1、第七講光的本性原子物理考綱內容和要求光電效應（A）光子（A）愛因斯坦光電效應方程（B）光的波粒二象性（A）物質波（A）激光的特性及其應用（A）光的本性學說的發展簡史（A） 粒子散射實驗（A）原子的核式結構（A）氫原子的能級結構（B）氫原子的電子云（A）光子的發射和吸收（A）原子核的組成（A）天然放射性（A）、射線（A）衰變（A）半衰期（A）原子核的人式轉變（A）核反應（A）放射性同位素（A）放射性污染和防護（A）質量虧損（A）愛因斯坦質能方程（B）重核的裂變（A）鏈式反應（A）核反應堆（A）輕核的聚變（A）可控熱核反應（A）人類對物質結構的認識（A）一、基本概念的應用（高考幾乎只在選擇題中出現

2、）1.光的反射、折射、干涉、衍射、偏振；光譜；電磁波譜例.下列現象中說明光具有波粒二象性的是：（D）A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和偏振 C.光的反射和光的折射 D.泊松亮斑和光電效應例2.在應用電磁波的特性時，下列符合實際的是：（ BD ）A.醫院里常用X射線對病房和手術室進行消毒 B.醫院里常用紫外線對病房和手術室進行消毒 C.人造衛星對地面拍攝是利用紫外線照相有較好的分辯率 D.人造衛星對地面拍攝是利用紅外線照相有較好的分辯率例3.不同的電磁波產生機理不一定相同，在下列四組電磁波中產生機理相同的是：（ A ） A.紅外線、紫外線、可見光 B.微波、X射線、射線 C.無線電波、微波、

3、紅外線 D.紅外線、紫外線、倫琴射線2.原子核式結構、玻爾原子理論、天然放射現象、人工核轉變、核能、重核裂變、輕核聚變例4.根據玻爾理論，氫原子輻射一個光子后，則：（ B ） A.電子繞核旋轉半徑變大 B.電子的動能變大 C.氫原子電勢能變大 D.氫原子的能級值變大例5.下列現象中，與原子內部變化有關的是：（ C ） A.粒子散射 B.光電效應 C.天然放射現象 D.原子發光現象例6.構成等離子顯示屏的等離子管發光，是通過高電壓使低壓氖氙氣體原子的：（ B ） A.自由電子周期性的運動而發光 B.外層電子受到激發而發光C.內層電子受到激發而發光 D.原子核受到激發而發光例7.一九九九年9月18

4、日，中共中央、國務院、中央軍委在人民大會堂隆重表彰研制“兩彈一星”作出突出貢獻的科學家，下列核反應方程中屬研究兩彈的基本核反應方程式的是：（ BD ） A.14N + 4 He 17 O + 1 H B. 235 U + 1 n 90 Sr + 136 Xe + 101 n C. 238 U 234 Th + 4 He D. 2 H + 3 H 4 He + 1 n二、基本實驗（高考幾乎只在選擇題中出現）1.光電效應、干涉法檢查平面例8.如圖所示為一真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判斷正確的是：（ BC ） A.發生光電效應時，電路中光電流

5、的飽和值取決于入射光的頻率GAKI B.發生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度 C.用=0.5m的光照射光電管時，電路中有電流產生 D.光照時間越長，電路中的光電流越大 光例9.如果用從紅光到紫光的復色光照射某光電管，有光電效應發生 這時光電流為I，光電子的最大初動能為EK，那么：（ BD ） A.若用濾光片對復色光只濾去紅光，則光電流I一定變小 B.若用濾光片對復色光只濾去紅光，則光電流I有可能不變 C.若用濾光片對復色光只濾去黃光，則EK一定不變 D.若用濾光片對復色光只濾去紫光，則EK一定變小2.粒子散射、盧瑟福發現質子、查德威克發現中子例10.對粒子散射實驗裝置的描述，

6、下列說法正確的是：（ AD ） A.主要實驗器材有：放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡 B.金箔的厚度對實驗無影響 C.如果改用鋁箔就不能發生散射現象 D.實驗裝置必須放在真空中 T T M例11.如圖所示，是盧瑟福發現質子的實驗裝置， SM是顯微鏡，S是閃光屏，窗口F處裝鋁箔， A F氮氣由閥門T充入，A是放射源。在觀察由質子引起的閃爍之前需進行必要的調整是：（ B ） A.充入氮氣前，調整鋁箔厚度，使S上能見到引起的閃爍 B.充入氮氣前，調整鋁箔厚度，使S上能見不到粒子引起的閃爍 C.充入氮氣后，調整鋁箔厚度，使S上有粒子所引起的閃爍 D.充入氮氣后，調整鋁箔厚度，使S上見不到質子所引起的閃爍G

7、V三、綜合計算1.光電效應與電場、磁場知識的綜合題 M例12.如圖所示，是測定光電效應產生電子荷質的簡要實驗圖，兩極板相 紫外線 R距為d，其中N為金屬板，當紫外線照射后，將發射沿不同方向運動 N S的光電子而形成電流，從而引起電 流計指針偏轉。若調節R，逐漸增大電壓至讀數為u時，電流恰好為零。切斷開關，在NM間加一垂直紙面的磁場，逐漸增大磁感應強度至B時，電流也恰好為零。求光電子的荷質比。解：電流為零，加反向電壓，動能定理： 加磁場電流也恰為零，洛侖茲力提供向心力，電子作勻速圓周運動： 則：2.核能、核反應與電流、磁場、動量、能量知識的綜合題例13.一個靜止的14 N俘獲一個速度為2.3&#

8、215;107m/s的中子后，生成一個復核A，A又衰變成B和C兩個新核，且B、C兩核速度方向相同，B的質量是中子的11倍，速度為106m/s。讓B、C在同一磁場中作勻速圓周運動，其半徑之比RB：RC=11：30，求：C核速度大小。根據計算判斷C核是什么？寫出核反應方程。解： 動量守恒：mnvn = mBvB +mCvC vC = 3×106m/s mC = 4 氦核4 He 14 N + 1 n 15 N 11 B + 4 He例14.一九九六年清華大學和香港大學的學生合作研制出太陽能汽車，該車是利用太陽能電池將所接受的太陽能轉化為電能而提供給電動機驅動汽車。已知車上太陽能電池正對太

9、陽時，電池加在電動機上的電壓為U，通過的電流為I，電動機的直流電阻為R，太陽輻射能量的總功率為P，太陽光垂直照射到該太陽能電池的面板（接受太陽光能的裝置）時，單位面積的輻射功率為P0。求：此時電動機的效率是多少？假若太陽光在穿過太空及地球表面大氣層到達地面時，沿途的能量損耗忽略不計，則太陽到地球的距離r是多大？太陽輻射的能量實際上是由質子參與一系列反應產生，而這一系列反應的總效果相當于下述核反應：41 H 4 He + 20 e 。若質子1 H、氦核4 He、正電子0 e的質量分別為、。則在1s內參與上述熱核反應的質子數目是多少？解： 根據能量關系： 設1s內參與熱核反應的質子數為N，有： 第

10、七講光的本性原子物理 練習題1.關于光在傳播過程中所表現的現象下述說法正確的是：（ BD ） A.雨后天空出現的彩虹是光的衍射現象 B.白光通過分光鏡在光屏上形成的彩色光帶是光的色散現象 C.涂有增透膜的照相機鏡頭呈淡紫色，說明增透膜增強了對淡紫色光的透射程度 D.夜間觀看到天邊星座的位置比實際位置高，這是光的折射現象2.利用光譜分析某固體物質組成，應該：（ B ） A.將固體物質加熱，使之熾熱發光，形成光譜 B.將固體物質加熱，使之汽化，再讓白光通過它的蒸氣，形成光譜 C.用白光照射物質，讓光從其表面反射形成光譜 D.使該物質產生連續光譜3.市場上有一種燈具“冷光燈”，用它照射物品時產生的熱

11、效應大大降低，從而被廣泛地應用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線。以表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為：（ B ） A. B. C. D. 4.微波在傳播過程中若遇到金屬，則會被金屬表面全部反射，但微波在傳播過程中能很好穿過電介質，并引起電介質所裝食品中的水分子發生振動，從而使食品被加熱。家庭用微波爐正是利用這一特性工作的。某一微波爐在工作時發出的微波頻率為2450MHz，下列說法正確的是：（ A ） B.這一微波的波長約為245m C.微波爐的加熱原理是利

12、用了電流的熱效應 D.微波爐內加熱食品所用的器皿最好是金屬器皿5.正負電子對撞后湮滅成兩個頻率相同的光子。已知普朗克恒量是,電子質量是m，電量為e，電磁波在真空中傳播速度為c，則生成的光子在折射率為n的介質中傳播時，其波長為：（ B ） A. B. C. D. 6.關于質能方程E=mc2，下列說法正確的是：（ CD ） A.質量和能量可以相互轉化 B.當物體向外釋放能量時，其質量必然減少，且減小的質量m與釋放的能量E滿足E=mc2 C.物體的核能可以用mc2表示 D. mc2是物體所蘊藏能量的總和7.同學們根據中學物理知識討論“隨著歲月流逝，地球繞太陽公轉的周期、日地間平均距離、地球接受太陽的

13、輻射能”的問題中，有下列結論，正確的是：（ ABD ） A.太陽內部進行激烈的熱核反應，向外輻射大量光子，太陽質量應不斷減小 B.日地間距應不斷增大，地球公轉速度應不斷減小，公轉周期將不斷增大 C.日地間距應不斷減小，地球公轉速度應不斷增大 D.地球表面積平均接受的太陽輻射能將不斷減小8.如圖所示，是查德威克發現中子的實驗示意圖，其中不可見粒子 Po 鈹 石蠟A、B分別是：（ B ） A. 4 He 、 1 H B. 1 n 、 1 H C. 1 H 、 1 n D. 1 n 、 0 e A B9.在對宇宙的分析研究中，一個最有趣的宇宙物體就是所謂“黑洞”。它是某些類星體（設為質量為M的均勻球

14、體）的最后演變期。研究表明：黑洞確實存在，當某種星體的半徑減小到從表面發出的光線沒有足夠的能量去脫離它，無限地遠離它時，估計這種星體可能成為黑洞。因此，我們可以用能量守恒原理近似地求解黑洞的臨界半徑R的數量級。設星體表面發出頻率為的光子，其能量為h，由愛因斯坦質能方程，光子的質量可以描述為m = h/c2，已知質量為m的粒子，離星體中心為r處的引力勢能為EP = GMm/r，其中h為普朗克恒量，c為真空中的光速，G為萬有引力恒量。試求黑洞臨界半徑R 。如已知太陽的質量為6×1030Kg，求當太陽變成黑洞時，其黑洞半徑的數量級。解：光子以光速繞星球表面附近作勻速圓周運動：太陽為黑洞時：R = 4.4×103 m10.科學家發現太空中的射線一般都是從很遠的星體放射出來的。當射線爆發時，在數秒鐘所產生的能量，相當于太陽在過去一百億年所發出的能量總和的一千倍左右，大致相當于將太陽全部質量轉化為能量的總和，科學家利用超級計算機對射線爆發的狀態進行了模擬。經過模擬，發現射線爆發是起源于一個垂死的星球的“坍塌”過程，只有星球“坍塌