第35讲拆2.光学.教师版

错题不再错就无敌了！错题不再错就无敌了！2014年高考解决方案光学光学 学生姓名：学生姓名：上课时间上课时间：同学高考解决方案 第一阶段·模块课程·光 Pageof25错题再练习错题再练习第35讲（二）光学2012014年高考怎么考内容细目要求层次备注考纲要求光的折射定律、折射率II相对折射率不做考试要求全反射、临界角II光导纤维I光的色散I光的干涉现象、双缝干涉、薄膜干涉I双缝干涉现象的条纹间距与波长的关系I光的衍射现象I光的偏振现象I光谱和光谱分析、红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用、光的电磁本性、电磁波谱I能量量子化、光电效应、光子、爱因斯坦、光的电磁效应I光的波粒子二象性、光波的概率波I粒子的波粒二象性、物质波I不确定性关系I考点解读光多以选择题形式考查，一般占6分．2010年2011年2012年2013年14题6分14题6分14题6分14题6分知识讲解知识讲解专题目录【专题1】光的折射与全反射【专题2】光的波动性【专题3】光的粒子性与波粒二象性【专题4】光综合专题一、光的折射与全反射专题目标理解并掌握光的折射与全反射理解光导纤维、光的色散专题讲练两口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底都各有一只青蛙，则（）A．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小C．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大D．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大【答案】C【解析】如图所示，，则水井中青蛙看到井外的范围比较大，，故枯井中青蛙觉得天大．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为．己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为（）A． B．1.5C． D．2【解析】依题意作出如图所示的光路图，标出相关角度的大小，作图时要注意法线、对称关系的应用等.如图所示，根据各个角的关系可得折射率.【答案】C一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心点沿方向射出，如图所示，则（）A．是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短B．是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长C．是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长D．是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短【答案】A如图所示，截面为的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边，在三棱镜的另一侧放置一平行于边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽【答案】CD如图所示，用三块完全相同的两面平行玻璃组成一等边三角形．由红光和蓝光组成的一细光束以平行底面从面射入，由面射出，则从面射出的光（）A．分成两束，上边为蓝光，下边为红光B．分成两束，上边为红光，下边为蓝光C．仍为一束，并与底面平行D．仍为一束，并向底面偏折【答案】C如图所示，水盆中盛有一定深度的水，盆底处水平放置一个平面镜，平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏MN上两点，则有（）A．从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近M端B．从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近M端C．从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近M端D．从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近M端【答案】B两种单色光由水射向空气中时发生全反射的临界角分别为．已知，用和，和分别表示两种单色光在水中的折射率及传播速度，则（）A． B．C． D．【解析】由和可知，水中临界角越小，折射率越大，在水中的传播速度越小．【答案】B如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中将半径分成等份，虚线、、、．平行于半径，边可吸收到达其上的所有光线，已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖，则光线（）A．不能从圆弧射出 B．只能从圆弧射出C．能从圆弧射出 D．能从圆弧射出【解析】由临界角公式可知，，由几何关系可知即为光在圆弧面上的临界角的一条边，以点为分界点，向圆弧点移动，光在上入射角越来越小，故光能从射出，向圆弧的点移动，光在上入射角越来越大(大于临界角)，故光在弧上发生全反射，不能射出．【答案】B如图所示为一直角棱镜的横截面，，一平行细光束从O点沿垂直于面的方向射人棱镜，已知棱镜材料的折射率，若不考虑原入射光在面上的反射光，则下列说法中正确的是（）A．部分光线从面射出B．光线在面上发生全反射C．部分光线从面射出，且与面斜交D．部分光线从面射出，且与面垂直【答案】D在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为，则光束在桌面上形成的光斑半径为（）A． B． C． D．【解析】光线会发生全反射，光路图如图，由图中几何关系可得，故.【答案】C某同学在实验室做测定玻璃折射率实验时，用测得的多组入射角和折射角作出图线如图所示．下列判断中正确的是（）A．他做实验时，光是由玻璃射入空气B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为0.33D．玻璃全反射时临界角的正弦值为0.67【答案】D如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为，外圆半径为，.现有一束单色光垂直于水平端面射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面射出.设透明柱体的折射率为，光在透明柱体内传播的时间为，若真空中的光速为，则（）A．可能为 B．可能为2C．可能为 D．可能为【解析】假设光从的最右端点射入，则可作出光路图如图所示，其中，，，，单色光恰好从的最左端点射出.所以，临界角，则，故，AB对.可见光在透明柱体内传播的距离为，传播速度为，所以，传播时间为，CD均错.【答案】AB光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播以下关于光导纤维的说法正确的是（）A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用【答案】A空气中两条光线和从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示．方框内有两个折射率的玻璃全反射棱镜．图2给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图1效果的是（）【答案】B雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（）A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光【答案】B关于光的反射和折射，以下说法正确的是（）A．光反射时，传播方向一定改变B．光发生折射时，光的传播方向可能偏转C．光发生折射时，一定伴随反射现象D．光发生反射时，一定伴随折射现象【答案】AC如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则A．从a点射出的光是红光，从b点射出的光是紫光B．从a点射出的光是紫光，从b点射出的光是红光C．从a点和b点射出的光都是红光，从ab中点射出的光是紫光D．从a点和b点射出的光都是紫光，从ab中点射出的光是红光【答案】Babc为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线）A．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出B．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面【答案】A【解析】白光由从红到紫七种色光组成，同一种介质对它们的折射率，从红光到紫光逐渐增大．在同一种介质中产生全反射，它们的临界角不同．由公式，n越小，C越大．红光折射率最小，则临界角最大．光垂直入射到ac面，在ab面发生全反射，则临界角C≤45°．当光沿顺时针方向偏转入射，其入射角C减小，如图（1）所示，首先小到红光临界角以下，红光先射出ab面，A对B错．当光沿逆时针方向偏转入射，其入射角增大，不可能有光线在ab面上射出，C、D都错．如图（2）所示【答案】A题型总结折射（1）遵守折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．即，为入射角，为折射角，为比例常数．（2）在折射现象中，光路是可逆的．（3）折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号表示．①某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比，即．②光在不同介质中速度不同，但光在真空中的传播速度总是大于光在其他介质中的传播速度，故任何介质的折射率都大于1．③两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质．全反射（1）全反射：光从光密介质射入光疏介质，同时发生反射和折射，若使入射角逐渐增大，则折射光越来越弱，入射光越来越强，当入射角增大到某一角度时，折射光完全消失，光线全部被反射回原介质，这种现象称为全反射，这时的入射角称为临界角．（2）发生全反射的条件：光线从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角．（3）临界角：光从某种介质射向真空或空气时，发生全反射的临界角与介质的折射率的关系为．容易看出，介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．（4）在运用光的折射定律作光路图和解决实际问题时，要判断是否会发生全反射．光从光疏介质射向光密介质时不会发生全反射，光从光密介质射向光疏介质时，要根据入射角与临界角的大小关系判断能否发生全反射，只有确定未发生全反射的情况下，才能根据折射定律确定入射角或折射角．（5）全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形，在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向．（6）光导纤维①导光原理：光在内芯和外套的界面上发生全反射，光会在光导纤维内沿锯齿形的路线传播．②光缆：一束光纤（光导纤维），外面用塑料及其他材料做的保护层包起来，用于激光信号传输．专题二、光的波动性专题目标理解并掌握光的干涉、衍射、偏振掌握双缝干涉、薄膜干涉理解电磁波谱性质与特征，掌握激光的特性专题讲练如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( )①单缝S的作用是为了增加光的强度.②双缝S1、S2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源.③当S1、S2发出两列光波到P点的路程差为光的波长λ的1.5倍时，产生第二条暗条纹.④当S1、S2发出的两列光波到P点的路程差为长λ时，产生中央亮条纹.A．①B．①②C．②④D．②③【答案】D在用A、B两平行狭缝作双缝干涉实验的装置中，屏上P点出现明条纹，那么双缝A和B到屏上P点的距离之差必为( )A．二分之一光波波长的奇数倍B．一个光波波长的奇数倍C．二分之一光波波长的偶数倍D．二分之一光波波长的整数倍【答案】C两只普通的白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( )A．两只灯泡的亮度不同B．灯光的波长太短C．它们是非相干光源D．电灯发出的光不稳定【答案】C分别用橙光和绿光做双缝干涉实验(实验中双缝间的距离以及缝到屏的距离保持不变)，下列说法正确的是()A．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的频率比绿光小.B．橙光相邻亮纹的间距比绿光小，因为橙光的波长比绿光小.C．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的频率比绿光大.D．橙光相邻亮纹的间距比绿光大，因为橙光的波长比绿光大.【答案】D在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时()A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上无任何光亮【解析】两列光波发生干涉的条件之一是频率相同，利用双缝将一束光分成能够发生干涉的两束光，在光屏上形成干涉条纹，但分别用绿滤光片和红滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不同，不能发生干涉，因此屏上不会存在双缝干涉条纹，但红光和绿光仍可独立地衍射到屏上并进行叠加而形成的光亮．【答案】C双缝干涉实验装置如图所示，让绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等。P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，则关于屏上O点及其上方的干涉条纹情况是A．O点是红光的亮条纹B．红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不是蓝光的亮条纹D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方【答案】AB【解析】因屏上O点到S1、S2缝的距离相等，则各色光在O点均为相干加强点，即为亮条纹，故A项正确，C项错误；又因，，故，所以B项正确，D项错误双缝干涉实验装置如图所示，红光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。则下列说法正确的是（）A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大D．若只把用红光照射改为用绿光照射，条纹间距将增大屏屏PP1S1S2S【答案】A薄膜干涉条纹产生的原因是()A．薄膜内的反射光线和折射光线相互叠加B．同一束光线经薄膜前后两表面反射回来的光线相互叠加C．入射到薄膜的光线和从薄膜反射回来的光线相互叠加D．明条纹是波峰与波峰叠加而成，暗条纹是波谷与波谷叠加而成【答案】B登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为，所要消除的紫外线的频率为，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?【解析】要使从该膜的前后两个表面反射所形成的光叠加后加强，光程差应该是波长的偶数倍，光程差为膜的厚度的两倍，故膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的．紫外线在真空中的波长，在膜中的波长，所以膜的厚度至少是【答案】关于照相机镜头表面的淡紫色薄膜，下面说法中正确的是( )A．它能增加各种入射光的反射效果B．它对增加紫光的透射效果最佳C．其厚度是绿光在空气中波长的1/4D．其厚度是绿光在薄膜中波长的1/4【答案】D劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示，干涉条纹有如下特点．（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失【解析】光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为，处为两相邻明条纹，如图所示，则两处光程差分别为，，，，设条纹间距为，则由几何关系得，即．当抽去一张纸片减少时，增大．【答案】A在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列哪些说法是正确的( )A．缝越窄.衍射现象越显著B．缝越宽，衍射现象越显著C．照射光的波长越长，衍射现象越显著D．照射光的频率越高，衍射现象越显著【答案】AC如图所示，表示单缝，表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示明条纹)，如图所示．下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是()A．图表示单缝衍射条纹，图表示双缝干涉条纹B．单缝越宽，越容易观察到对应的明暗条纹C．双缝间距离越小，对应条纹间距越大D．照射双缝的单色光波长越小，对应条纹间距越大【解析】单缝衍射产生的条件是中央明纹最宽，两侧分布着明、暗相间的条纹，则宽度比中央明纹窄，而双缝干涉条纹是等间距分布在中央明纹两侧且各条纹间距相等，由公式知越小时，越大，越小时，越小．【答案】C在如图所示图中，两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图是光的_______(填“干涉”或“衍射”)图像．由此可以判断出图所对应的圆孔的孔径_________(填“大于”或“小于”)图所对应的圆孔的孔径．【解析】只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图是光的衍射图样，由于光波波长很短．约在数量级上，所以图对应的圆孔径比图对应的圆孔径小，图的形成可以用光的直线传播解释．【答案】衍射小于对于光的偏振，以下认识哪些是止确的( )A．振动方向只在某一个平面内的光是偏振光.B．从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光.C．转动偏振片去看电灯光.看到透射光亮度无变化.说明透射光不是偏振光.D．光的偏振现象使人们认识到光是一种横波.【答案】AD如图，人眼隔着偏振片和看一只电灯泡，一点透射光都看不到，那么，以下说法中哪些正确（）A．使同时转过，仍然看不到透射光B．单使转过，看到的光先变亮，再变暗C．单使转过，看到的光逐渐变亮D．单使灯泡钨丝转过，看到的光逐渐变亮【解析】偏振片的作用是只允许一个振动方向的光通过，如果两个偏振片的透振方向互相垂直，则没有光能同时通过两块偏振片，所以选项A、C正确，选项B错误，灯泡钨丝发光时，不同时刻、不同地点发出的光的振动方向不一定相同，所以转动灯泡是不起作用的．选项D错误．【答案】AC光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特征的是（）A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹【解析】在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．【答案】D一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，h表示普朗克恒量，下列说法中正确的是( )A．该光在真空中的波长为nλB．该光的频率为c/λC．该激光器在t时间内辐射的光子数为D．该光的频率为【答案】AD在白炽灯的照射下，能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹;通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹.这两种现象()A．都是光的衍射现象B．前者是光的色散现象，后者是光的衍射现象C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D．都是光的波动性的表现【解析】前者看到的彩色条纹是不同色光的干涉，而后者看到的彩色条纹是单缝衍射，干涉和衍射都是光的波动性的表现.【答案】CD题型总结干涉（1）双缝干涉①由同一光源发出的光射到有两条狭缝的挡板上，这两条狭缝相距很近，这样一来，这两个狭缝就形成了两个振动情况相同的波源，这两个波源发出的光在挡板后的空间互相叠加，使得光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，在挡板后的屏上得到明暗相间的条纹，这就是双缝干涉．②屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍处出现亮纹，是半波长的奇数倍处出现暗纹．③相邻的明条纹（或暗条纹）之间距离与波长、双缝间距及屏到双缝距离的关系为，据此可求出光的波长．（2）薄膜干涉：薄膜（如肥皂液薄膜）前后两面反射的光发生干涉．单色光照射在薄膜上形成明暗相间的条纹，白光照射在薄膜上形成彩色条纹．色散（1）不同颜色的光，波长不同．（2）光的色散：含有多种颜色的光被分解成单色光的现象．（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉条纹是彩色的；镀膜镜头看起来是有颜色的，镀膜厚度不同，颜色也不同．（4）折射时的色散：白光经过棱镜后会发生色散现象．各种色光通过棱镜后，红光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大．偏折角度不同，表明同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率小，对紫光的折射率大．由此可知，在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不同，波长越短，波速越慢．衍射（1）衍射：光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象，如单缝衍射、圆孔衍射．（2）发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多．偏振（1）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是自然光．（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，这种光叫做偏振光．（3）只有横波才有偏振现象．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光．激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高．用于光纤通信、激光测距、医学等．专题三、光的粒子性与波粒二象性专题目标理解能量量子化、光电效果与康普顿效应理解光是概率波，及光的波粒二象性理解物质波与不确定关系专题讲练以下结论，能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说【答案】B一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与______有关．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与______有关．【答案】材料的种类及表面状况温度以下宏观概念，哪些是“量子化”的()A．一棵树苗生长的高度B．从车站开出的汽车行驶过的路程C．人的个数D．烧水时温度计的示数【答案】C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．由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量），光速，结果取两位有效数字）A．B．C．D．【答案】B关于光电效应的规律，下列说法中，不正确的是()A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越大，产生的光电子的最大初动能越大。B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，单位时间内产生的光电子数越多。C．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大。D．对于某金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能产生光电效应。【答案】C当具有能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为()A． B． C． D．【答案】B别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为．以表示普朗克常量，表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A． B． C． D．【解析】由爱因斯坦光电方程，①；②，由题意知，③；由①②③得：，答案为D．【答案】D在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能与入射光的频率的关系如图所示，由实验图线可求出（）A．该金属的极限频率和极限波长B．普朗克常量C．该金属的逸出功D．单位时间逸出的光电子数【解析】在理解光电效应方程的基础上，把数学公式与数学函数结合起来．依据光电效应方程可知，当时，，即图象中横坐标的截距在数值上等于金属的极限频率．图线的斜率是，可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量．据图象，假设图线的延长线与轴的交点为，其截距为，有，而，则，图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功．【答案】ABC用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极，电流计的指针发生偏转．而用另一频率的单色光照射光电管阴极时，电流计的指针不发生偏转，那么（）A．光的波长一定大于光的波长B．增加光的强度可能使电流计的指针发生偏转C．用光照射光电管阴极时通过电流计的电流是由到D．只增加光的强度可使通过电流计的电流增大【解析】由题可知，，故，A错．光频率小于截止频率，只增加光的强度不能产生光电流，B错．光照射时，逸出电子由向运动，故电流方向由到，C错．当入射光频率大于截止频率时，增加光的强度，光电流增大，D对．【答案】D如图，当电键K断开时，用光子能量为的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零；合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为（）A． B． C． D．【解析】开关闭合后，光电管两端加的电压为反向电压，其作用是阻碍由光电管阴极发射出的光电子向阳极的运动．当电压为时，电路中恰无电流，说明由阴极发射的具有最大初动能的光电子也恰好不能到达阳极，即具有最大初动能的光电子到达阳极速度恰减为零，即．由爱因斯坦光电效应方程得．【答案】A下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射、偏振)表现出波动性，有些行为(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，所以不能说有的光是波，有的光是粒子，而是光具有波粒二象性．波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著；大量光子表现出波动性，少量光子显示出粒子性．因此答案为C选项．【答案】C太阳光垂直射到地面上时，地面上接收的太阳光的功率为，其中可见光部分约占，普朗克常量．(结果保留两位有效数字)（1）假如认为可见光的波长约为，日地间的距离，估算太阳光每秒辐射出的可见光子数为多少？（2）若已知地球的半径为，估算地球接收的太阳光的总功率．【答案】（1）（2）关于物质波，下列说法中正确的是()A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体B．物质波和光波都是概率波C．粒子的动量越大，其波动性越易观察D．粒子的动量越小，其波动性越易观察【答案】BD要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．有关电子显微镜的下列说法，正确的是()A．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射【答案】A关于不确定性关系有以下几种理解，正确的是()A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．不确定关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体【答案】CD专题总结光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．光电效应（1）．（2）用如图所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的关系①存在饱和电流．在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值．实验还表明，入射光越强，饱和电流越大，这说明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．②存在遏止电压和截止频率．施加反向电压，在光电管两极间形成使电子减速的电场，使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压．设光电子的初速度上限为，则．当入射光的频率减小到某一数值时，不再产生光电子，则称为截止频率或极限频率．实验表明，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；不同金属的截止频率不同．③效应具有瞬时性．光电效应几乎是瞬时的，即几乎在光照射到金属时就产生光电流．（3）爱因斯坦光电效应方程①光子说：光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为，为普朗克常量，其值为，这些能量子称光子．②爱因斯坦光电效应方程在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能，即，式中可见，光电效应的截止频率；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大．概率波经典物理学概念中的粒子和波经典的粒子：有一定的大小、质量，有的还具有电荷，任意时刻具有确定的位置和速度及时空中确定的轨道．经典的波：具有频率和波长，具有时空的周期性．在经典物理学中，粒子和波是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现．光波是概率波光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，所以光波是概率波．光子的行为服从统计规律．干涉加强处表示光子到达的数目多，从统计的观点来看，就是光子在该处出现的概率大；干涉减弱处表示光子到达的数目少，也就是光子在该处出现的概率小．这种概率的大小服从波动规律，因此成为概率波．物质波是概率波电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波．双缝干涉图样中的明纹处是电子落点概率大的地方，暗纹处是电子落点概率小的地方．不确定性关系微观粒子的位置和动量不能同时确定，若位置的不确定量减小了，动量的不确定量就会增大；若粒子有确定的动量，其位置就完全不确定．若用△x表示位置的不确定量，用△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，则△x△p>h/4π光谱线状光谱由一些不连续的亮线组成，是稀薄气体发光产生的光谱，每种元素的原子只有发出某些特定的谱线（特征谱线），不同元素的明线光谱不同，所以线状谱又叫原子光谱．吸收光谱连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，它是由分布在连续光谱背景上的某些暗线组成的，通常在吸收光谱中看到的特性谱线（暗线）比相应的明线光谱中的明线光谱要少一些．光谱分析由于每种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成，做光谱分析时，可以利用线状光谱，也可以利用吸收光谱光的电磁说光的干涉和衍射以无可辩驳的事实证明了光是一种波．但它和水波、声波等机械波一样吗？是否也靠弹性介质传播？这个问题一直困扰着光的波动学说．麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性．电磁波谱①波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠．②产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的．③作用：紫外线有荧光作用、促进人体合成维生素D、消毒杀菌．X射线由德国物理学家伦琴1895年发现的，穿透能力强，穿透物质的厚度跟物质的密度有关，工业上检查金属内部是否有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上透视人体内的病变及骨骼．γ射线的电离作用非常小，贯穿本领很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．光的应用小结光导纤维（光纤通信）利用了光从光密介质进入光疏介质的全反射原理． 肥皂泡上呈现彩色花纹、水面上的油膜是光的干涉现象．

一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，由于光的折射产生的．

光的康普顿效应证实了光子具有动量．

光的干涉、衍射、偏振现象说明了光的波动性，其中偏振现象是横波特有的现象．

泊松亮斑是光的衍射产生的．日食月食是光的直线传播产生的．海市蜃楼是光的折射产生的，且下层空气比上层空气折射率打大．太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象．高级照相机镜头片表面涂了一层增透膜是利用光的干涉现象（光学仪器的增透膜）．摄影爱好者常在照机镜头前装一片偏振滤光片使像更清晰是利用光的偏振现象．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象．狭义相对论认为，物体静止时的质量小于运动时的质量；沿着物体运动的方向物体长度会变短；真空中光速不变（光速不是相对于任何惯性系的速度）；在不同惯性系中的物理规律是相同的．在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置．宏观物体的物质波波长越大越容易发生衍射现象．用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象．用X光机透视人体是利用X光能穿透物体的性质．门镜可以扩大视野是利用光的折射射现象（透镜）．．专题四、光的综合专题目标能够综合应用几何光学、光的波动性、粒子性能够结合光谱特征综合分析特点专题讲练以下结论，能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说【答案】B如图所示，平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光斜射向玻璃板上表面，出射光分成a、b两束单色光。对于a、b两束光，下面说法正确的是ababA．玻璃对a光的折射率较小B．a光在玻璃中的传播速度较小C．若a、b光从同一介质斜射入真空时，a光的全反射临界角较大D．若a光照射某金属能发射出光电子，则b光照射该金属也一定能发射出光电子【答案】B如图所示，两束不同的单色细光束a、b，以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中，其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是A．在同种介质中b光的速度较大B．该玻璃三棱镜对a光的折射率较大C．若让a、b光分别通过同一双缝装置，在同位置的屏上形成干涉图样，则b光条纹间距较大D．若让a、b光分别照射同种金属，都能发生光电效应，则b光照射金属产生光电子的最大初动能较大【答案】D下面四种光现象，与光的干涉有关的是A．用光导纤维传播电磁波信号[来源:Zxxk.Com]B．一束白光通过三棱镜形成彩色光带C．用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度D．用平行光照射不透光的小圆盘，在圆盘的影的中心形成泊松亮斑【答案】C两束单色光线a