    A．封闭气体对外界做正功            B．封闭气体向外界传递热量
    C．封闭气体分子的平均动能增大      D．封闭气体组成的系统的熵减小
    （2）实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
    （3）实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为于D3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法中正确的是______
    A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
    B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
    C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动
    D． 单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变大
    （2）我国正在大规模建设第三代移动通信系统（3G），它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为______m；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过______（选填“调谐”、“调制”或“解调”）后，把信号发送到基站中转．
    （3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
    C．（选修模块3-5）
    （1）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是______
    A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
    B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
    C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
    D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
    （2）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出______种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于______eV．
    （3）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是→．若和迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，、、He、的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后He的速度大小为v3，方向与的运动方向相同，求中子的速度
    （选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．

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     选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

    A．(选修模块3-3)(12分)

    (1) (4分)下列说法中正确的是              

    A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

    B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

    C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

    D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

    （2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　   ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加      。

    （3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为NA，忽略铁分子间的空隙)

     

    B．(选修模块3-4)(12分)

    （l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是              

     A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

     B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

     C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

    D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

    (2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=       s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__    ____cm。

    （3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

     

    C．(选修模块3-5)(12分)

    （1）（4分）下列说法正确的是              

    A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应

    B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

    C．用电子流工作的显微镜比用相同速度的质子流工作的显微镜分辨率低

    D．核力的饱和性决定了原子核太大，那一定是不稳定的

    （2）（4分）质量为m1的锂核()俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个粒子，粒子质量为m3，已知光在真空中速度为c.

    ①写出核反应方程                            。

    ②该过程中释放的核能为ΔE =                      

     (3) （4分）在粒子散射实验中，质量为m的粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求粒子与金核间距离最近时电势能。

     

     

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     选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

    A．(选修模块3-3)(12分)

    (1) (4分)下列说法中正确的是              

    A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

    B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

    C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

    D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

    （2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　   ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加      。

    （3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为NA，忽略铁分子间的空隙)

     

    B．(选修模块3-4)(12分)

    （l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是              

     A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

     B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

     C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

    D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

    (2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=        s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__    ____cm。

    （3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

     

    C．(选修模块3-5)(12分)

    （1）（4分）下列说法正确的是              

    A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应

    B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

    C．用电子流工作的显微镜比用相同速度的质子流工作的显微镜分辨率低

    D．核力的饱和性决定了原子核太大，那一定是不稳定的

    （2）（4分）质量为m1的锂核()俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个粒子，粒子质量为m3，已知光在真空中速度为c.

    ①写出核反应方程                             。

    ②该过程中释放的核能为ΔE =                      

     (3) （4分）在粒子散射实验中，质量为m的粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求粒子与金核间距离最近时电势能。

     

     

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    （请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法正确的是
     

    A．布朗运动是液体分子的无规则运动
    B．物体的温度升高时，其分子平均动能增大
    C．分子间距离逐渐增大时，分子势能逐渐减小
    D．分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小
    （2）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105 J，同时气体放出热量为5.0×104J．在此过程中，该气体的内能
     
    （选填“增加”或“减少”）了
     
    J．
    （3）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×103 cm3．已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1．试求：（结果均保留一位有效数字）
    ①该液化水中含有水分子的总数N=
     
    ；
    ②一个水分子的直径d=
     
    ．
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是
     

    A．X射线的频率比无线电波的频率高
    B．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小
    C．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短且矮
    D．做简谐运动的单摆摆长增大为原来的2倍，其周期也增大为原来的2倍
    （2）一列简谐横波在t=0时的波形图如图1所示．介质中
    x=3m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式
    为y=5sin（5πt）cm．则此波沿x轴
     
    （选填“正”或“负”）方向传播，传播速度为
     
    m/s．
    （3）如图2所示，折射率n=
    		2
    的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=10cm．一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点．现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O′点最远是多少？
     

    C．（选修模块3-5）
    （1）下列说法正确的是
     

    A．光电效应现象揭示了光具有粒子性
    B．阴极射线的本质是高频电磁波
    C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
    D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
    （2）如图3所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10eV-12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是
     

    A．照射光中只有一种频率的光子被吸收
    B．照射光中有三种频率的光子被吸收
    C．氢原子发射出三种不同波长的光
    D．氢原子发射出六种不同波长的光
    （3）室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡．氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中．氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉．氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素．静止的氡核86222Rn放出某种粒子x后变成钋核84218Po，粒子x的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能．试回答以下问题：
    ①写出上述衰变的核反应方程（请用物理学上规定的符号表示粒子x）
     
    ；
    ②求钋核的动能Ek2
     
    ．
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    A．（选修模块3-3）
    二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．
    （1）在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中
    BD
    BD

    A．封闭气体对外界做正功            B．封闭气体向外界传递热量
    C．封闭气体分子的平均动能增大      D．封闭气体组成的系统的熵减小
    （2）实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而
    增大
    增大
    （选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力
    大于
    大于
    （选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
    （3）实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为于
    1
    6
    π    D3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法中正确的是
    AB
    AB

    A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
    B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
    C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动
    D． 单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变大
    （2）我国正在大规模建设第三代移动通信系统（3G），它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为
    0.17
    0.17
    m；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过
    调制
    调制
    （选填“调谐”、“调制”或“解调”）后，把信号发送到基站中转．
    （3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
    C．（选修模块3-5）
    （1）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是
    CD
    CD

    A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
    B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
    C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
    D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
    （2）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出
    6
    6
    种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于
    12.75
    12.75
    eV．
    （3）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是
     
    2
    1
    H+
     
    3
    1
    H    →
     
    4
    2
    He+
     
    1
    0
    n    ．若
     
    2
    1
    H    和
     
    3
    1
    H    迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，
     
    2
    1
    H    、
     
    3
    1
    H    、
     
    4
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    He、
     
    1
    0
    n    的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后
     
    4
    2
    He的速度大小为v3，方向与
     
    2
    1
    H    的运动方向相同，求中子
     
    1
    0
    n    的速度
    （选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．

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