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5．近代物理和原子物理

㈠經(jīng)典題目　

【點(diǎn)評(píng)】照相底片感光不同于用眼睛直接觀察，既可以用可見(jiàn)光來(lái)做干涉實(shí)驗(yàn)，也可以用不可見(jiàn)光如紅外線、紫外線、X射線和射線等來(lái)做；原子發(fā)光從核外到核內(nèi)，依次是：核外層電子→紅外線、可見(jiàn)光和紫外線；內(nèi)層電子→X射線；原子核→射線。氫原子從高能級(jí)躍遷到的能級(jí)放出紫外線，因此能量較大的紫外線以及能量更大的X射線、都可以使處于基態(tài)的氫原子電離。

㈢專(zhuān)家寄語(yǔ)

光學(xué)部分13個(gè)知識(shí)點(diǎn)中，雖然只有光的反射、折射和光電效應(yīng)三個(gè)Ⅱ級(jí)要求考點(diǎn)，卻是必考內(nèi)容之一，必須全面復(fù)習(xí)。一般是選擇題相對(duì)性較大，也可能是實(shí)驗(yàn)題，試題難度偏易，分不可失。

【解析】b光的干涉條紋間距比a光小，由可知b光的波長(zhǎng)比a光短，頻率比a光高，光子能量比a光大，因此若a光子能使處于基態(tài)的氫原子電離，則b光子一定能電離處于基態(tài)的氫原子，A錯(cuò)；原子核外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的光子能量比內(nèi)層電子受激發(fā)發(fā)生的光子能量小，B正確CD錯(cuò)。

【預(yù)測(cè)題16】a、b兩束不同頻率的光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上用照相底片感光得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射時(shí)形成的，圖乙是b光照射時(shí)形成的．則關(guān)于a、b兩束光，下述正確的是（      ）

A．若a光子能使處于基態(tài)的氫原子電離，則b光子有可能不能電離處于基態(tài)的氫原子

B．若a光子是原子核外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，則b光子可能是原子核內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的

C．若用a光照射某金屬時(shí)不能打出光電子，則用b光照射該金屬時(shí)一定不能出光電子

D．若a光是氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

【答案】B

【解析】陰極K的極限頻率與其材料，與入射光無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；光電效應(yīng)發(fā)生的時(shí)間極短，且與入射光無(wú)關(guān)，B錯(cuò)；由圖乙可知，兩種光照射時(shí)，光電管的反向截止電壓相同，則光電子的最大初動(dòng)能全部用來(lái)克服電場(chǎng)力做功，由可知，這兩種光實(shí)際是同頻率的光，C錯(cuò)；圖乙顯示飽和光電流不同，表示入射光強(qiáng)度不同，D正確。

【點(diǎn)評(píng)】材料型試題，試題先介紹研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路、反向截止電壓、飽和光電流等概念，考查對(duì)光電效應(yīng)的規(guī)律理解、光電效應(yīng)方程、電場(chǎng)力對(duì)光電子做功、光電管的伏安特性曲線等，對(duì)考生的理解能力和綜合分析能力要求較高。

【預(yù)測(cè)題15】研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，以頻率為v₁和v₂的兩種光光電管陰極K時(shí)，才有光電子產(chǎn)生。在光電管的兩極K、A之間加反向電壓時(shí)，光電子從陰極K發(fā)射出來(lái)后向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電流表G讀數(shù)為零時(shí)，電壓表V的讀數(shù)稱(chēng)為反向截止電壓。在光電管K、A之間加正向電壓時(shí)，光電子從陰極K發(fā)射出來(lái)向陽(yáng)極A做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電流表G的讀數(shù)為最大時(shí)，稱(chēng)為飽和光電流。由電壓表V和電流表G的讀數(shù)，可畫(huà)出兩種光照射時(shí)光電管的伏安特性曲線如圖乙所示。以下說(shuō)法正確的是

A．兩種光分別照射光電管時(shí)，陰極K的極限頻率不同

B．兩種光分別照射光電管時(shí)，光電子從陰極K表面逸出時(shí)間的長(zhǎng)短不同

C．兩種光的頻率不同

D．兩種光的強(qiáng)度不同

【答案】D

【解析】光沿PO射到界面上時(shí)，同時(shí)發(fā)生了反射和折射，Ⅰ為直接反射的光，為復(fù)色光；折射進(jìn)入玻璃的光由于折射率不同而發(fā)生色散，然后在玻璃板的下表面反射和兩次進(jìn)入空氣的折射而成為Ⅱ、Ⅲ兩束，如圖所示，由圖可知，光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大，所以光束Ⅱ、Ⅲ為單色光；由光路可逆可知，三束光彼此平行，A正確；當(dāng)時(shí)，反射光與入射光重合，因此當(dāng)α增大時(shí)，Ⅱ、Ⅲ光束靠近光束Ⅰ，B錯(cuò)；由于光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大，光Ⅱ的頻率比光Ⅲ高，所以光Ⅱ照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則光Ⅲ不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C錯(cuò)；由于光路可逆，因此只要光能從上表面射入，則一定能以原角度從上表面射入空氣，不會(huì)發(fā)生全反射，D錯(cuò)。

【點(diǎn)評(píng)】試題利用平板玻璃的兩面的反射和折射，綜合考查了反射、折射、折射率與光的頻率關(guān)系、色散、光子的能量、光電效應(yīng)、全反射、光路可逆等知識(shí)點(diǎn)，涉及面廣。

【預(yù)測(cè)題14】如右圖所示，一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面，得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，則

A．光束Ⅰ仍為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光，且三束光一定相互平行

B．增大α角且α≤90°，光束Ⅱ、Ⅲ會(huì)遠(yuǎn)離光束Ⅰ

C．光Ⅱ照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則光Ⅲ也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

D．減小α角且α>0°，光束Ⅲ可能會(huì)從上表面消失

【答案】A

D．波長(zhǎng)很短的光子只具有粒子性

【答案】B

【解析】光的干涉和衍射都說(shuō)明光具有流動(dòng)性，而光的偏振證明光的橫波，A錯(cuò)；愛(ài)因斯坦就是為了解釋光電效應(yīng)提出了光子說(shuō)，往后的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了愛(ài)因斯坦的正確性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都是證明光的粒子性的事實(shí)，B正確；若汽車(chē)的車(chē)燈燈罩用水平方向的偏振片，則駕駛室前的擋風(fēng)玻璃該用豎直方向的偏振片才能使進(jìn)入駕駛室的光減弱，C錯(cuò)；任何光都既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，D錯(cuò)。

【點(diǎn)評(píng)】試題從光的波粒二象性的角度考查對(duì)光的性質(zhì)理解和掌握，光的波動(dòng)性由光的干涉、衍射、偏振等事實(shí)證明了，而光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)證明光具有粒子性，同時(shí)光是一種概率波，少量光子只顯示出粒子性，只有大量光子才能顯示其波動(dòng)性。

㈡新穎題目

4．光學(xué)

㈠經(jīng)典題目　

【預(yù)測(cè)題13】下列說(shuō)法正確的是

A．光的干涉說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光的衍射說(shuō)明光是橫波

B．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性

C．若汽車(chē)車(chē)燈的燈罩用水平方向的偏振片，則駕駛室前的擋風(fēng)玻璃應(yīng)該也用水平方向的偏振片