2025 选考专题高考 物理 （川陕青宁蒙新晋豫）第12讲　光学含答案

2025选考专题高考物理（川陕青宁蒙新晋豫）第12讲光学含答案第12讲光学【网络构建】【关键能力】了解光本质的认知过程,高中物理光学内容主要包括三部分:第一部分是几何光学,把光的传播抽象成光线模型并遵循直线传播原理、反射定律、折射定律;第二部分是波动光学,是在光的干涉、光的衍射、光的偏振等现象分析基础上把光传播本质理解为电磁波模型;第三部分是在光电效应现象、康普顿效应等现象基础上理解光的波粒二象性.题型1几何光学1.基本知识:两个公式与常见光学元件模型(1)公式:①折射定律:sinθ1sinθ2=n(2)常见光学元件模型:平行玻璃砖、等腰三棱镜、小水珠形成虹和霓等.2.解题技巧(1)根据题意画出光路图,特别是画出临界光线,同时画光路图注意利用光路可逆性、对称性.(2)能把生活语言转化为物理表述:理解看见与看不见,刚好有亮点与刚好照不到等语言,并将其转化为光路.(3)学会寻找几何关系.例1[2023·湖北卷]如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°.不考虑多次反射,OQ边上有光射出部分的长度为 ()A.12d B.2C.d D.2d【技法点拨】本题为求解发(遮)光长度或者面积类型的题目,解题关键在于根据折射率找到全反射的临界光线.例2[2023·山东卷]一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示.两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n<2),M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行.激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关.(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ,求θ的正弦值;(2)被测物体自上而下微小移动,使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线).【导思】(1)“最大”一词说明是光学中的临界问题,如何确定临界光线?(2)“刚能接收”与“恰好全部被照亮”分别对应的光线如何画?【迁移拓展】1.[2024·江西南昌模拟]如图所示,一透明介质的横截面为等腰三角形ABC,∠B=∠C=30°,P、Q分别为AB、AC边上的点,且AP=2BP,CQ=2AQ.一细光束平行于BC边从P点射入透明介质,经BC边反射后,又从AC边上的Q点平行于BC边射出,则介质对光的折射率为 ()A.52 B.6C.2 D.32.[2024·广东卷]如图所示,红绿两束单色光同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质,折射光束在NP面发生全反射,反射光射向PQ面.若θ逐渐增大,两束光在NP面上的全反射现象会先后消失.已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率.下列说法正确的是 ()A.在PQ面上,红光比绿光更靠近P点B.θ逐渐增大时,红光的全反射现象先消失C.θ逐渐增大时,入射光可能在MN面发生全反射D.θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐增大题型2光的波动性1.光的干涉(1)双缝干涉中确定明暗条纹的方法是看单色光从该处到双缝的路程差,满足路程差是半波长奇数倍的对应暗条纹,满足路程差是半波长偶数倍的对应亮条纹.(2)薄膜干涉的两个考查点:①利用薄膜干涉条纹间距来检验“薄膜”的厚度变化,厚度变化越快,则干涉条纹间距越小,条纹越窄;②利用薄膜厚度是单色光的波长的四分之一来制作干涉相消的增透膜.2.光的衍射(1)判断衍射现象是否明显的方法是比较障碍物或小孔(缝)的尺寸与光的波长的大小关系,尺寸比波长小得越多,衍射现象越明显.(2)衍射条纹和干涉条纹的区分:条纹间距相等的是干涉条纹,条纹间距从中央往两侧变小的是衍射条纹.(3)衍射条纹和干涉条纹的共性:缝(或缝间距)越小,光的波长越大,则条纹间距越大.例3[2024·辽宁卷]某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸板与墙面平行放置,如图所示.用绿色激光照射双缝,能够在墙面上观察到干涉条纹.下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是 ()A.换用更粗的头发丝B.换用红色激光照双缝C.增大纸板与墙面的距离D.减小光源与纸板的距离例4[2024·湖南岳阳模拟]如图甲所示,将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上,并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个木块,用平行单色光竖直向下照射玻璃板,就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹,下列说法正确的是 ()A.图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果B.在任意一条明条纹的下方,空气薄膜的厚度都是均匀变化的C.如果撤掉一个木块,则条纹间距增大D.若改用频率更高的单色光进行实验,则条纹间距会更大【技法点拨】薄膜干涉的图样是薄膜的两个表面反射光形成的干涉条纹,条纹的宽度和间距与膜的厚度有关.本题中撤掉一个木块后空气膜厚度会变小,导致干涉图样中同一处对应的明条纹级数减小,条纹向远离“劈尖”尖端的方向移动.例5(多选)[2024·广西卷]如图所示,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上.从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源.设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,a≪l,镜面与光屏垂直,单色光波长为λ,下列说法正确的是 ()A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为l2B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为laC.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为nλD.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,则该液体的折射率为l2【迁移拓展】1.(多选)[2024·山东菏泽模拟]以下说法正确的是 ()A.泊松亮斑是由光的衍射形成的B.将托马斯·杨双缝干涉实验装置放进水中,条纹间距会变大C.用一个偏振片来观察某光源发出的光,在垂直光的传播方向上旋转偏振片时,发现光的强度发生变化,说明该光是偏振光D.为增加透射光的强度,在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”,使光学系统成像更清晰,这是利用了薄膜前后表面反射光相互干涉的原理2.[2024·湖北襄阳模拟]有两种透明物质甲、乙,知道其中一种为玻璃,另一种为水晶.某同学利用如图所示装置根据光的干涉原理对甲、乙两种物质进行鉴别,该同学上网查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率,他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间(充满之间的区域),通过单缝S0的某种单色光经过双缝S1、S2后在屏幕上形成明暗相间的条纹,测得两次实验中两相邻亮条纹的间距分别为x甲和x乙,且x甲<x乙,已知双缝和屏幕的间距远大于双缝间的距离,下列说法正确的是 ()A.透明物质甲为水晶B.光在甲中的传播速度大于在乙中的传播速度C.该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为xD.透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为x题型3波粒二象性1.对光电效应的特别提醒(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光.(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关.(4)光电子不是光子,而是电子.2.对波粒二象性的理解(1)光的波动性是光本身的一种属性,不是光子之间相互作用产生的,光的波动性不同于宏观概念的波.(2)德布罗意提出物质波的观点被实验证实,表明电子、质子、原子等粒子不但具有粒子的性质,而且具有波的性质.例6(多选)[2024·河北石家庄模拟]波粒二象性是微观世界的基本特征.下列对波粒二象性的实验及说法正确的是 ()A.光的衍射(图甲)揭示了光具有粒子性B.光电效应(图乙)揭示了光的波动性,同时表明光子具有能量C.康普顿效应(图丙)揭示了光的粒子性,同时表明光子除了有能量还有动量D.电子束穿过铝箔后的衍射图样(图丁),证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性【技法点拨】本题考查波粒二象性,记住典型的粒子性现象和波动性现象:光电效应、康普顿效应揭示了粒子性,干涉、衍射、偏振揭示了波动性.例7[2024·海南卷]利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关S1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是 ()A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1C.其他条件不变,使开关接S2,电流表示数仍为零D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1-eU【迁移拓展】1.[2024·北京卷]产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖,阿秒(as)是时间单位,1as=1×10-18s,阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光,提供了阿秒量级的超快“光快门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能.设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲,持续时间内至少包含一个完整的光波周期.取真空中光速c=3.0×108m/s,普朗克常量h=6.6×10-34J·s,下列说法正确的是 ()A.对于0.1mm宽的单缝,此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显B.此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更多C.此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6eV(-2.2×10-18J)的基态氢原子电离D.为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期2.[2024·广东湛江模拟]光伏发电是提供清洁能源的方式之一,光伏发电的原理是光电效应.演示光电效应的实验装置如图甲所示,a、b、c三种光照射光电管得到的三条电流表与电压表示数之间的关系曲线如图乙所示,下列说法正确的是 ()A.若b光为绿光,则a光可能是紫光B.a光照射光电管发出光电子的最大初动能一定小于b光照射光电管发出光电子的最大初动能C.单位时间内a光照射光电管发出的光电子比c光照射光电管发出的光电子少D.若用强度相同的a、b光照射该光电管,则单位时间内逸出的光电子数相等第12讲光学题型1例1C[解析]设光线SN在OQ界面的入射角为α,折射角为β,由几何关系可知α=30°,则由折射定律得n=sinβsinα=2,光源S发出的光线射出OQ界面的临界情况为刚好发生全反射,光路图如图所示,光线在A、B两点刚好发生全反射,OQ边上在A、B之间有光线射出,由sinC=1n=22,得发生全反射的临界角为45°,作SC垂直OQ于点C,由几何关系可知AB=2AC=2CS=例2(1)n2-1(2)d22−[解析](1)由于激光在M内发生全反射,故sinα≥1根据几何关系α+β=90°可得sinβ≤n根据折射定律有sinθsin可以得到最大偏角的正弦值为sinθ=n(2)当激光刚好能被N下端面接收时,对应被测物体的距离b1=d而激光能全部照亮N下端面时,对应被测物体的距离b2=d而由sinθ=n可知tanθ=n2-1则玻璃丝下端面到被测物体距离的范围为d22−n2【迁移拓展】1.D[解析]作P点关于BC边的对称点P',过Q点作BC边的垂线QQ',连接P'Q',使P'Q'∥BC,作出如图所示的光路图,根据几何关系可得∠P'QC=∠A=120°,θ=∠P'QC-90°=30°,从AC射出的折射角为α=90°-30°=60°,根据折射定律,透明介质对光的折射率为n=sinαsinθ=sin60°sin30°2.B[解析]在MN面上,光由光疏介质射入光密介质,无论入射角怎样增大,均不会发生全反射现象,C错误;设红光和绿光在MN面上的折射角分别为θ红和θ绿,由光的折射定律有sinθsinθ红=n红,sinθsinθ绿=n绿,θ逐渐减小时,θ红和θ绿均逐渐减小,D错误;因n红<n绿,可知红光在介质中的折射角更大,即θ红>θ绿,设红光和绿光在NP面上发生全反射的入射角分别为i红和i绿,由几何关系可知i红+θ红=90°,i绿+θ绿=90°,由于θ红>θ绿,故i红<i绿,由全反射的临界角公式sinC=1n可知,红光的全反射临界角更大,即C红>C绿,θ逐渐增大时,先达到i红<C红,后达到i绿<C绿,即红光在NP面上的全反射现象先消失,B正确;设两束光射到MN面上的点为A,红光和绿光射到NP面上的点分别为B红、B绿,射到PQ面上的点分别为D红、D绿,由几何关系得D红P+AN=NPtanθ红,D绿P+AN=NPtanθ绿,由于θ红>θ绿,故D红P>题型2例3A[解析]根据干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知,换用更粗的头发丝,会使双缝间距d变大,则相邻两条亮条纹中心间距Δx变小,故A正确;换用红色激光照双缝,会使波长λ变长,则相邻两条亮条纹中心间距Δx变大,故B错误;增大纸板与墙面的距离,即l变大,则相邻两条亮条纹中心间距Δx变大,故C错误;减小光源与纸板的距离,不会影响相邻两条亮纹中心间距Δx,故D错误例4C[解析]这些明暗相间的条纹间距相等,是M的下表面、N的上表面两列反射光发生干涉的结果,A错误;在任意一条明条纹的下方,两列反射光的光程差都相等,所以空气薄膜的厚度都相等,B错误;光线在空气膜的上、下表面发生反射,并发生干涉,从而形成干涉条纹.设空气膜顶角为θ,d1、d2处为两相邻亮条纹,如图所示,则此两处的光程分别为r1=2d1,r2=2d2,光程差Δr=r2-r1=λ,所以d2-d1=λ2,设此两相邻亮纹中心的距离为Δx,则由几何关系得d2-d1Δx=tanθ,即Δ例5AD[解析]根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知Δx=ldλ=l2aλ,故A正确,B错误;若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,光的频率不变,根据λf=c,v=λ1f=cn,其中c为在真空中的光速,则λ1=λn,故C错误;若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,根据条纹间距公式有Δx=l2aλ2,可得λ2=2aΔxl,结合C选项的分析可知λ2【迁移拓展】1.ACD[解析]泊松亮斑是光绕过障碍物形成的,属于光的衍射现象,A正确;将托马斯·杨双缝干涉实验装置放进水中,根据n=λ0λ可知,光的波长变小,结合条纹间距与波长之间的关系Δx=Ld2.A[解析]双缝干涉时,相邻两亮条纹的间距Δx=Ldλ,λ为光在介质中传播时的波长,介质对光的折射率n=cv=λ0λ,其中v为光在介质中传播时的速度,λ0为光在真空中传播时的波长,因x甲<x乙,故有λ甲<λ乙,v甲<v乙,即透明物质甲为水晶,A正确,B错误;根据Δx=Ldλ可知λ甲λ乙=x甲x乙,C错误;据题型3例6CD[解析]光的衍射(图甲)揭示了光具有波动性,选项A错误;光电效应(图乙)揭示了光的粒子性,同时表明光子具有能量,选项B错误;康普顿效应(图丙)揭示了光的粒子性,同时表明光子除了有能量还有动量,选项C正确;电子束穿过铝箔后的衍射图样(图丁),证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性,选项D正确.例7D[解析]当开关接S1时,由爱因斯坦光电效应方程eU1=hν1-W0,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故A错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U1,故B错误;其他条件不变时,使开关接S2,是加速电压,又hν1>W0,可发生光电效应,故电流表示数不为零,故C错误;根据爱因斯坦光电效应方程eU1=hν1-W0,其中W0=hνc,联立解得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-eU1【迁移拓展】1.C[解析]此阿秒光脉冲的波长为λ≤cT=30nm<550nm,由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时,衍射现象越明显知,波长为550nm的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显,故A错误;由ε=hcλ知,阿秒光脉冲的光子能量大,故总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更少,故B错误;阿秒光脉冲的光子能量最小值ε=hν=ℎT=6.6×10-18J>2.2×10-18J,故此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6eV(-2.2×10-182.B[解析]由光电效应方程Ek=hν-W0及eU=Ek解得eU=hν-W0,即光束照射同一块金属时只要遏止电压一样,入射光的频率就一样,遏止电压越大,入射光的频率越大,可知a光和c光的频率一样,且均小于b光的频率,若b光为绿光,则a光不可能是紫光,A错误;由题图乙可知Uc1>Uc2,根据Ek=eU可知,a光照射光电管发出光电子的最大初动能小于b光照射光电管发出光电子的最大初动能,B正确;对于a、c两束频率相同的光来说,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多,则单位时间内a光照射光电管发出的光电子比c光照射光电管发出的光电子多,C错误;对a、b两束不同频率的光来说,光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等,因为b光的光子频率较高,每个光子的能量较大,所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数较少,即单位时间内发出的光电子数较少,D错误.第12讲光学时间|40min1.[2024·江苏苏州模拟]下列实验不能用光的粒子性解释的是 ()A.黑体辐射 B.光电效应C.康普顿效应 D.电子束衍射2.[2024·山东济南模拟]中国科学家2023年2月26日在国际上刊文宣布,通过我国高海拔宇宙线观测站“拉索”,在人类历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏特的宇宙线起源天体.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,电子的电荷量e=-1.6×10-19C,人眼能看见的最高能量的可见光为频率ν=7.8×1014Hz的紫光,该紫光光子能量为 ()A.3.2eV B.1.2×10-4eVC.5.2×10-19eV D.8.3×10-38eV3.如图所示为研究光电效应的实验装置,用频率为ν的光照射阴极K,从阴极K逸出的光电子可向各个方向运动.某同学进行了如下操作:(1)用频率为ν1的光照射光电管,此时微安表中有电流,调节滑动变阻器,使微安表示数恰好变为0,记下此时电压表的示数U1.(2)用频率为ν2的光照射光电管,重复(1)中的步骤,记下电压表的示数U2.已知电子的电荷量为e.下列说法正确的是 ()A.为了使微安表的示数为零,实验中滑动变阻器的滑片P应该向b端移动B.根据题中数据可以得到普朗克常量为h=eC.若仅降低(1)中的光照强度,则微安表最初读数减小,遏止电压会变小D.滑动变阻器的滑片位于b端时,流过微安表的电流方向是从上往下4.[2024·河北张家口模拟]某同学做双缝干涉实验时,用波长为λ0的激光照射双缝,墙上的P点出现第3级亮条纹(中央亮条纹为第0级亮条纹).当他改用另一种激光照射双缝时,P点变为第4级亮条纹,则该激光的波长为 ()A.34λ0 B.λC.14λ0 D.435.[2024·湖北武汉模拟]在研究光电效应中,当不同频率的光照射某种金属时,以遏止电压Uc为纵坐标,入射光波长的倒数1λ为横坐标,作出Uc-1λ图像如图所示.其横轴截距为a,纵轴截距为-b,元电荷为e,光速为c.则 (A.普朗克常量为beB.该金属的截止频率为1C.该金属的逸出功为beD.遏止电压Uc与入射光波长的倒数1λ6.[2024·广东广州模拟]如图所示是以O为圆心、AB为直径的透明圆盘截面,一束激光从空气中平行AB由C点射入圆盘,在B点反射后从D点平行AB射出.已知圆盘半径和AC距离相等,则该圆盘对激光的折射率为()A.1.5B.2C.2D.37.[2024·湖南株州模拟]如图所示,平静的水面上漂浮一块厚度不计的圆形木板.一条小鱼以0.5m/s的水平速度匀速游过,其运动轨迹正好在木板直径的正下方,离水面的高度h=0.4m.小鱼从木板下方游过的过程中木板始终保持静止,在水面上任意位置看不到小鱼的时间为1s.已知水的折射率为43,7≈2.65,则圆形木板的直径约为 (A.0.91m B.1.41mC.1.91m D.2.41m8.(多选)[2024·辽宁大连模拟]如图所示,在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质,三角形边长为l,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕MN平行.激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,恰好发生全反射,光线最后照射在屏幕MN上的E点(图中未画出).已知光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是 ()A.光在透明介质中发生全反射的临界角为30°B.该透明介质的折射率为2C.光在透明介质中的传播速度为32D.光从射入AB面开始到射到E点的时间为4+9.[2024·河北邢台模拟]如图所示,一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平行玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃砖对红光的折射率为1.5,设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2.下列说法正确的是 ()A.玻璃砖对蓝光的折射率小于1.5B.下表面射出的红光、蓝光一定平行C.若将θ增大,红光有可能在下表面发生全反射D.若将θ从0°增大至90°的过程中,t2始终大于t110.[2024·北京顺义区模拟]1899年,苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”.和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似,光射到物体表面上时将产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是“光压”.某同学设计了如图所示的探测器,利用太阳光的“光压”为探测器提供动力,以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力,将太阳系中的探测器送到太阳系以外.假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动,帆面的面积为S,且始终与太阳光垂直,探测器到太阳中心的距离为r,不考虑行星对探测器的引力.已知:单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比,即P0=σT4,其中T为太阳表面的温度,σ为常量.引力常量为G,太阳的质量为M,太阳的半径为R,光子的动量p=hλ,光速为c.下列说法正确的是 (A.常量σ的单位为kgB.t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量4πR2tP0SC.若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射,探测器太阳帆的面积S至少为2D.若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收,探测器在r处太阳帆受到的太阳光对帆的压力R11.[2024·山东青岛模拟]光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式.现有一长为1km,直径为d=0.2mm的长直光纤,一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入,经过5×10-6s在光纤另一端接收到该光束.求:(1)光纤的折射率;(2)如图所示该光纤绕圆柱转弯,若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射,求该圆柱体半径R的最小值.12.[2024·湖北武汉模拟]如图所示,半径为R的半球形玻璃砖置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A点.一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃砖内(入射面即纸面),入射角为45°,出射光线射在桌面上B点处,测得AB之间的距离为12R.现将入射光束在纸面内向左平移,平移到E点时,恰好在球面上D点发生全反射,(不考虑光线在玻璃体内的多次反射)求(1)玻璃砖的折射率n;(2)OE的距离.第12讲光学1.D[解析]黑体辐射、光电效应、康普顿效应都说明光具有粒子性,能用光的粒子性解释,故A、B、C错误;电子束衍射说明电子具有波动性,不能用光的粒子性解释,故D正确.2.A[解析]根据爱因斯坦的光子说,可得E0=hν=5.17×10-19J,则紫光光子能量可表示为E0=5.17×10-191.6×10-3.B[解析]滑片P向b端滑动,微安表中的电流会增大或保持不变,故A错误;设材料的逸出功为W,由光电效应方程可得eU1=hν1-W,eU2=hν2-W,解得h=eU1-U2ν1-ν2,故B正确;用频率为ν1的光照射阴极K,微安表中有电流,说明发生了光电效应,降低光照强度,仍然能发生光电效应,只是电流会变小,光电子的最大初动能不变,遏止电压不变,故C错误;滑动变阻器的滑片位于b端时,A端电势高,光电子做加速运动,光电子从K4.A[解析]假设双缝间距为d,双缝到光屏的距离为L,O、P间距为x,两种激光干涉条纹间距分别为Δx1=x3,Δx2=x4,由Δx=Ldλ可得λλ0=Δx2Δx1=345.C[解析]根据爱因斯坦光电效应方程可知Uc=heν-W0e=hce·1λ-W0e,D错误;由题可知hce=ba、W0e=b,解得h=beac、W0=be,截止频率为ν6.D[解析]已知圆盘半径和AC距离相等,则△AOC为等边三角形,而∠ACB=90°,由几何知识得∠ABC=∠OCB=30°,而入射角i与∠AOC相等,由几何知识得i=∠AOC=60°,由折射定律得n=sin60°sin30°=3,故7.B[解析]根据题意可知,当小鱼反射的光在木板边缘水面上发生全反射时,则在水面上看不到小鱼,如图所示,根据全反射的临界角公式可得sinC=1n=34,则tanC=377,在水面之上看不到小鱼时小鱼运动的位移x=vt=0.5m,结合几何关系可知tanC=d2-x2h,解得d8.BCD[解析]画出光路图如图所示,在界面AC恰好发生全反射,由几何关系可知全反射临界角C=i=60°,则折射率n=1sinC=233,故A错