二、典型例题
【例题1】关于电磁波,下列说法中正确的是( )。
A.不同频率的电磁波在真空中均有相同的速度
B.所有的电磁波都是看不见的
C.均匀变化的电场或均匀变化的磁场都能产生电磁波
D.电磁波的频率越大,越容易产生衍射现象
【解析】不同频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c=3×108m/s。电磁波按波长从小到大依次为:γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波等,其中只有可见光的波长段可以被人眼接收。麦克斯韦的电磁场理论指出:变化的电场周围会产生磁场,变化的磁场周围又会产生电场,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并向周围空间传播,就形成了电磁波。但是均匀变化的电场产生的是恒定不变的磁场,恒定不变的磁场无法进一步产生电场,因此均匀变化的电场或均匀变化的磁场不能产生电磁波。电磁波的频率越大,波长越短,越不容易产生衍射现象。选项A正确。
【例题2】利用如图所示装置,可以在光屏上观察到明暗相间的条纹,这是光的_________现象,若保持缝到光屏的距离不变,调节狭缝的缝宽,则屏上明暗相间的条纹间距将随缝宽的减小而_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解析】光通过细小的狭缝,产生的是衍射现象。根据衍射实验的实验结论,若保持狭缝到光屏的距离不变,屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大。
小结:本题考查观察光的衍射现象实验。要求根据实验器材判断该实验是干涉现象还是衍射现象,还需要知道实验的结论。
【例题3】由核内射出、属于电磁波的射线是( )。
A.阴极射线 B.X射线 C.α射线 D.γ射线
【解析】首先,在核反应过程中从原子核内发出的射线是α射线、β射线和γ射线,其中α射线、β射线分别是高速运动的氦核和电子流,都不是电磁波,只有γ射线是光子,速度为光速,是电磁波;阴极射线是原子核外的电子从原子中释放出来形成的电子流,不是电磁波;X射线是原子核外电子在不同能级间跃迁时释放的光子流,属于电磁波。选项D正确。
【例题4】下列核反应方程中X表示α粒子,且属于人工转变的是( )。


(例题2图)
【解析】人工转变与天然衰变的区别在于:人工转变需要有粒子去轰击某个原子核,因此在方程式的左边至少有两项,而天然衰变则由某个原子核自发地发射出α粒子或β粒子,在方程式的左边只有一项。在核反应过程中,无论是衰变还是人工转变,都遵循两个守恒:即质量数守恒和电荷数守恒。根据这两个守恒,通过简单的加减计算即可求出每个反应式中X的质量数和电荷数。α粒子的本质是氦原子核,即
,质量数为4,电荷数为2。选项D正确。
【例题5】(2019·上海)如图所示,光滑轨道abc固定在竖直平面内,在c点与粗糙水平轨道cd相切,a,c与轨道最低点b之间的高度差分别为H1和H2。一个质量为m的小球A从a处由静止起沿轨道运动,在b处与质量也为m的静止小滑块B相撞后静止,并将动能全部传递给B。随后B沿轨道运动到d静止,从c运动到d的时间为t。重力加速度为g。
(1)求滑块与水平轨道cd间的动摩擦因数μ。
(2)可以用A,B在轨道abc上的运动来类比光电效应。分析说明小球A、滑块B可以类比光电效应中的什么粒子,哪个物理量可以类比极限频率。
【解析】(1)由A球运动到b处的机械能为
E=mgH1
然后将这部分能量传递给B,设B球在c处的速度为v,则由机械能守恒定律可知,


(例题5图1)
(2)小球A、滑块B可以类比光电效应中的光子、光电子。H2可类比极限频率。
由爱因斯坦光电方程:Ek=hν-W0画出图象,如图2(a);在此题中类似的有:Ek=mgH1-mgH2,如图2(b)。

(例题5图2)