高考物理复习专题十五光学市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

专题十五光学高考物理

(北京市专用)1/1031.(北京理综,14,6分)如图所表示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。假如

光束b是蓝光,则光束a可能是

()A.红光

B.黄光C.绿光

D.紫光A组

自主命题·北京卷题组五年高考2/103答案

D本题考查光折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光

侧移距离大于b光侧移距离,说明玻璃对a光折射率大于对b光折射率,同种介质对红、

橙、黄、绿、青、蓝、紫折射率依次增大,因为b光是蓝光,故只有D选项符合题意。知识归纳色光中相关物理量改变色光物理量

红橙黄绿青蓝紫频率ν、对应同一介质折射率n、光子能量hν小——变大 大波长λ和同一介质中光速v、临界角C大——变小 小3/1032.(北京理综,18,6分)年年初,我国研制“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,

发出了波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调世界上最强极紫外激光脉冲。大连光源

因其光子能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域研究中发挥主要作

用。一个处于极紫外波段光子所含有能量能够电离一个分子,但又不会把分子打坏。据此判断,

能够电离一个分子能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)

()A.10-21JB.10-18JC.10-15JD.10-12J答案

B本题考查光子能量。由题意知,电离一个分子能量等于照射分子光子能量,E=hν

=h

=2×10-18J,故选项B正确。4/103审题指导题目信息提取此题为新科技背景下信息题,从题中提取有用信息,成为解答此题关键,从题中应提取到如

下有用信息:照射并使分子电离激光波长为λ=100nm=10-7m,照射不会把分子打坏,说明光子

能量几乎全部用来使分子电离,所以只要计算激光脉冲光子能量即可。5/1033.(北京理综,20,6分,0.83)以往,已知材料折射率都为正值(n>0)。现已经有针对一些电磁波

设计制作人工材料,其折射率能够为负值(n<0),称为负折射率材料。位于空气中这类材料,

入射角i与折射角r依然满足

=n,不过折射线与入射线位于法线同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出。

若该材料对此电磁波折射率n=-1,正确反应电磁波穿过该材料传输路径示意图是

(

)

6/103答案

B折射线与入射线应位于法线同一侧,故选项A、D错误。因为材料折射率n=-1,电磁

波由空气进入介质时,sinα=-sin(-β),得α=β,则C项错。故正确选项为B。考查点折射率、折射定律。审题关键折射线和入射线位于法线同侧;折射率n=-1,意味着出射角等于入射角。7/1034.(北京理综,14,6分,0.93)如图所表示,一束可见光射向半圆形玻璃砖圆心O,经折射后分为

两束单色光a和b。以下判断正确是

()

A.玻璃对a光折射率小于对b光折射率B.a光频率大于b光频率C.在真空中a光波长大于b光波长D.a光光子能量小于b光光子能量答案

B由光路图知,a光比b光偏折程度大,说明玻璃对a光折射率大于对b光折射率,a

光频率大于b光频率,A选项错误,B选项正确;光在真空中波长λ=

,故频率大光波长短,C选项错误;光子能量E=hν,ν为光频率,故频率越大,光子能量越大,D选项错误。8/103考查点折射定律、折射率、色散、光波长、频率和光子能量。思绪点拨由图中折射情况先确定玻璃对a、b光折射率关系,再确定a、b光频率关系,进

而由频率确定其它量情况。9/1035.(北京理综,20,6分,0.53)以往我们认识光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短

时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光出现丰富了人们对于光电效应认

识,用强激光照射金属,因为其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从

而形成多光子光电效应,这已被试验证实。光电效应试验装置示意如图。用频率为ν普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用一样

频率ν强激光照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极,

阳极A接电源负极,在K、A之间就形成了使光电子减速电场。逐步增大U,光电流会逐步减

小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是以下(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e

为电子电量)

()

10/103A.U=

-

B.U=

-

C.U=2hν-W

D.U=

-

答案

B同频率光照射阴极K,普通光不能使其发生光电效应,而强激光能使其发生光电效

应,说明一个电子吸收了多个光子。设吸收光子个数为n,光电子逸出最大初动能为Ek,由光

电效应方程知:Ek=nhν-W(n≥2)①;光电子逸出后克服电场力做功,由动能定理知Ek=eU②,联立上

述两式得U=

-

(n≥2),当n=2时,即为B选项,其它选项均不可能。11/103考查点光电效应。思绪点拨电子一次吸收能量只能是一个光子能量整数倍,本题中倍数n≥2。12/103B组

统一命题、省(区、市)卷题组考点一光折射、全反射和色散1.(天津理综,2,6分)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有

数棱则必有一面五色”,表明白光经过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所表示,一束复色光通

过三棱镜后分解成两束单色光a、b,以下说法正确是

()A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光遏止电压低13/103答案

D本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时,两单色光在左侧界面

折射角增大,但在右侧界面入射角均减小,故不会引发全反射,A错误。由图知三棱镜对a光

折射率小于对b光折射率,而同种介质对频率越大光折射率越大,故νa<νb,光在三棱镜中

波长λ=

=

,na<nb,则λa>λb,B错误。偏振是横波所特有现象,故a、b两光都能发生偏振,C错误。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光电管即W相同条件下,a光波长长、频率低,故a光遏

止电压Uc也低,D正确。14/1032.(四川理综,5,6分)某同学经过试验测定半圆形玻璃砖折射率n。如图甲所表示,O是圆心,

MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中传输路径。该同学测得多组

入射角i和折射角r,作出sini-sinr图像如图乙所表示。则

()

A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67D.光由B经O到A,n=0.6715/103答案

B图像斜率k=

=

=

<1,故光从光密介质射入,从光疏介质射出,其折射率n=

=

=1.5,故B选项正确。易错点拨该题图像斜率k<1,而折射率应大于1,故光不是从A经O到B,易错选A项。评析本题以半圆形玻璃砖为背景,结合图像考查折射定律。16/1033.(安徽理综,18,6分)如图所表示,一束单色光从空气入射到棱镜AB面上,经AB和AC两个面

折射后从AC面进入空气。当出射角i'和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转角度为

θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光折射率表示式为

()A.

B.

C.

D.

17/103答案

A由图可知,当出射角与入射角相等时,AB面上折射角与AC面上入射角相等,设

为r,

由几何关系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i=

,由折射定律得n=

=

,选项A正确。18/1034.(四川理综,3,6分)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气

射入玻璃球光路如图。a、b光相比

()

A.玻璃对a光折射率较大B.玻璃对a光临界角较小C.b光在玻璃中传输速度较小D.b光在玻璃中传输时间较短19/103答案

C从光路图能够看出,a、b两束光入射角相等,b光折射角更小一些,由此可知nb>na,

A错误;由sinC=

可知,玻璃对a光临界角较大,B错误;由n=

可知,b光在玻璃中传输速度较小,C正确;b光在玻璃中传输速度较小,且它在玻璃中传输距离较长,所以在玻璃中传输时

间较长,D错误。20/1035.(福建理综,13,6分)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面圆心,

下列图能正确描述其光路是

()答案

A光束沿玻璃砖半径射向O点,在界面处入射角大于或等于临界角时,发生全反射,小于

临界角时,在空气中折射角大于入射角,A正确,C错误;当光束由空气射向玻璃砖时,由发生全

反射条件可知B错误;在玻璃中折射角应小于入射角,D错误。21/1036.(福建理综,14,6分)一束由红、紫两色光组成复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。下面

四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光是

()答案

B光线经过玻璃三棱镜后应向底边偏折,可知C、D错误。光频率越大,折射率越大,

向底边偏折程度越大,光线在进入与射出两处都会发生不一样程度偏折,所以A错误、B正确。22/1037.[课标Ⅱ,34(2),10分]一直桶状容器高为2l,底面是边长为l正方形;容器内装满某种透

明液体,过容器中心轴DD'、垂直于左右两侧面剖面图如图所表示。容器右侧内壁涂有反光材

料,其它内壁涂有吸光材料。在剖面左下角处有一点光源,已知由液体上表面D点射出两

束光线相互垂直,求该液体折射率。

23/103答案1.55解析设从光源发出直接射到D点光线入射角为i1,折射角为r1。在剖面内作光源相对于反

光壁镜像对称点C,连接C、D,交反光壁于E点,由光源射向E点光线,反射后沿ED射向D点。

光线在D点入射角为i2,折射角为r2,如图所表示。设液体折射率为n,由折射定律有

nsini1=sinr1

①nsini2=sinr2

②由题意知r1+r2=90°

③联立①②③式得n2=

④由几何关系可知sini1=

=

⑤24/103sini2=

=

⑥联立④⑤⑥式得n=1.55

⑦解题关键正确画出光路图,由数学知识找出相关角关系。25/1038.[课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一玻璃工件上半部是半径为R半球体,O点为球心;下半部是

半径为R、高为2R圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC光线从半球面射

入,该光线与OC之间距离为0.6R。已知最终从半球面射出光线恰好与入射光线平行(不考

虑屡次反射)。求该玻璃折射率。

26/103答案1.43解析本题考查几何光学——折射与反射。如图,依据光路对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称出射光线一定与入射光

线平行。这么,从半球面射入折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。

设光线在半球面入射角为i,折射角为r。由折射定律有sini=nsinr

①由正弦定理有

=

②由几何关系,入射点法线与OC夹角为i。由题设条件和几何关系有sini=

③式中L是入射光线与OC距离。由②③式和题给数据得sinr=

④27/103由①③④式和题给数据得n=

≈1.43

⑤28/1039.[课标Ⅲ,34(2),10分]如图,二分之一径为R玻璃半球,O点是半球球心,虚线OO'表示光轴(过

球心O与半球底面垂直直线)。已知玻璃折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球

底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球内表面反射后光线)。求(ⅰ)从球面射出光线对应入射光线到光轴距离最大值;(ⅱ)距光轴

入射光线经球面折射后与光轴交点到O点距离。

29/103答案(ⅰ)

R(ⅱ)

R(或2.74R)解析本题考查全反射、折射、折射率、折射定律。(ⅰ)如图,从底面上A处射入光线,在球面上发生折射时入射角为i,当i等于全反射临界角iC时,

对应入射光线到光轴距离最大,设最大距离为l。

i=iC

①设n是玻璃折射率,由全反射临界角定义有nsiniC=1

②由几何关系有sini=

③联立①②③式并利用题给条件,得l=

R

④30/103(ⅱ)设与光轴相距

光线在球面B点发生折射时入射角和折射角分别为i1和r1,由折射定律有nsini1=sinr1

⑤设折射光线与光轴交点为C,在△OBC中,由正弦定理有

=

⑥由几何关系有∠C=r1-i1

⑦sini1=

⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC=

R≈2.74R

⑨31/10310.[江苏单科,12B(3)]人眼球可简化为如图所表示模型。折射率相同、半径不一样两个

球体共轴。平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R小球,会聚在轴线上P点。取

球体折射率为

,且D=

R。求光线会聚角α。(示意图未按百分比画出)

32/103答案30°解析由几何关系sini=

,解得i=45°,则由折射定律

=n,解得γ=30°且i=γ+

,解得α=30°友情提醒对折射率了解注意:折射率n=

中,入射角i是光在真空或空气中入射角度。33/10311.[课标Ⅰ,34(2),10分][物理——选修3-4]如图,在注满水游泳池池底有一点光源A,它到池边水平距离为3.0m。从点光源A射向池

边光线AB与竖直方向夹角恰好等于全反射临界角,水折射率为

。(ⅰ)求池内水深;(ⅱ)一救生员坐在离池边不远处高凳上,他眼睛到池面高度为2.0m。当他看到正前下方

点光源A时,他眼睛所接收光线与竖直方向夹角恰好为45°。求救生员眼睛到池边

水平距离(结果保留1位有效数字)。

34/103答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m解析(ⅰ)如图,设抵达池边光线入射角为i。依题意,水折射率n=

,光线折射角θ=90°。由折射定律有

nsini=sinθ

①由几何关系有sini=

②式中,l=3m,h是池内水深度。联立①②式并代入题给数据得h=

m≈2.6m③(ⅱ)设此时救生员眼睛到池边水平距离为x。依题意,救生员视线与竖直方向夹角为θ'

=45°。由折射定律有35/103nsini'=sinθ'

④式中,i'是光线在水面入射角。设池底点光源A到水面入射点水平距离为a。由几何关系有sini'=

⑤x+l=a+h'

⑥式中h'=2m。联立③④⑤⑥式得x=

m≈0.7m⑦解题关键几何光学一定要注意几何关系应用,关键是要依据题意,画出正确光路图,依据

光路图找出需要各种几何关系,比如本题中sini=

、sini'=

、x+l=a+h'等。36/10312.[课标Ⅰ,34(2),9分,0.571][物理——选修3-4]一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R半圆,AB为半圆直径,O为圆心,如图所表示。玻璃

折射率为n=

。

(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖下表面,若光线抵达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束

在AB上最大宽度为多少?(ⅱ)一细束光线在O点左侧与O相距

R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点位置。37/103答案(ⅰ)

R(ⅱ)看法析解析(ⅰ)在O点左侧,设从E点射入光线进入玻璃砖后在上表面入射角恰好等于全反射

临界角θ,则OE区域入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sinθ

=

①

由几何关系有OE=Rsinθ

②由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束宽度最大为l=2OE

③联立①②③式,代入已知数据得l=

R

④(ⅱ)设光线在距O点

RC点射入后,在上表面入射角为α,由几何关系及①式和已知条件得α=60°>θ

⑤38/103光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最终由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得OG=OC=

R

⑥射到G点光有一部分被反射,沿原路返回抵达C点射出。39/10313.(上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内肥皂液薄膜,所观察到干涉条纹为

()

考点二光干涉、衍射和偏振答案

B本题考查薄膜干涉。因为在光干涉中亮、暗条纹位置取决于两列光波相遇时

经过旅程之差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形

成了一个上薄下厚楔形膜,厚度相等位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必定是水平

,由此可知只有选项B正确。40/103解题指导干涉条纹位置与形状判定同一条干涉条纹上各点位置决定了干涉条纹形状。在双缝干包括薄膜干涉中,某点处于哪

一级亮条纹或暗条纹上,取决于两光波相遇时经过旅程差。在两波源相位相同情况下,当Δr

=nλ时处于亮条纹上,当Δr=(2n+1)

时处于暗条纹上。41/10314.(纲领全国,17,6分)在双缝干涉试验中,一钠灯发出波长为589nm光,在距双缝1.00m

屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝间距为

()A.2.06×10-7mB.2.06×10-4mC.1.68×10-4mD.1.68×10-3m答案

C

由Δx=

λ可得双缝间距d=

·λ=

m=1.68×10-4m,选项C正确。42/10315.(浙江理综,18,6分)(多项选择)关于以下光学现象,说法正确是

()A.水中蓝光传输速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中一条鱼,鱼实际深度比看到要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉试验,用红光时得到条纹间距更宽答案

CD因为频率f蓝>f红,则n蓝>n红,又因为在水中v=

,得到v蓝<v红,则A错。光线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射,则B错。在岸边看水中物体时比实际深度浅,则C项正确。Δ

x=

λ,λ红>λ蓝,同一装置L/d相同,所以用红光时条纹间距更宽,D项正确。43/10316.[课标Ⅱ,34(1),5分]在双缝干涉试验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后屏幕上显示

出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹间距,可选取方法是

。A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝位置移动E.将光源向远离双缝位置移动答案

ACD解析本题考查双缝干涉。由相邻两亮条纹间距Δx=

λ可知,若要增大两相邻亮条纹间距,应增大双缝与光屏间距离L、减小双缝间距d或增大照射光波长λ,而λ红>λ绿>λ蓝,故选项A、C、D正

确。解题关键熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光波长大小关系。44/10317.(上海单科,2,3分)光子能量与其

()A.频率成正比

B.波长成正比C.速度成正比

D.速度平方成正比考点三光电效应答案

A由E=hν、c=λν得E=hν=h

,可见光子能量与其频率成正比、与其波长成反比,A正确,B错误。因为任意能量光子在真空中传输速度都是相同,故C、D皆错误。易错点拨关于光子能量光子能量不能了解为动能,不能由动能定义式Ek=

mv2来处理光子能量问题,谨记爱因斯坦光子说、质能方程是关键。45/10318.(天津理综,2,6分)中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之

灵》中写道:“雨色映日而为虹”。从物理学角度看,虹是太阳光经过雨滴两次折射和一次反

射形成。如图是彩虹成因简化示意图,其中a、b是两种不一样频率单色光,则两光

()

A.在同种玻璃中传输,a光传输速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大C.分别照射同一光电管,若b光能引发光电效应,a光也一定能D.以相同入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一个光时,一定是a光46/103答案

C依据光路图可知,a光折射率大于b光折射率。由n=

可知,在同种玻璃中,a光传输速度应小于b光,A项错误;以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,因为a光折射率

大,偏折程度大,a光侧移量大,B项错误;折射率大a光频率也高,所以分别照射同一光电管,若b

光能引发光电效应,a光也一定能,C项正确;因为b光折射率小,b光从光密介质射向光疏介质发

生全反射临界角大,当a、b光以相同入射角从水中射入空气时,若在空气中只能看到一个

光,说明该光未发生全反射,所以一定是b光,D项错误。47/10319.(广东理综,18,6分)(多项选择)在光电效应试验中,用频率为ν光照射光电管阴极,发生了光电

效应,以下说法正确是

()A.增大入射光强度,光电流增大B.减小入射光强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν光照射,光电子最大初动能变大答案

AD增大入射光强度,使单位时间内逸出光电子数增加,所以光电流增大,选项A正确;

能否发生光电效应与入射光频率相关,与强度无关,选项B错误;当入射光频率小于ν,但仍大

于极限频率时发生光电效应,选项C错误;由Ekm=hν-W0知,增大入射光频率,光电子最大初动

能变大,选项D正确。48/10320.[课标Ⅰ,35(1),5分]现用某一光电管进行光电效应试验,当用某一频率光入射时,有光

电流产生。以下说法正确是

。A.保持入射光频率不变,入射光光强变大,饱和光电流变大B.入射光频率变高,饱和光电流变大C.入射光频率变高,光电子最大初动能变大D.保持入射光光强不变,不停减小入射光频率,一直有光电流产生E.遏止电压大小与入射光频率相关,与入射光光强无关答案

ACE解析保持入射光频率不变,入射光光强变大,单位时间内逸出光电子个数增加,则饱和

光电流变大,故A正确。饱和光电流大小与入射光频率无直接关系,故B错。由Ek=hν-W,可

知C正确。当入射光频率小于金属极限频率时,光电效应不能发生,故D错。由eU=

mv2=hν-W得eU=hν-W,可见,遏止电压U随ν增大而增大,与入射光光强无关,故E正确。49/103知识归纳关于光电效应问题,熟练掌握以下关系式很主要:①hν=W+

mv2;②hν0=W;③eU=

mv2。评析本题考查了光电效应基本规律,属于轻易题。50/103C组教师专用题组1.(福建理综,13,6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为

λa、λb,该玻璃对单色光a、b折射率分别为na、nb,则

()A.λa<λb,na>nbB.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nbD.λa>λb,na>nb

答案

B由图可知b光偏折程度大,则na<nb,波长越短,折射率越大,所以λa>λb,B项正确。51/1032.(四川理综,3,6分)如图所表示,口径较大、充满水薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球。

则

()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发光能从水面任何区域射出C.小球所发光从水中进入空气后频率变大D.小球所发光从水中进入空气后传输速度变大52/103答案

D设发光小球在P点,如图甲,当发光小球不在缸底中心O时,仍有光线从侧面射出,所以

A错误。光从水面射入空气时,当入射角大于或等于临界角时,会发生全反射现象,如图乙,只有

在入射角θ小于临界角C范围内光才能从水面射出,B错误。光从一个介质进入另一个介质时,

频率保持不变,C错误。光在水中传输速度v=

,光在空气中传输速度近似等于真空中传播速度c,所以D正确。53/1033.(四川理综,3,6分)光射到两种不一样介质分界面,分析其后传输情形可知

()A.折射现象出现说明光是纵波B.光总会分为反射光和折射光C.折射光与入射光传输方向总是不一样D.发生折射是因为光在不一样介质中传输速度不一样答案

D折射是横波、纵波共有现象,光是一个电磁波,而电磁波是横波,A错误;当光从光密

介质射向光疏介质而且入射角大于临界角时,就只有反射光而无折射光,B错误;当入射角等于

0°时折射光与入射光传输方向相同,C错误;由惠更斯原理对折射解释可知D正确。54/1034.(天津理综,8,6分)(多项选择)固定半圆形玻璃砖横截面如图,O点为圆心,OO'为直径MN

垂线。足够大光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成一束光沿半

径方向射向O点,入射光线与OO'夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐步增大θ角,当θ=α时,

光屏NQ区域A光光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光光斑消失,则

()A.玻璃砖对A光折射率比对B光大B.A光在玻璃砖中传输速度比B光大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D.β<θ<

时,光屏上只有1个光斑55/103答案

AD因A光先消失,说明A光先发生全反射,所以玻璃对A光折射率大于B光,A项正确。

由v=

可知折射率越大则速度v越小,B项错误。当α<θ<β时,A光发生全反射,只有反射光斑与B光折射光斑,共2个,C项错误。当β<θ<

时,A、B光均发生全反射,光屏上只剩下1个反射光斑,D项正确。56/1035.(北京理综,14,6分,0.77)一束单色光经由空气射入玻璃,这束光

()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单色光从空气射入玻璃,光频率f不变;波长λ=

,其中λ0为光在空气中波长,n为玻璃对空气折射率,n>1,故波长变短;光速v=λf,故光速度变慢,所以选项A正确。57/1036.[课标Ⅱ,35(1),5分,0.445]实物粒子和光都含有波粒二象性。以下事实中突出表达波动性

是

。A.电子束经过双缝试验装置后能够形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清楚径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体结构D.人们利用电子显微镜观察物质微观结构E.光电效应试验中,光电子最大初动能与入射光频率相关,与入射光强度无关答案

ACD解析电子束经过双缝产生干涉图样,表达是波动性,A正确;β射线在云室中留下清楚径迹,

不能表达波动性,B错误;衍射表达是波动性,C正确;电子显微镜利用了电子束波长短特征,D

正确;光电效应表达是光粒子性,E错误。58/1037.[课标Ⅲ,34(2),10分][物理——选修3-4]如图,玻璃球冠折射率为

,其底面镀银,底面半径是球半径

倍;在过球心O且垂直于底面平面(纸面)内,有一与底面垂直光线射到玻璃球冠上M点,该光线延长线恰好过底面

边缘上A点。求该光线从球面射出方向相对于其初始入射方向偏角。59/103答案150°解析设球半径为R,球冠底面中心为O',连接O、O',则OO'⊥AB。令∠OAO'=α,有cosα=

=

①即α=30°

②由题意MA⊥AB所以∠OAM=60°

③设图中N点为光线在球冠内底面上反射点,所考虑光线光路图如图所表示。设光线在M点

入射角为i、折射角为r,在N点入射角为i',反射角为i″,玻璃折射率为n。因为△OAM为等边

三角形,有

i=60°

④由折射定律有sini=nsinr

⑤60/103代入题给条件n=

得r=30°

⑥作底面在N点法线NE,因为NE∥AM,有i'=30°

⑦依据反射定律,有i″=30°

⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°

⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°

⑩于是∠ENO为反射角,NO为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以,经

一次反射后射出玻璃球冠光线相对于入射光线偏角β为β=180°-∠ENO=150°

评分参考②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

式各1分。方法技巧1.R底=

R,所以∠OAB=30°,∠OAM=60°,而OM=OA=R,所以△OAM为等边三角形,且在M点入射角i=∠OMA。2.从AB面反射光线经过圆心O,故该反射光线会垂直球面射出球冠。61/1039.[山东理综,38(2),8分]【物理—物理3-4】如图,三角形ABC为某透明介质横截面,O为BC边中点,位于截面所在平面内一束光线自O

以角i入射,第一次抵达AB边恰好发生全反射。已知θ=15°,BC边长为2L,该介质折射率为

。求:(ⅰ)入射角i;(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用时间(设光在真空中速度为c,可能用到:sin75°=

或tan15°=2-

)。

62/103答案(ⅰ)45°(ⅱ)

L解析(ⅰ)依据全反射规律可知,光线在AB面上P点入射角等于临界角C,由折射定律得

sinC=

①代入数据得C=45°

②设光线在BC面上折射角为r,由几何关系得r=30°

③由折射定律得n=

④联立③④式,代入数据得i=45°

⑤63/103(ⅱ)在△OPB中,依据正弦定理得

=

⑥设所用时间为t,光线在介质中速度为v,得

=vt

⑦v=

⑧联立⑥⑦⑧式,代入数据得t=

L

⑨64/103A组

—年高考模拟·基础题组（时间:40分钟分值:70分）选择题(每小题5分,共70分)1.(北京昌平二模,13)一束单色光由空气进入水中,该光先后在空气和水中传输时

()A.速度相同,波长相同B.速度不一样,波长相同C.速度相同,频率相同D.速度不一样,频率相同三年模拟答案

D光由一个介质进入另一个介质,频率不变,水折射率大于空气,v=

,光在水中传输速度小于在空气中,波长λ=

,所以光在水中波长小于在空气中。65/1032.(北京东城一模,14)如图所表示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃

砖圆心O时,以下情况不可能发生是

()

答案

B光由空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,A正确,B错误,C、D选项中,光由空气进入

玻璃入射角为零,折射角为零,再由玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,也可能发生全反射,C、

D正确。66/1033.(北京海淀一模,15)如图所表示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖上表面,

进入玻璃砖中形成复合光束c,则以下说法中正确是

()

A.若用a光照射某金属表面能发生光电效应,则用b光照射也能发生B.在相同条件下进行双缝干涉试验,a光干涉条纹间距较小C.在玻璃砖中a光速度较小D.从水中射向空气发生全反射时,a光临界角较小67/103答案

A由图可知na<nb,则由色散规律知νa<νb,A正确。由c=λν可知,λa>λb,由条纹间距公式Δx=

λ,可知在相同条件下进行双缝干涉试验时,a光干涉条纹间距较大,B错。又n=

,则va>vb,C错。由n=

知,Ca>Cb,D错。68/1034.(北京朝阳一模,14)关于红、紫两束单色光,以下说法正确是

()A.在空气中红光波长较长B.在同一玻璃中红光速度较小C.红光光子能量较大D.用同一装置做双缝干涉试验时,红光干涉条纹间距较小答案

A红光波长比紫光长,故A正确;红光频率比紫光小,故红光光子能量较小,故

C错误;由n=

和n红<n紫,可知在同一玻璃中红光速度大,故B错误;由Δx=

λ,可知用同一装置做双缝干涉试验时,红光干涉条纹间距较大,故D错误。69/1035.(北京顺义二模,15)以下说法正确是

()A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光干涉现象B.在光导纤维束内传送图像是利用光全反射现象C.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来换频道D.用标准平面检验光学平面平整程度是利用光偏振现象答案

B用三棱镜观察太阳光谱是利用光折射现象;电视机遥控器发出是红外线脉冲;用

标准平面检验光学平面平整程度利用是光干涉现象。70/1036.(北京顺义二模,20)二氧化碳对波长较长电磁辐射(如红外线)有较强吸收作用,而对

波长较短电磁辐射(如可见光)吸收作用较弱。阳光中各种波长电磁辐射透过大气照到

地球表面,使地面升温,而地面热辐射是波长较长电磁辐射,它不轻易透过大气中二氧化

碳,于是大气温度上升。大气中二氧化碳作用像暖房玻璃一样:太阳热辐射轻易进来,地

面热辐射却不易出去。这种效应叫“温室效应”。二氧化碳是一个主要“温室气体”。

温室效应使得大气温度不致太低,昼夜温差不致太大,各种生物能够繁衍生息。然而,近年来

因为人类活动,大气中二氧化碳增加,温室效应加剧,这是全球变暖主要原因。依据上述

观点及你所掌握其它信息,判断以下说法正确是

()A.红外线含有显著热效应是因为其光子能量大于可见光光子能量B.温室效应是指二氧化碳对可见光吸收较弱,大量可见光照射到地面,造成地球温度升高C.在地球形成早期,火山活动频繁,排出大量二氧化碳,温室效应显著,当初地球气温很高D.因为当代工业大量燃烧煤炭、石油等燃料,燃烧过程放出大量热,造成地球温度升高,气候

变暖71/103答案

C光子能量E=hν=h

,红外线波长比可见光长,光子能量小,A项错。B项对温室效应原因解释不完整。当代工业大量燃烧煤炭、石油等燃料,产生大量二氧化碳,使温室效应加

剧,D项错误。72/1037.(北京海淀二模,14)以下说法中正确是

()A.水面漂浮无色薄油膜在阳光照射下出现彩色条纹,这是光干涉现象B.若用X射线照射某金属板能发生光电效应,则用紫外线照射该金属板也一定能发生C.在相同条件下,γ射线与可见光相比更轻易产生显著衍射现象D.太阳光谱中有一些清楚暗线,这说明太阳中缺乏与这些暗线对应元素答案

A频率大色光光子能量大,更轻易发生光电效应,νX>ν紫,B错。波长长色光,更轻易

发生衍射现象,λ可>λγ,C错。太阳光谱是吸收光谱,太阳光谱中有一些清楚暗线,说明太阳中具

有与这些暗线对应元素,D错。73/1038.(北京朝阳二模,14)如图所表示,ABC是一个用折射率n>

透明介质做成棱镜,其截面为等腰直角三角形。现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜AB面上,则该光束

()

A.能从AC面射出B.能从BC面射出C.进入棱镜后速度不变D.进入棱镜后波长变长答案

B因n>

,故光从介质射入空气时发生全反射时临界角θ<45°。由题知光从AC面射向空气时入射角为45°,将在AC面上发生全反射,而垂直BC面射出,故A错而B对。光从空气射入

介质时,频率不变而速度变小,由v=fλ可知,波长变短,故C、D错误。74/1039.(北京丰台二模,14)用某种频率光照射锌板时,锌板能发射出光电子。为了增大光电子

最大初动能,以下方法可行是

()A.增大入射光强度B.增加入射光照射时间C.用波长更长入射光照射锌板D.用频率更高入射光照射锌板答案

D由光电效应方程hν=W+Ekm知,用频率更高入射光照射锌板,产生光电子最大初

动能增大。75/10310.(北京东城一模,14)已知单色光a频率低于单色光b频率,则

()A.经过同一玻璃三棱镜时,单色光a偏折程度小B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,单色光a临界角小C.经过同一装置发生双缝干涉,用单色光a照射时相邻亮纹间距小D.照射同一金属发生光电效应,用单色光a照射时光电子最大初动能大答案

A单色光频率越小,折射率越小,发生折射时偏折程度越小,故A正确;折射率越小,全反

射临界角越大,故B错误;频率越小,波长越长,经过同一装置发生双缝干涉时,由Δx=

λ知,相邻亮纹间距越大,故C错误;发生光电效应时,光电子最大初动能Ekm=hν-W0,光频率越小,光电子

最大初动能越小,故D错误。76/10311.(北京东城零模,16)两束不一样频率单色光a、b从空气彼此平行射入水中,发生了如图所

示折射现象(α>β)。以下结论中正确是

()

A.光束a在水中传输速度比光束b在水中传输速度小B.若光束从水中射向空气,则光束b临界角比光束a临界角大C.若单色光a照射某金属时能发生光电效应,那么单色光b照射该金属时也一定能发生光电效应D.用单色光a和单色光b分别做双缝干涉试验,在其它条件一定情况下,单色光a条纹间距比

单色光b条纹间距小77/103答案

C由图可知na<nb,由n=

可知两束光在水中传输速度va>vb。由sinC=

可知两束光发生全反射临界角Ca>Cb。因为νa<νb,故单色光a能使某金属发生光电效应时,单色光b也一定能

使该金属发生光电效应。因为λa>λb,故用单色光a、b分别做双缝干涉试验,在其它条件一定情

况下,Δxa>Δxb。由上述分析可知C正确,A、B、D均错误。78/10312.(北京西城二模,14)以下几个光现象中,属于衍射现象是

()A.水中气泡看起来尤其明亮B.白光经过三棱镜在屏上出现彩色光带C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹D.经过两支铅笔夹成狭缝看点亮日光灯出现彩色条纹答案

D水中气泡看起来尤其明亮是因为光从水射向气泡表面时发生了全反射。白光通

过三棱镜后出现彩色光带为色散现象。在阳光照射下肥皂泡上出现彩色条纹是发生了干

涉。只有D项描述现象属于衍射现象。79/10313.(北京东城二模,14)一束单色光在某种介质中传输速度是其在真空中传输速度二分之一,

则

()A.该介质对于这束单色光折射率为0.5B.这束单色光由该介质射向真空发生全反射临界角为60°C.这束单色光在该介质中频率为其在真空中频率二分之一D.这束单色光在该介质中波长为其在真空中波长二分之一答案

D该介质对于这束单色光折射率n=

=2,故A项错误;由sinC=

,代入数据得sinC=

,则C=30°,故B项错误;光由一个介质进入另一个介质时,频率不变,C项错误;由c=λ0f和v=λf知

=

,故λ=

λ0,D项正确。80/10314.(北京东城二模,15)用单色光照射某种金属表面发生光电效应。已知单色光频率为ν,

金属逸出功为W,普朗克常量为h,光电子最大初动能为Ek,以下关于它们之间关系表示式

正确是

()A.Ek=hν-W

B.Ek=hν+WC.W=Ek-hν

D.W=Ek+hν答案

A由爱因斯坦光电效应方程可知,A正确。81/103B组

—年高考模拟·综合题组（时间:25分钟分值:50分）选择题(每小题5分,共50分)1.(北京丰台一模,14)已知一束可见光m是由a、b、c三种单色光组成,光束m经过三棱镜

传输情况如图所表示,则比较a、b、c三种单色光,以下说法正确是

()

A.a色光折射率最大B.c色光频率最小C.b色光在玻璃中传输速度最大D.c色光发生全反射临界角最小82/103答案

D由白光经过玻璃三棱镜后形成色散现象可知a相当于红光,b相当于绿光,而c相当于

紫光,易知B项错误;由折射率定义易知A项错误;由n=

可知C项错误;由sinC=

可知D项正确。考查点折射率、全反射、临界角。审题技巧在对光学知识考查中,常以白光经过玻璃三棱镜色散现象为背景,综合考查折

射、全反射现象,有时也和干涉、衍射、光电效应现象组成光学类综合问题。83/1032.(北京石景山一模,13)以下说法正确是

()A.光电效应表明光含有波动性B.光衍射现象表明光含有粒子性C.光从水中进入空气后传输速度变大D.光从水中进入空气后频率变大答案

C光电效应表明光含有粒子性,A错。干涉、衍射现象说明光含有波动性,B错。光从水

中进入空气后频率不变,速度变大,C正确,D错误。考查点光本性、光传输时v、ν、λ情况。知识拓展同一个光在不一样介质中传输时频率不变,波长、波速改变。同一个介质对不一样频率

光折射率不一样,光在其中传输速度不一样。84/1033.(北京东城二模,19)如图所表示,把一块不带电锌板连接在验电器上。当用紫外线照射锌

板时,发觉验电器指针偏转一定角度,则

()

A.锌板带正电,验电器带负电B.若改用强度更小紫外线照射锌板,验电器指针也会偏转C.若改用红外线照射锌板,验电器指针依然会发生偏转D.这个现象能够说明光含有波动性答案

B紫外线使锌板发生光电效应,锌板失去电子而带正电,则与之连接验电器也带正

电。红外线频率小于锌截止频率,不发生光电效应,验电器指针不偏转。该现象说明光具

有粒子性。85/103考查点光电效应。易错提醒锌板中电子飞出,但不是转移到验电器上。注意与静电感应现象区分。86/1034.(北京海淀一模,20)试验表明:光子与速度不太大电子碰撞发生散射时,光波长会变长

或者不变,这种现象叫康普顿散射,该过程遵照能量守恒定律和动量守恒定律。假如电子含有足

够大初速度,以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子,则该散射被称为逆康普顿散射,

这一现象已被试验证实。关于上述逆康普顿散射,以下说法中正确是

()A.该过程不遵照能量守恒定律B.该过程不遵照动量守恒定律C.散射光中存在波长变长成份D.散射光中存在频率变大成份答案

D光子取得能量,由E光=hν可知,散射光中存在频率变大成份。该过程仍遵照动量守

恒定律和能量守恒定律。考查点动量守恒条件、光子能量E=hν。解题关键“散射过程中有能量从电子转移到光子”是了解逆康普顿效应关键。87/1035.(北京西城二模,19)研究光电效应电路如图甲所表示,用蓝光、较强黄光和较弱黄光

分别照射密封真空管中金属极板K,极板发射出光电子在电路中形成光电流I与A、K之

间电压U关系图像如图乙所表示。关于1、2、3三条曲线,以下说法正确是

()

A.2、3为用黄光照射时得到曲线,曲线2对应黄光较强B.2、3为用黄光照射时得到曲线,曲线3对应黄光较强C.1、3为用黄光照射时得到曲线,曲线1对应黄光较强D.1、3为用黄光照射时得到曲线,曲线3对应黄光较强88/103答案

C由爱因斯坦光电效应方程hν=W+

m

及遏止电压与最大初动能关系qUc=

m

知,因为蓝光hν大,同一金属逸出功相同,光电子最大初动能大,对应遏止电压大,即2对应蓝光,

1、3为黄光照射时得到曲线,当电压为零时,1对应电流更大,说明光电子数目更多,即光强较

大,C正确。考查点光电效应、遏止电压。解题关键遏止电压与光频率关系,光强与光电流关系。89/1036.(北京朝阳一模,14)a、b两种单色光以相同入射角从半圆形玻璃砖圆心O射向空气,

其光路如图所表示。以下说法正确是

()

A.a光由玻璃射向空气发生全反射时临界角较小B.该玻璃对a光折射率较小C.b光光子能量较小D.b光在该玻璃中传输速度较大90/103答案

B

a、b光入射角相同,在分界面上a光发生反射及折射,而b光发生全反射,所以a光折

射率小于b光折射率,故B正确;a光折射率小,所以a光发生全反射临界角大,故A错误;b光折

射率大,则b光在该玻璃中传输速度小,b光波长小,b光光子能量大,故C、D均错误。考查点折射率、全反射。解题指导

a、b光发生全反射临界角Cb<Ca,由sinC=

,判断出nb>na,由折射率大小判断光频率νb>νa,再由n=

,E=hν,得出vb<va,Eb>Ea。91/1037.(北京西城一模,20)光导纤维按沿径向折射率改变可分为阶跃型和连续型两种。阶跃

型光导纤维分为内芯和外套两层,内芯折射率比外套大。连续型光导纤维折射率中心

最高,沿径向逐步减小,外表面附近折射率最低。关于光在连续型光导纤维中传输,以下四

个图中能正确表示传输路径是

()

92/103答案

C光由空气斜射入光导纤维时,依据折射定律,入射角大于折射角,所以光路应向下偏

折。由题可知,连续型光导纤维折射率中心最高,沿径向逐步减小,能够将光导纤维看成多层

折射率依次减小材料。光由内芯向外表面传输过程中,在每两层介质分界面上发生折射时,

入射角都小于折射角,所以光路继续向下偏折,如图所表示。当到达某分界面时,发生全反射,之后

光路将与全反射之前对称。可知,只有C选项满足要求。

93/1038.(北京朝阳一模,19)从1907年起,密立根就开始测量金属遏止电压Uc(即图甲所表示电路

中电流表G读数减小到零时加在电极K、A之间反向电压)与入射光频率ν,由此算出普朗

克常量h,并与普朗克依据黑体辐射得出h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程正确性。按

照密立根方法我们利用图示装置进行试验,得到了某金属Uc-ν图像如图乙所表示。以下说法

正确是

()

甲94/103

A.该金属截止频率约为4.27×1014HzB.该金属截止频率约为5.50×1014HzC.该图线斜率为普朗克常量D.该图线斜率为这种金属逸出功乙95/103答案

A设金属逸出功为W0,截止频率为νc,则