2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 14 光的波动性 量子论初步 探究开放题解答

1、光的波动性 量子论初步探究开放题解答综合问题l波动现象在生活、生产技术上的应用1. 如图146所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检物体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图146所示，条纹中的P和Q的情况，下列说法正确的是 ( ) A此为干涉条纹，它是由M的上下两表面分别反射的光波叠加而形成的 B此为干涉条纹，它是由M、N间的空气薄膜的上下两表面反射的光波叠加而形成的 C图象表明N的上表面A处向上凸起 D图象表明N的上表面B处向上凸起 解题思路 此题为薄膜干涉在技术上的应用运用薄膜干涉现象产生的原因及检测原理进行解决解答BD M、N之间形成一个楔形空气薄层，用单色光从上面照射时，空气层的上

2、下两个表面反射的两列光波发生干涉空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或削弱的情况也相同所以，如果被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线；如果干涉条纹发生弯曲，就表明被测平面不平同一条纹对应的空气薄层的厚度相同，图中条纹的P处向左弯曲，说明被检物体N的上表面A处下凹；图中条纹的 Q处向右弯曲，说明被检物体N的上表面B处向上凸起正确答案为BD2. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔t的乘积等于双缝间距实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏之距离l以及相邻

3、两条亮纹间距x若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是 ( ) 解题思路先读懂题意，然后运用双缝干涉相邻亮纹间距公式 ，即可得出答案解答B双缝干涉中屏上相邻的两条明(暗)纹间距 ，据题中“待测物体的速度与二次曝光时间间隔&的乘积等于双缝间的距离”，即d=vt ，代入x= ，故选项B正确3. 2004年“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度a，这一角度a称为“旋光度”，a的值只与糖溶液的浓度有关，将a的测量值与标准值相比较，就能

4、确定被测样品的含糖量如图147所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达0处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是 ( ) A到达0处的光的强度会明显减弱 B到达0处的光的强度不会明显减弱 C将偏振片B转动一个角度使得0处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于a D将偏振片A转动一个角度，使得0处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于a 解题思路要让0处光的强度最大，必须使透过被测样品的光的振动方向与偏转片B的透振方向相同解答ACD由题知转动B使到达0处的光最强，则偏振片A、B的偏振方向必相同，若再在A、B之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏

5、振方向发生改变，则到达0处光的强度会明显减弱，若适当旋转A或B，可以使偏振光恰好通过A、B偏振片而使0处光强最大，故ACD三项正确规律总结高考命题越来越注重对知识的应用能力的考查，这类问题应引起足够的重视把光的干涉、衍射及偏振现象的原理分析透彻，是解决这类问题的前提综合问题2物理光学和几何光学的综合应用1. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图148所示已知金属板b有光电子放出，则可知 ( )A板a一定不放出光电子 B板a一定放出光电子 C板c一定不放出光电子 D板c一定放出光电子解题思路一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三

6、束光，根据三束光的偏折程度判断出它们折射率的大小，再由光电效应规律得出结论 解答D a、b、c三束光的偏折角逐渐增大，它们的折射率也依次增大，即na<nb<nc，依题意可知b光束的频率大于金属板的极限频率，故板c一定放出光电子a光束的频率是否大于或小于极限频率不能肯定，故选项 AB均错误本题正确答案为D选项2. 如图149所示，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为，一条细光束由红光和蓝光组成，以入射角a从0点射入a板，且射出b板后的两束单色光通过空气射在地面上M、N两点，由此可知 ( ) A若射到M、N两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到M点的光形成干涉条纹的间距

7、小，这束光为蓝光，光子的能量大 B若射到M、N两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到M点的光形成干涉条纹的间距大，这束光为红光，光子的能量小 C射到M点的光为蓝光，光子的能量大，粒子性较强，较难发生衍射现象 D射到N点的光为红光，光子的能量小，波动性较弱，较难发生衍射现象 解题思路 先由几何光学知识，得出射到M、N两点的各是什么光，再根据发生衍射现象的条件和双缝干涉条纹间距 进行判断 解答 AC 不同的色光通过玻璃板时的折射率不同，红光折射率最小，蓝光较大，紫光最大，折射到M点的应为蓝光，蓝光的波长比红光短，频率比红光大，光子能量大通过双缝发生干涉现象，形成干涉条纹的间距 ，波长长的波干

8、涉条纹间距大，所以蓝光形成干涉条纹的间距小故正确答案为AC选项规律总结物理光学与几何光学往往是通过折射率进行结合由几何光学各色光的偏折程度的大小得知折射率的大小，从而确定光的频率的大小及波长的大小，再根据光的波动性和粒子性等知识解决问题 综合问题3光学和其他知识的综合应用1. 如图1410所示，相距d的A、B两平行金属板足够大，板间电压为U，一束波长为的激光照射到B板中央，光斑的半径为rB板发生光电效应，其逸出功为w已知电子质量为m，电荷量e，求： (1)B板中射出的光电子的最大初速度的大小； (2)光电子所能到达A板区域的面积 解题思路先根据光电效应方程求出光电子的最大初速度的大小，在B板中

9、央，半径为r的范围内都有沿不同方向不同速度大小的电子射入匀强电场，只有沿与B板平行方向以最大速度出来的电子才打得更远 解答(1)根据爱因斯坦光电效应方程 解得 (2)由对称性可知，光电子到达A板上的区域是一个圆该圆的半径由从B板上光斑边缘，以最大初速度沿平行于极板方向飞出的光电子到达A板上的位置决定设光电子在电场中运动时间为t，沿板方向的运动距离为L，则其加速度为 垂直于极板方向 平行于极板方向L=vt光电子到达且板上区域最大面积解得： 2. 波长为=0.17m的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知r·B=56×10-6T·m，光电子质量m=9.1×10-31kg，电荷量e=1.6×1019C，求： (1)每个光电子的动能； (2)金属筒的逸出功 解题思路 由光电子在磁场中做匀速圆周运动的半径，求光电子的速度，即可求得动能再由爱因斯坦光电效应方程可求金属的逸出功 解答 光电子做匀速圆周运动时在垂直磁场的平面内运动，它的动能即是最大动能(1) 所以 ，代入数据得4.41×10-19J (2)由爱因斯坦光电效应方