（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S₁、S₂對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S₁、S₂產(chǎn)生的零級亮紋，與P₀的距離

　　2.當光源寬度為的擴展光源時，可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應(yīng)的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導(dǎo)致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴展光源處理時，研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學(xué)困難，為簡化討論，本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S₁、S₂對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S₁、S₂產(chǎn)生的零級亮紋，與P₀的距離

　　2.當光源寬度為的擴展光源時，可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應(yīng)的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導(dǎo)致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴展光源處理時，研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學(xué)困難，為簡化討論，本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

圖1

圖2

A（選修3-4模塊）

（1）下列說法正確的是（    ）

A．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象

B．用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜利用了激光的相干性好

C．麥克耳孫-莫雷實驗結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的

D．經(jīng)典物理學(xué)的時空觀認為時間和空間是脫離物質(zhì)而存在的

（2）如圖所示，一個半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向射入球體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知OA=，該球體對藍光的折射率為。則它從球面射出時的出射角=         ；若換用一束紅光同樣從A點射向該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置        (填“偏左”、“偏右”或“不變”)。

（3）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t=0時刻的波形如圖所示。該列波的波速是          m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標x_a=2.5m，再經(jīng)         s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動。

B（選修3-5模塊）

（1）下列說法正確的是（    ）

A．宏觀物體也有波動性，這種波就是機械波

B．光既具有粒子性又具有波動性，光波是概率波

C．分析物質(zhì)的原子光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素

D．對天然放射現(xiàn)象的研究建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

（2）完成下列核反應(yīng)方程，并說明其反應(yīng)類型：

① +→++         ，它屬于           反應(yīng)；

② →+         ，它屬于           反應(yīng)。

（3）用波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10^-19J金屬材料銫時，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動能。（普朗克常量h=6.63×10^-34Js）

A（選修3-4模塊）（12分）

（1）下列說法正確的是（    ）

A．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象

B．用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜利用了激光的相干性好

C．麥克耳孫-莫雷實驗結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的

D．經(jīng)典物理學(xué)的時空觀認為時間和空間是脫離物質(zhì)而存在的

（2）如圖所示，一個半徑為R的透明球體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向射入球體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知OA=，該球體對藍光的折射率為。則它從球面射出時的出射角=         ；若換用一束紅光同樣從A點射向該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置        (填“偏左”、“偏右”或“不變”)。

（3）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t=0時刻的波形如圖所示。該列波的波速是          m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標x_a=2.5m，再經(jīng)         s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動。

B（選修3-5模塊）（12分）

（1）下列說法正確的是（    ）

A．宏觀物體也有波動性，這種波就是機械波

B．光既具有粒子性又具有波動性，光波是概率波

C．分析物質(zhì)的原子光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素

D．對天然放射現(xiàn)象的研究建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

（2）完成下列核反應(yīng)方程，并說明其反應(yīng)類型：

① +→++        ，它屬于           反應(yīng)；

② →+         ，它屬于           反應(yīng)。

（3）用波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10^-19J金屬材料銫時，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動能。（普朗克常量h=6.63×10^-34Js）