5．如图14－3所示，a、b、c三条光线交于一点S，如果在S点前任意位置放一块平面镜M，则a、b、c三条光线的反射光线(　)

A．可能交于一点，也可能不交于一点

B．一定不交于一点

图14－3

C．一定交于平面镜前一点

D．反射光线的反向延长线交于镜后一点

解析：选C.用光路可逆性分析可知：我们把a、b、c看成平面镜M的反射光线，S是平面镜中的虚像，根据平面镜前的物体与其像对称的关系，我们可以找到相应的点光源S0和光路，由此可知：a、b、c三条光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与S点关于平面镜对称．故C正确．

图14－4

6．2010年上海世博会，光纤通信网覆盖所有场馆，为各项活动提供了安全可靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图14－4所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n₁，外层材料的折射率为n₂，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法中正确的是(图中所示的φ为全反射的临界角，其中sinφ＝)(　)

A．n₁>n₂，t＝　　　B．n₁>n₂，t＝

C．n₁<n₂，t＝　 　　　　　D．n₁<n₂，t＝

答案：B

图14－5

4．(2009年宁夏一中二模)如图14－2所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是(　)

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

图14－2

B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的

C．在水中a光的速度比b光的速度小

D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角

解析：选AD.由题图知，a光的折射率小，波长长，波速大，临界角大，故A、D正确，C错；任何光的衍射条纹宽度都不均匀，故B错．

3．如图14－1所示，a和b都是厚度均匀的平板玻璃，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角θ从P点射入(θ>φ)．已知此光束由红光和蓝光组成．则当光束透过b板后(　)

A．传播方向相对于入射光方向向左偏转φ角

图14－1

B．传播方向相对于入射光方向向右偏转φ角

C．红光在蓝光的左边

D．红光在蓝光的右边

解析：选D.由于红光的频率小于蓝光的频率，因此玻璃对蓝光的 折射率比对红光的折射率大，由光路分析知，细光束经玻璃板a折射后红光的折射角大于蓝光的折射角，故从玻璃板a透过的红光在蓝光的右边，且红光与蓝光平行，都与入射光束平行．当光束透过b板后，红光和蓝光仍都与入射光束平行．所以红光应在蓝光的右边，传播方向相对于入射光的方向不偏转，故D正确．

2．太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于(　)

A．太阳表面大气层中缺少相应的元素

B．太阳内部缺少相应的元素

C．太阳表面大气层中存在着相应的元素

D．太阳内部存在着相应的元素

解析：选C.太阳光谱是典型的吸收光谱，是太阳发出的光通过温度较低的太阳大气层所形成的．太阳光谱中的许多暗线，说明在太阳大气层里含有与这些暗线相对应的元素，而不是缺少这些元素，同时由于太阳光谱是通过太阳大气层所形成的吸收光谱，只能说明太阳大气层含有这些元素，而不是太阳内部含有这些元素．故选C项．

1．下列现象中由光的干涉产生的是(　)

A．天空出现彩虹

B．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹

C．阳光通过三棱镜形成彩色光带

D．光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹

答案：B

16．(12分)(2010年湛江模拟)光具有波粒二象性，光子的能量E＝hν，其中频率ν表示波的特征．在爱因斯坦提出光子说之后法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系p＝h/λ.

若某激光管以P_w＝60 W的功率发射波长λ＝663 nm的光束，试根据上述理论计算：

(1)该管在1 s内发射出多少光子？

(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？

解析：(1)光子不仅有能量，而且有动量，照射物体时，产生的作用力可根据动量定理．设在时间Δt内发射出的光子数为n，光子频率为ν，每个光子的能量E＝hν，所以P_W＝(Δt＝1 s)．

而ν＝，解得n＝

＝个＝2.0×10²⁰个．

(2)在时间Δt内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为p_总＝np＝n.

根据动量定理有F·Δt＝p_总，

解得黑体表面对光子束的作用力为

F＝＝＝＝

＝ N＝2.0×10^－7 N.

又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力

F′＝F＝2.0×10^－7 N.

答案：(1)2.0×10²⁰个　(2)2.0×10^－7

12．5%M₀＝M₀()

则＝3，t＝3τ＝3×5730年＝17190年．

(Ⅱ)(1)核反应方程式为：₂⁴He+₁₃²⁷Al→₁₅³⁰P+₀¹n.

(2)设该种粒子的质量为m，则¹²C核的质量为12m.由动量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)+12mv₂

解得：v₂＝

则碰撞后该种粒子运动方向与原粒子运动方向相同．

答案：(Ⅰ)17190年　(Ⅱ)见解析

14．(10分)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10^－34 J·s，光速为3.0×10⁸ m/s，则

(1)人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？

(2)用这种波长的绿色光照射下列五种材料能产生光电效应的材料有几种？

材料	铯	钙	镁	铍	钛
逸出功(×10－19 J)	3.0	4.3	5.9	6.2	6.6

解析：(1)每个绿光光子的能量E₀＝hν＝h＝ J＝3.8×10^－19 J

最少须每秒射入6个绿光光子人眼才能察觉故P＝＝6×3.8×10^－19 W＝2.3×10^－18 W.

(2)发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功，E₀仅大于铯的逸出功，故只有一种．

答案：(1)2.3×10^－18 W　(2)1

\x(　饭桶新兵　一名新兵在练习射靶时，一连打了数十发子弹15.(10分)(Ⅰ)放射性同位素 ₆¹⁴C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖. ₆¹⁴C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中 ₆¹⁴C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？

(Ⅱ)1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击静止的₁₃²⁷Al，发现了放射性磷₁₅³⁰P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．

(1)写出这个过程的核反应方程式；

(2)若该种粒子以初速度v₀与一个静止的¹²C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v₁，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

解析：(Ⅰ)由于生物活体通过新陈代谢，生物体 ₆¹⁴C与 ₆¹²C的比例和空气相同，都是固定不变的，但生物遗骸由于新陈代谢停止， ₆¹⁴C发生衰变、 ₆¹⁴C与 ₆¹²C的比值将不断减小，由半衰期的定义得

13．(8分)(2009年高考江苏卷)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中₁¹H的核反应，间接地证实了中微子的存在．

(1)中微子与水中的₁¹H发生核反应，产生中子(₀¹n)和正电子(₊₁⁰e)，即中微子+₁¹H―→₀¹n+₊₁⁰e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)

A．0和0 　　　　　　　　　B．0和1

C．1和0 　　　　　　　　　D．1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

₊₁⁰e+_－1⁰e―→2γ

已知正电子和电子的质量都为9.1×10^－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_________________________________________________.

(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波长的大小．

解析：(1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确．

(2)由能量守恒有2E＝2m_ec²，所以E＝m_ec²＝9.1×10^－31×(3.0×10⁸)² J＝8.2×10^－14 J.

反应过程中动量守恒且总动量为零．

(3)粒子的动量p＝，物质波的波长λ＝

由m_n＞m_e，知p_n＞p_e，则λ_n＜λ_e.

答案：(1)A　(2)8.2×10^－14　遵循动量守恒　(3)λ_n＜λ_e

12．利用氦－3(₂³He)和氘进行的聚变安全、无污染、容易控制，月球上有大量的氦－3，每个航天大国都将获取氦－3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦－3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦－3和一个中子的核反应方程是：2₁²H→₂³He+₀¹n+3.26 MeV.

若有2 g氘全部发生聚变，则释放的能量是(N_A为阿伏加德罗常数)

A．0.5×3.26 MeV　 　　　　　　　B．3.26 MeV

C．0.5 N_A×3.26 MeV 　　　　　　D．N_A×3.26 MeV

解析：选C.每两个氘核发生聚变，释放的核能为3.26 MeV,2 g氘核含有的核个数为 mol＝1 mol，故释放的能量是N_A××3.26 MeV，即0.5N_A×3.26 MeV.