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（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，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出發經S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結果產生一亮紋，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′出發分別經S₁、S₂產生的零級亮紋，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的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應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果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發出的光強相同、波長皆為。當增大導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可以同步對稱調節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來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導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學困難，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，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出發經S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結果產生一亮紋，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′出發分別經S₁、S₂產生的零級亮紋，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的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應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果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發出的光強相同、波長皆為。當增大導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可以同步對稱調節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來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導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學困難，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，這是光的干涉現象

B．用激光“焊接”剝落的視網膜利用了激光的相干性好

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

D．經典物理學的時空觀認為時間和空間是脫離物質而存在的

（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；質點a平衡位置的坐標x_a=2.5m，再經         s它第一次經過平衡位置向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．分析物質的原子光譜，可以鑒別物質中含哪些元素

D．對天然放射現象的研究建立了原子的核式結構模型

（2）完成下列核反應方程，并說明其反應類型：

① +→++         ，它屬于           反應；

② →+         ，它屬于           反應。

（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，能否產生光電效應？若能，試求出產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，這是光的干涉現象

B．用激光“焊接”剝落的視網膜利用了激光的相干性好

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

D．經典物理學的時空觀認為時間和空間是脫離物質而存在的

（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；質點a平衡位置的坐標x_a=2.5m，再經         s它第一次經過平衡位置向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．分析物質的原子光譜，可以鑒別物質中含哪些元素

D．對天然放射現象的研究建立了原子的核式結構模型

（2）完成下列核反應方程，并說明其反應類型：

① +→++        ，它屬于           反應；

② →+         ，它屬于           反應。

（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，能否產生光電效應？若能，試求出產生的光電子的最大初動能。（普朗克常量h=6.63×10^-34Js）