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5．近代物理和原子物理

㈠經典題目　

【點評】照相底片感光不同于用眼睛直接觀察，既可以用可見光來做干涉實驗，也可以用不可見光如紅外線、紫外線、X射線和射線等來做；原子發光從核外到核內，依次是：核外層電子→紅外線、可見光和紫外線；內層電子→X射線；原子核→射線。氫原子從高能級躍遷到的能級放出紫外線，因此能量較大的紫外線以及能量更大的X射線、都可以使處于基態的氫原子電離。

㈢專家寄語

光學部分13個知識點中，雖然只有光的反射、折射和光電效應三個Ⅱ級要求考點，卻是必考內容之一，必須全面復習。一般是選擇題相對性較大，也可能是實驗題，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光子能使處于基態的氫原子電離，則b光子一定能電離處于基態的氫原子，A錯；原子核外層電子受激發產生的光子能量比內層電子受激發發生的光子能量小，B正確CD錯。

【預測題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光照射時形成的，圖乙是b光照射時形成的．則關于a、b兩束光，下述正確的是（      ）

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

B．若a光子是原子核外層電子受激發產生的，則b光子可能是原子核內層電子受激發產生的

C．若用a光照射某金屬時不能打出光電子，則用b光照射該金屬時一定不能出光電子

D．若a光是氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時產生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級向n=2的能級躍遷時產生的

【答案】B

【解析】陰極K的極限頻率與其材料，與入射光無關，A錯；光電效應發生的時間極短，且與入射光無關，B錯；由圖乙可知，兩種光照射時，光電管的反向截止電壓相同，則光電子的最大初動能全部用來克服電場力做功，由可知，這兩種光實際是同頻率的光，C錯；圖乙顯示飽和光電流不同，表示入射光強度不同，D正確。

【點評】材料型試題，試題先介紹研究光電效應的實驗電路、反向截止電壓、飽和光電流等概念，考查對光電效應的規律理解、光電效應方程、電場力對光電子做功、光電管的伏安特性曲線等，對考生的理解能力和綜合分析能力要求較高。

【預測題15】研究光電效應規律的實驗裝置如圖甲所示，以頻率為v₁和v₂的兩種光光電管陰極K時，才有光電子產生。在光電管的兩極K、A之間加反向電壓時，光電子從陰極K發射出來后向陽極A做減速運動。當電流表G讀數為零時，電壓表V的讀數稱為反向截止電壓。在光電管K、A之間加正向電壓時，光電子從陰極K發射出來向陽極A做加速運動，當電流表G的讀數為最大時，稱為飽和光電流。由電壓表V和電流表G的讀數，可畫出兩種光照射時光電管的伏安特性曲線如圖乙所示。以下說法正確的是

A．兩種光分別照射光電管時，陰極K的極限頻率不同

B．兩種光分別照射光電管時，光電子從陰極K表面逸出時間的長短不同

C．兩種光的頻率不同

D．兩種光的強度不同

【答案】D

【解析】光沿PO射到界面上時，同時發生了反射和折射，Ⅰ為直接反射的光，為復色光；折射進入玻璃的光由于折射率不同而發生色散，然后在玻璃板的下表面反射和兩次進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；當時，反射光與入射光重合，因此當α增大時，Ⅱ、Ⅲ光束靠近光束Ⅰ，B錯；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生光電效應現象，則光Ⅲ不一定能使該金屬發生光電效應現象，C錯；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，不會發生全反射，D錯。

【點評】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系、色散、光子的能量、光電效應、全反射、光路可逆等知識點，涉及面廣。

【預測題14】如右圖所示，一束由兩種色光混合的復色光沿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會遠離光束Ⅰ

C．光Ⅱ照射某金屬表面能發生光電效應現象，則光Ⅲ也一定能使該金屬發生光電效應現象

D．減小α角且α>0°，光束Ⅲ可能會從上表面消失

【答案】A

D．波長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明光具有流動性，而光的偏振證明光的橫波，A錯；愛因斯坦就是為了解釋光電效應提出了光子說，往后的實驗事實證明了愛因斯坦的正確性，光電效應和康普頓效應都是證明光的粒子性的事實，B正確；若汽車的車燈燈罩用水平方向的偏振片，則駕駛室前的擋風玻璃該用豎直方向的偏振片才能使進入駕駛室的光減弱，C錯；任何光都既具有波動性，又具有粒子性，D錯。

【點評】試題從光的波粒二象性的角度考查對光的性質理解和掌握，光的波動性由光的干涉、衍射、偏振等事實證明了，而光電效應和康普頓效應證明光具有粒子性，同時光是一種概率波，少量光子只顯示出粒子性，只有大量光子才能顯示其波動性。

㈡新穎題目

4．光學

㈠經典題目　

【預測題13】下列說法正確的是

A．光的干涉說明光具有波動性，光的衍射說明光是橫波

B．光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性

C．若汽車車燈的燈罩用水平方向的偏振片，則駕駛室前的擋風玻璃應該也用水平方向的偏振片