选修2-3 知识点题库

太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子（中微子不带电）．若太阳辐射能量的总功率为P ，质子、氦核、正电子的质量分别为m_p、m_He、m_e ，真空中光速为c ．求：

（1）写出核反应方程；
（2）时间t内参与核反应的质子数（中微子能量可忽略）．

红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级如图所示，E₁是基态，E₂是亚稳态，E₃是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ₁的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E₃ ，然后自发跃迁到E₂ ，释放波长为λ₂的光子，处于亚稳态E₂的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为．

美国太空总署宣布，有颗名为2002NT7的小行星，可能在2019年2月1日撞上地球，给人类带来灾难或恐怖结果，专家指出，可以使用激光进行拦截，将其碎裂蒸发，人类获得的第一束激光是美国科学家梅曼于1960年宣布获得的，波长为0.6943微米，已知普朗克常量h=6.6×10^﹣³⁴J•s ，光速c=3×10⁸m/s ，则这束激光一个光子的能量J（结果保留两位有效数字）

光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向，且入射角等于或大于．

如图所示是太阳光照射地球的示意图，图中O为地球的中心，R为地球的半径，h为地球大气层的高度．假设地球大气层空气的密度均匀，其折射率为n，由于地球大气层空气比较稀薄，密度比较小，折射率n比较小，射入地球大气层的太阳光，经过大气层的太阳光，经过大气层折射后并不能都不能都直接射到地面．求：

（1）进入地球大气层的太阳光经地球大气层的折射后，能够直接射到地面的入射光的横截面积；
（2）假设地球大气层密度增大，地球大气层的折射光率增大到某一个定值n₀ ，恰能够使射到地球大气层的太阳光，经大气层折射后全部直接射到地面，求n₀的大小．

如图所示，A处放一频率为40Hz的音叉，经过橡皮管ACB和ADB连通到B处，在B处完全听不到音叉振动的声音，已知管ACB的长度为0.4m，声音在空气中传播速度为320m/s，求：

（1）声波的波长；
（2）管ADB的长度至少为多少米？

下列说法正确的是（）

A . 光的偏振现象说明光是一种纵波 B . 当波的波长比障碍物的尺寸大时，能产生明显的衍射现象 C . 当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音音调会变低 D . 电磁波由真空进入玻璃后频率变小 E . 对于机械波，横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定

全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是（）

A . 光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射 B . 如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射 C . 发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量 D . 只有在入射角等于临界角时才能发生全反射

如图，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为2a．一束单色光在AB边中点D处以某一入射角射入棱镜，在AC边上恰好发生全反射后，垂直BC边射出．已知真空中光速为c．求：

（i）入射角θ的正弦值；

（ii）单色光通过棱镜的时间t．

下列说法正确的是（）

A . 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B . 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 C . 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 D . 当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象 E . 用两束单色光A，B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长

某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，方程式中Q₁ ， Q₂表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

原子核	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
质量/u	1.0078	3.0160	4.0026	12.0000	13.0057	15.0001

以下推断正确的是（）

A . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂>Q₁ B . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂>Q₁ C . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂<Q₁ D . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂<Q₁

如图所示，空气中有一折射率为 $\text{[math]}$ 的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 $\text{[math]}$ 、半径为 $\text{[math]}$ 的扇形 $\text{[math]}$ ，一束光平行于横截面，以入射角 $\text{[math]}$ 照射到 $\text{[math]}$ 上， $\text{[math]}$ 不透光。只考虑首次入射到圆弧 $\text{[math]}$ 上的光( )

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A . 若 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 面上最大的入射角大于 $\text{[math]}$ B . 若 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 面上最大的入射角为 $\text{[math]}$ C . 若 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 上有光透出部分的弧长 $\text{[math]}$ πR D . 若增大 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 上有光透出部分的弧长变长

测量两面平行玻璃砖折射率的装置如图所示，带圆孔的遮光板N和光屏M平行放置，O点为圆孔的圆心，OO′连线垂直于光屏M，在O′O连线的延长线上放置一个点光源S，S到光屏M距离H＝20cm，测得光屏M上圆形光斑半径r₁＝20cm．将厚度d＝10cm、足够长的玻璃砖贴着N板放置，测得光屏M上圆形光斑半径为r₂＝15cm．

①求玻璃砖的折射率n；

②若将玻璃砖沿OO′连线向光屏M平移一小段距离，说明折射后落在光屏M上圆形光斑的大小有无变化．

小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图2所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了5⁰角，发现光线恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n= .

（1）关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是 _. (填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分)

A . 弹簧振子在四分之一周期里运动的路程一定等于一个振幅 B . 用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的多普勒效应 C . 摆钟偏慢时可通过缩短摆长进行校准 D . 光学镜头上的增透膜是利用了光的偏振 E . 电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线
（2）对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法. 图(a)为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图(b)所示，虚线为垂直于 MN 边的对称轴，∠AOB 可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于 MN 边射入该钻石内.

(ⅰ)若∠AOB＝106°时，光恰好不从 AO边射出. 请计算该钻石的折射率，判断该钻石的真假. (真钻石对该光的折射率为2.42，计算中可能用到sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

(ⅱ)继续打磨该钻石使 ∠AOB 减小后，让光线仍沿图(b)所示方向入射，光射到BO 边时刚好发生全发射，求∠AOB 的大小. (结果保留两位小数)

下列说法不正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 经过一次 $\text{[math]}$ 衰变后变为 $\text{[math]}$ B . 由核反应方程式 $\text{[math]}$ 可以判断X为电子 C . 核反应方程 $\text{[math]}$ 为轻核聚变 D . 16g铋210经过15天时间，还剩2g未衰变，则铋210的半衰期为5天

水下一点光源，发出红光。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心区域有光射出，已知区域的半径为R，红光在水中的折射率为n。下列判断正确的是( )

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A . 光源在水下的深度为 $\text{[math]}$ B . 如果光源在水中匀速下沉，则R随时间均匀增大 C . 水下光源发出的光，穿过水面可以照亮水面上方的任何位置 D . 换成蓝光光源，在水面上方向下看，水面被照亮区域增大

2020年12月17日，携带“月壤”的“嫦娥五号”返回器成功着陆。“月壤”中的氦-3是目前为止最理想的核聚变能源，它是一种高效、清洁、安全的核燃料，其参与的一种核反应为 $\text{[math]}$ ，其中辐射出一个 $\text{[math]}$ 光子。已知质子、氦-3、氦-4的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，普朗克常量为 $\text{[math]}$ ，真空中的光速为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 的比结合能比 $\text{[math]}$ 的小 B . 目前核电站使用的核燃料是 $\text{[math]}$ C . 辐射出的 $\text{[math]}$ 光子的能量 $\text{[math]}$ D . 辐射出的 $\text{[math]}$ 光子的波长 $\text{[math]}$

如图所示， $\text{[math]}$ 为直角三棱镜的截面， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，一束单色光从 $\text{[math]}$ 面上的 $\text{[math]}$ 点斜射入棱镜，入射光线与 $\text{[math]}$ 边平行，折射光线射到 $\text{[math]}$ 面上的 $\text{[math]}$ 点，经 $\text{[math]}$ 面反射，光线照射到 $\text{[math]}$ 面上的 $\text{[math]}$ 点，且 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 平行。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点间距为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 两点间距为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为 $\text{[math]}$ 。

求：

（1）棱镜对该单色光的折射率；
（2）光在棱镜中沿 $\text{[math]}$ 传播所用的时间（结果保留两位有效数字）。

如图所示，一圆柱形透明介质，其高度是底面半径的2倍，其中轴线 $\text{[math]}$ 的中点 $\text{[math]}$ 处有一点光源，能发射出单色光。当光射到侧面上，侧面上亮区域的高度为 $\text{[math]}$ ，其中R为底面的半径，光在真空中的传播速度为 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）透明介质对此种单色光的折射率；
（2）光从 $\text{[math]}$ 点沿直线传播到 $\text{[math]}$ 点的时间。