Question

本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．
B．（选修模块3-4 ）
（1）下列说法中正确的是

BD

A．牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，牛顿环变密
B．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
C．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
D．狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
（2）如图甲所示，A、B、C为等腰棱镜，D为AB的中点．a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点．则a光通过棱镜的时间

大于

b光通过棱镜的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射临界角

小于

b光发生全反射临界角（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图乙所示，经0.3s质点a第一次达到波峰位置，则质点b的起振方向为

+y轴方向

，质点b的位移第一次为-5

2

cm的时刻为

0.65

s．

C．（选修模块3-5）
（1）（4分）下列说法正确的是

AD

A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定
C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
（2）如图丙所示为氢原子的能级图．让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为

12.09

eV．用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是

7.55

eV．
（3）静止的

6 3

Li核俘获一个速度v₁=7.7×10⁴m/s的中子而发生核反应，生成两个新核．其中

4 2

He的速度大小为v₂=2.0×10⁴m/s，其方向与反应前中子速度方向相同．
①写出上述核反应方程

6 3

Li+

1 0

n→

4 2

He+

3 1

H

；
②求另-新核的速度大小和方向．

Answer 1

分析：B、（1）牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，牛顿环变疏．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理．雷达利用电磁波来测定物体的距离和方位．狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）根据光线通过棱镜的偏折角大小，判断折射率的大小，由v=

c

n

分析光在棱镜中传播速度的大小，再分析两束光通过棱镜的时间的长短．
（3）根据波传播方向判断质点b的起振方向．根据数学知识求出质点b的位移第一次为-5

2

cm的时刻．
C、（1）黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．
（2）单色光照射到大量处于基态的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率，说明基态的氢原子跃迁到n=3的激发态，根据玻尔理论照射氢原子的单色光的光子能量．由爱因斯坦光电效应方程求出逸出的光电子的最大初动能．
（3）根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程式．根据动量守恒求解另-新核的速度大小和方向．

解答：解：B、（1）A、牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更低的单色光照射时，波长变长，牛顿环变疏．故A错误．
B、电子表的液晶显示应用了光的偏振原理．故B正确．
C、雷达利用电磁波来测定物体的距离和方位．故C错误．
D、狭义相对性原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．故D正确．
故选BD
（2）由图看出，a光通过棱镜通过棱镜的偏折角较大，棱镜对a光的折射率较大，由v=

c

n

可知，a光在棱镜中传播速度较小，而传播的距离较大，所以光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间．由临界角公式sinC=

1

n

分析得知，a光全反射临界角小于b光全反射临界角．
（3）依题：波x轴正方向传播，从图示时刻传到b点所用时间为t₁=T=0.4s．t=0时刻x=4m处质点的振动方向沿+y轴方向，则质点b的起振方向为沿+y轴方向．由题，经0.3s质点a第一次达到波峰位置，则周期T=0.4s，b质点的振动方程为y=Asin

2π

T

t=10sin5πt₂，当y=-5

2

cm时得到t₂=0.25s，所以质点b的位移第一次为-5

2

cm的时刻为t=t₁+t₂=0.65s．

C、（1）A、根据黑体裁辐射实验结果得知，黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．
故A正确．
B、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定．故B错误．
C、宏观物体的物质波波长非常小，波动性很弱，不容易观察到它的波动性．故C错误．
D、相同速度的质子与电子，质子物质波的波长要小，衍射现象较弱，所以用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D正确．
故选AD  
（2）单色光照射到大量处于基态的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率，说明基态的氢原子跃迁到n=3的激发态，根据玻尔理论得到：照射氢原子的单色光的光子能量为：
△E=E₃-E₁=-1.51eV-（-13.6）eV=12.09eV
由爱因斯坦光电效应方程得，逸出的光电子的最大初动能：
E_k=△E-W=12.09V-4.54eV=7.55eV．
（3）①

6 3

Li+

1 0

n→

4 2

He+

3 1

H
②根据运量守恒定律得：
m₁v₁=m₂v₂+m₃v₃
又m₂=4m₁，m₃=3m₁，v₁=7.7×10⁴m/s，v₂=2.0×10⁴m/s，
解得：v₃=-1000m/s，新核运动方向与氦核的运动方向相反．
故答案为：
（1）B D；（2）大于，小于   
（3）+y轴方向，0.65
选修3-5
（1）AD   
（2）12.09，7.55   
（3）

6 3

Li+

1 0

n→

4 2

He+

3 1

H
另一新核的速度大小为1000m/s，方向与氦核的运动方向相反．

点评：本题是选修3-4和3-5的内容，常识性问题较多，要在理解的基础上加强记忆，力争得高分．