5．近代物理和原子物理

㈠经典题目　

【点评】照相底片感光不同于用眼睛直接观察，既可以用可见光来做干涉实验，也可以用不可见光如红外线、紫外线、X射线和射线等来做；原子发光从核外到核内，依次是：核外层电子→红外线、可见光和紫外线；内层电子→X射线；原子核→射线。氢原子从高能级跃迁到的能级放出紫外线，因此能量较大的紫外线以及能量更大的X射线、都可以使处于基态的氢原子电离。

㈢专家寄语

光学部分13个知识点中，虽然只有光的反射、折射和光电效应三个Ⅱ级要求考点，却是必考内容之一，必须全面复习。一般是选择题相对性较大，也可能是实验题，试题难度偏易，分不可失。

【解析】b光的干涉条纹间距比a光小，由可知b光的波长比a光短，频率比a光高，光子能量比a光大，因此若a光子能使处于基态的氢原子电离，则b光子一定能电离处于基态的氢原子，A错；原子核外层电子受激发产生的光子能量比内层电子受激发发生的光子能量小，B正确CD错。

【预测题16】a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射时形成的，图乙是b光照射时形成的．则关于a、b两束光，下述正确的是（      ）

A．若a光子能使处于基态的氢原子电离，则b光子有可能不能电离处于基态的氢原子

B．若a光子是原子核外层电子受激发产生的，则b光子可能是原子核内层电子受激发产生的

C．若用a光照射某金属时不能打出光电子，则用b光照射该金属时一定不能出光电子

D．若a光是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的

【答案】B

【解析】阴极K的极限频率与其材料，与入射光无关，A错；光电效应发生的时间极短，且与入射光无关，B错；由图乙可知，两种光照射时，光电管的反向截止电压相同，则光电子的最大初动能全部用来克服电场力做功，由可知，这两种光实际是同频率的光，C错；图乙显示饱和光电流不同，表示入射光强度不同，D正确。

【点评】材料型试题，试题先介绍研究光电效应的实验电路、反向截止电压、饱和光电流等概念，考查对光电效应的规律理解、光电效应方程、电场力对光电子做功、光电管的伏安特性曲线等，对考生的理解能力和综合分析能力要求较高。

【预测题15】研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为v₁和v₂的两种光光电管阴极K时，才有光电子产生。在光电管的两极K、A之间加反向电压时，光电子从阴极K发射出来后向阳极A做减速运动。当电流表G读数为零时，电压表V的读数称为反向截止电压。在光电管K、A之间加正向电压时，光电子从阴极K发射出来向阳极A做加速运动，当电流表G的读数为最大时，称为饱和光电流。由电压表V和电流表G的读数，可画出两种光照射时光电管的伏安特性曲线如图乙所示。以下说法正确的是

A．两种光分别照射光电管时，阴极K的极限频率不同

B．两种光分别照射光电管时，光电子从阴极K表面逸出时间的长短不同

C．两种光的频率不同

D．两种光的强度不同

【答案】D

【解析】光沿PO射到界面上时，同时发生了反射和折射，Ⅰ为直接反射的光，为复色光；折射进入玻璃的光由于折射率不同而发生色散，然后在玻璃板的下表面反射和两次进入空气的折射而成为Ⅱ、Ⅲ两束，如图所示，由图可知，光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光；由光路可逆可知，三束光彼此平行，A正确；当时，反射光与入射光重合，因此当α增大时，Ⅱ、Ⅲ光束靠近光束Ⅰ，B错；由于光束Ⅱ在玻璃中的折射率比光束Ⅲ大，光Ⅱ的频率比光Ⅲ高，所以光Ⅱ照射某金属表面能发生光电效应现象，则光Ⅲ不一定能使该金属发生光电效应现象，C错；由于光路可逆，因此只要光能从上表面射入，则一定能以原角度从上表面射入空气，不会发生全反射，D错。

【点评】试题利用平板玻璃的两面的反射和折射，综合考查了反射、折射、折射率与光的频率关系、色散、光子的能量、光电效应、全反射、光路可逆等知识点，涉及面广。

【预测题14】如右图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，则

A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，且三束光一定相互平行

B．增大α角且α≤90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ

C．光Ⅱ照射某金属表面能发生光电效应现象，则光Ⅲ也一定能使该金属发生光电效应现象

D．减小α角且α>0°，光束Ⅲ可能会从上表面消失

【答案】A

D．波长很短的光子只具有粒子性

【答案】B

【解析】光的干涉和衍射都说明光具有流动性，而光的偏振证明光的横波，A错；爱因斯坦就是为了解释光电效应提出了光子说，往后的实验事实证明了爱因斯坦的正确性，光电效应和康普顿效应都是证明光的粒子性的事实，B正确；若汽车的车灯灯罩用水平方向的偏振片，则驾驶室前的挡风玻璃该用竖直方向的偏振片才能使进入驾驶室的光减弱，C错；任何光都既具有波动性，又具有粒子性，D错。

【点评】试题从光的波粒二象性的角度考查对光的性质理解和掌握，光的波动性由光的干涉、衍射、偏振等事实证明了，而光电效应和康普顿效应证明光具有粒子性，同时光是一种概率波，少量光子只显示出粒子性，只有大量光子才能显示其波动性。

㈡新颖题目

4．光学

㈠经典题目　

【预测题13】下列说法正确的是

A．光的干涉说明光具有波动性，光的衍射说明光是横波

B．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性

C．若汽车车灯的灯罩用水平方向的偏振片，则驾驶室前的挡风玻璃应该也用水平方向的偏振片