江西师范大学附中高中物理竞赛培训试题(力、电、磁、光、热、实验)光学、原子物理习题doc.docx

物理光学原子物理1、把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上 （如图）现用单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹 的是：A. 两束干涉光是a,b面反射形成的；B. 干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；C. 两束干涉光是b,c面反射形成的；D. 干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确2. 如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（ ）A . Ei是低压交流电源，E2是高压直流电源，且 E2的右端为电源的正极B. 射线E、F均是电子流C. 射线E是电子流、射线F是X射线D. 射线E是X射线、射线F是电子流3. 在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）A .很小的不透明圆板 B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板C.很大的不透明圆板 D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板4、激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝， 待测物体的速度 V与二次曝光的时间间隔 At的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔 At、双缝到屏之距离l以及相邻亮纹间距Ax,若所用的激光波长为 兀，则该实验确定物体运动速度的表达式为（ ）Wx kxA、 V = B、 V = l . ：t - . ：tr i.：tC、V = D、V =x t xI可 卜十数器 in5. 如图所示，x为未知放射源，将强力磁场 M移开，计数器所测得的计数率保持不变， 其后将铝薄片移开， 则见计数器计数率 大幅度上升，则x为 （ ）A .纯6放射源 B .纯丫放射源C. a、6混合放射源 D. a、丫混合放射源6. 甲、乙两种单色光从同一介质射入空气.发生全反射时甲光束的临界角较小，则:以下说法中正确的是（ ）A. 甲光的光子能量比乙光的光子能量大；B. 甲光的光子能量比乙光的光子能量小；C. 若甲光照射某金属能产生光电效应，则改用乙光照射时也一定能产生光电效应；D.若乙光照射某金属能产生光电效应，则改用甲光照射时也一定能产生光电效应；7. 一个质子以1.0 107 m / s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的 27倍，硅原子核的质量是质子的 28倍，则下列判断中正确的是（ ）27 1 28 ,A. 核反应万程为13 Al + 1 H r 14 Si27 1 28 〜B. 核反应万程为13 Al + 0 n r 14 SiC. 硅原子核速度的数量级为 10 7m/s,方向跟质子的初速度方向一致D. 硅原子核速度的数量级为 10ni /s,方向跟质子的初速度方向一致8. 一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为 k、九2、兀3的三种单色光光子，且角〉七〉为，则被氢原子吸收的光子的波长为一 ’2 3 1 2A、］_3 B、九1+此+仙 C、 :~ D、 -9、现有N（很大）个氢原子被激发到量子数为 4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子数是多少？假定处在量子数为 n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的 1/（n -1）,A、N B、3N/2 C、11N/6 D、5N/310.在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7: 1,如图所示，那么碳 14的衰变方程为（XXXA、 藉C T 0e + *BB、 籍C -> 4 He + 1(4Be14 . 2 14C、 6C T 1 H+ 5BD、 籍C— !e + 14N11、1951年，物理学家发现了 “电子偶数”，所谓“电子偶数”就是由一个负电子和一个正 电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统，已知正负电子的质量均为 m,普朗克常数为h，假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径为 r ,运动速度为v及电子的质量满足量子化理论： 2mvrn =nh/（2n）, n = 1,2..., “电子偶数”的L时的电势能为能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距为2= -k —，试求n=1时“电子偶数”的能量?L答案:(1) B、 C(5) D(9) C(2) A、C(6) AD(10) D(3) D(7) AD(4) C(8)AD(11)解析：电子绕质量中心转动，库仑力提供向心力有:=m —，其中 L = 2rr2kJ42=mv r,根据2mvrn=nh/(2「：)，n =1,2...上两式相比得.2kenh,代入下式中,E =1mv222e2 —k —L2=mvc 2 2一 2mv 一 -mv,2 _~ _ ke 2 ~所以E = —m(——)2,所以nhI 2 4_ 2mk eEih2几何光学（供题者：南京市十三中 牛学德 丁耀平）1.如图，直角三角形 ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且」A=300,在整个 AC面上有一束垂直于 已知这种介质的折射率 n>2，则（ ）A. 可能有光线垂直 AB面射出B. 一定有光线垂直 BC面射出C. 一定有光线垂直 AC面射出D. 从AB面和BC面出射的光线能会聚一点AC的平行光线射入,2、如图所示，长方形玻璃 abcd的折射率为n = 1.55，在靠近ab面的一侧固定一枚大头针P,用眼睛在另外三个侧面分别观察大头针 P的像，下列说法中正确的是（ ）A、在ad面一侧偏下的位置可以看到 P的像B、在bc面一侧偏上的位置看不到 P的像■ Pbc2,沿半径方向由空气射入的光线 aC、 在cd面一侧偏右的位置可以看到 P的像D、 在以上的三个位置都可以看到 P的像3 .由折射率为 J2的材料构成的半圆柱的主截面如图射到圆柱的平面后，光线b和c分别是它的反射光线和折射光线。

若半圆柱绕垂直纸面过圆心O的轴转过150，而光线a不动，贝U （A. 光线b将偏转150B. 光线b将偏转300C. 光线c将偏转300D. 光线c将偏转4504. 如图，横截面为等腰三角形的两个玻璃三棱镜，它们的顶角分别为 b两细束单色光分别以垂直于三棱镜的一个腰的方向射入，从另一个腰射出，射出的光线与入射光线的偏折角均为则ab两种单色光的频率 5、s间的关系是（B）A.U1 =12C . U1 < L2D .无法确定5、发出白光的细线光源 ab,长度为L,竖直放置，上端 a恰好在水面以下，如图所示，现 考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以A L1 :：: L2 :: LG L2 L1 LLi表示红光成的像长度,8 L1 L2 L以 L2 ::: L1 LL2表示蓝光成的像的长度，则（aEC6. 如图所示，有一玻璃直角三棱镜 ABC ,其临界角小于45 , 一束平行于BC边的白 光射到AB面，在光束射出三棱镜时（设光线在棱镜内射至 BC边上），下列说法中正确的是 （ ）A. 从BC面出射的是白色光束B. 从AC面出射的是白色光束C .从AC面出射的是有色的不平行光束D .从AC面出射的是平行于入射光线的有色光束7. abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入 射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点 的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自 面反射的光线）（ ）A. 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果 有色光射出ab面，则红光首先射出B. 使入射光按图中的顺时针方向逐渐偏转，如果 有色光射出ab面，则紫光首先射出C. 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出D. 使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面ab面8、如图所示，真空中有一个半径为 R,质量分布均匀的玻璃球，频率为V 0的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面 C点经折射进入玻璃球，且在玻璃球表面 D点又经折射进入真空中， NCOD =120,已知玻璃对该激光的折射率为 <3 ,则下列说法中正确的是（ ）A、 一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小 3 R B、 此激光束在玻璃球中穿越的时间 t = ——（其中c为真空中光速）cC、 改变入射角口的大小，细激光可能在玻璃球的内表面发生全反射D、图中的激光束的入射角 a =459、如图所示，一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光，取其中的时做如下实验：① 让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验，屏间距均不变）② 让这三种单色光分别照射锌板③ 让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上，下列说法中正确的是（ ）如果b种色光能产生光电效应，则 a种色光一定能产生光电效应c种色光的波动性最显著c种色光穿过光纤的时间最长a种色光形成的干涉条纹间距最小abc三种单色光，并同装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝A、B、C、D、C,则下列说法中10、如图所示，两束单色光 A、B自空气射向玻璃，经折射形成复合光束 正确的是：A、 A光子的能量比B光子的能量大B、 在空气中，A光的波长比B光的波长短C、 在玻璃中，A光的光速小于 B光的光速D、 玻璃对A光的临界角大于对 B光的临界角11、等腰直角棱镜放在真空中，如图所示， AB = AC=d, 一束单色光以60的入射角从0 一AB侧面的中点射入，折射后再从AC侧面射出，出射光线偏离入射光线的角度为 30，(已知单色光在真空中的光速为(1)请作出光路图；(2)C),求此单色光通过三棱镜的时间是多少?BAC12、如图所示，折射率为 n = 72的液体表面上方有一点光源 S,发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面深度为 h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴。

以角速度逆时针方向匀速转动，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑珅冬, 且光斑到P点后立即消失，求：(1) 光斑在这一过程中的平均速度(2) 光斑在P点即将消失时的瞬时速度答案：(1) BC (2) C (3) B (4) B(5) D (6) D (7) A (8) B(9) C (10) D(11)解析：光路图如图所示，已知 a +E=Na=900, 8 =60—+丫 — E = 300解得 / = 600, sin 600 / sin a = n , sin / sin 口 = n，所以 a = E = 4502v.3d2C(12)解析：反射光的旋转速度为 2 ,转过的角度为 一一 1 . 29 , P点为全反射的发生点， sin C =—=—n 2。