高考专题十光学

1、2014-2015学年度?学校3月月考卷学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（题型注释）1一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是A.红光以30°的入射角入射B.红光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射【答案】D【解析】因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B项错；设入射角为i,折射角为r,则侧移距离,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。2实验表明

2、，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式：，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。则 屏abcadA屏上c处是紫光B屏上d处是红光C屏上b处是紫光D屏上a处是红光【答案】D【解析】白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下（a、b、c、d）依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确。3光电效应实验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子【答案】CD【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，低

3、于极限频率，不论光照时间多长，强度多大，均不会发生光电效应，AB错误、D正确；由光电子的初动能与遏止电压的关系及发生光电效应逸出的电子初动能知C正确。4关于波动，下列说法正确的是A各种波均会发生偏振现象B用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警【答案】、BD【解析】只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横

4、波的预警，故D正确。5用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是(A)改用频率更小的紫外线照射 (B)改用X射线照射(C)改用强度更大的原紫外线照射 (D)延长原紫外线的照射时间【答案】B【解析】对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，减小波长，B正确。6一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长【答案】A【解析】光在不同介质中传播时频率f不变，光在真空中的速度

5、最大，在空气中的传播速度接近真空中的速度，大于在其他介质（玻璃）中的传播速度，因此光的折射率n=cv>1，由v = f可知，在v变小f不变时，波长变短。7在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离【答案】AC【解析】根据双缝干涉实验条纹间隔公式，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有，改用波长较长的红光作为入射光，增大双缝到屏的距离L，减小双缝之间的距离d，选项AC正确。8根据爱因斯坦的“光子说”可知 （ ）（A）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”

6、 （B）光的波长越大，光子的能量越小（C）一束单色光的能量可以连续变化 （D）只有光子数很多时，光才具有粒子性【答案】B【解析】爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的不连续的它并不否定光的波动性，而牛顿的“微粒说”与波动说是对立的，因此A不对由爱因斯坦的“光子说”中光子的能量；可知波长越长，光子的能量越小，因此B正确。某一单色光，波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此C不对大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此D不对。9在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 （ ）（A）频率（B）强度（C）照射时间（D）光子数目【答案】A【解析

7、】根据爱因斯坦的光电效应方程：，光电子的最大初动能只与入射光的频率在关，与其它无关。而光照强度，照射时间及光子数目与逸出的光电子数量的关。10产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是、A.对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B.对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C.对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D.对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系【答案】ADE【解析】根据光电效应规律，对于同种金属，与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，Ek与照射光的频率成线性关系，Ek与照射光的波长有关，但不是成

8、反比，选项AD正确BC错误；对于不同种金属，若照射光频率不变，根据光电效应方程，与金属的逸出功成线性关系，选项E正确。11硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应【答案】A。【解析】硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，A正确；是利用光电效应原理制成的器件，依据光电效应方程可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光电效应，B错误，C错误，D错误。12英国科学家瑞利于1871年证明：一束光穿过大气距离后，其强

9、度从下降为的公式为，其中叫做吸收系数，式中为光的频率，为光速，标准状况下，个/厘米，。定义，叫做衰减长度，它表示光经过距离后其强度降低到原来的。根据以上信息，结合所学只是可以判断A可见光中衰减最厉害的是红光 B可见光中衰减最厉害的是紫光C可见光中衰减最厉害的是黄绿光 D不同颜色的光衰减程序基本相同【答案】B【解析】由可知光的衰减量为，又，可见光中只有紫光的频率最大，则最大，代入上式可知紫光是衰减量最大。B正确。13下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （ ）（A）甲为紫光的干涉图样 （B）乙为紫光的干涉图样（C）丙为红光的干涉图样 （D）丁为红光的干涉图样【答案】B【解析】当单色光通

10、过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图案是中间宽两边窄的衍射图样，因此甲、乙为干涉图案；而丙、丁为衍射图案。并且红光的波长较长，干涉图样中，相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，干涉图样中相邻条纹间距较小，因此B选项正确。14用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像(D)实验表明光是一种概率波【答案】ABD【解析】（a）中是少量的光打在底板上，出现的是无规则的点子，显示出光是粒子性；（b）中延长光照时间，使大量光子打在底板上，出

11、现了明暗相间的干涉条纹或衍射条纹，显示了光的波动性；（c）中用紫外光仍可看到条纹，只是条纹宽度较窄。表明光的波动性和粒子性这一对矛盾在一定条件下可以相互转化，这是一种概率统计波。ABD正确15题图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线A不能从圆孤射出B只能从圆孤射出C能从圆孤射出D能从圆孤射出 【答案】B【解析】本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为可知其临界角C满足：，可求出GG1右边的入射光线没

12、有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧NG1射出。16用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7。由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63·s），光速c=3.0/s，结果取两位有效数字）A5.5Hz B7.9Hz C9.8Hz D1.2Hz【答案】B【解析】本题主要考查了光电效应的理解，由光电效应方程和波长与频率的关系金属的逸出功代入数据可知金属极限频率为7.9x1014HZ,选项B正确。17真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为1和2)制成，板面积为S，间距为d.现用波长为(12)的单色光持续照射两板内表面

13、，则电容器的最终带电荷量Q正比于()A.B.C.D.【答案】D【解析】根据题意可知，波长为的单色光能够使钾发生光电效应，根据光电效应方程有(式)，Q=CU(式)，(式)，由式联立有18“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中是入射角，是折射角，、分别为超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（ ）A B C

14、 D【答案】D【解析】设光线射入肝脏后的折射角为，则由可得，即，则，根据几何知识可得，联立几式得h=二、填空题（题型注释）19如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的 (填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的 (填“波动说"、“微粒说"或“光子说")。【答案】衍射，波动说 【解析】光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象叫做光的衍射，这是典型的圆孔衍射。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。三、实验题（题型注释）四、计算题（题型注释）20一玻璃三棱镜，其截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？【答案】【解析】设入射光线经玻璃折射时，入射角为I，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为。根据折射定律有由几何关系得：当时，由式知，有最大值（如图）由式得，同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，即由式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为