光学 专题卷

《光学 专题卷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光学 专题卷（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、高考专题复习光学、单选题1. 以下说法正确的是（）A. B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应B. 惠更斯原理解释了波的衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系C. 电磁波按照频率由大到小可以分为无线电波、光波、X射线、Y射线D. 只有横波，叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉2. 如图所示是单色光做双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷，在此时刻，介质 中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点，如果把屏分别 放在A、B、C三个位置，那么（）A. A、B、C三个位置都出现亮条纹B. B位置出现暗条纹C. C位置出

2、现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D.以上结论都不对3.（2015-四川）直线P1P2过均匀玻璃球球心0，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球 的光路如图。a、b光相比（）A. 玻璃对a光的折射率较大C. b光在玻璃中的传播速度较小B. 玻璃对a光的临界角较小D. b光在玻璃中的传播时间较短4. 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 光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列 说法正确的是（）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

3、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光的遏止电压低5. 在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重.激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变 性是不可逆的损伤，一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明，激光对眼睛的危害如此之大的原因是（）A. 单色性好B.高能量C.相干性好D.平行度好6. 关于光的波粒二象性的理解正确的是（）A. 大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性B. 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C. 高频光是粒子，低频光是波D. 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著7. 在不透光

4、的挡板上有一个宽度可调节的狭缝，缝后放一光屏用平行单色光照射狭缝，我们看到（）A. 缝越宽，屏上被照亮的宽度越大，亮度越大B. 缝越窄，屏上被照亮的宽度越大，亮度越大C. 缝很窄时，屏上被照亮的宽度反而增大，亮度减小D. 缝很窄时，屏上中心亮条纹宽度减小，亮度减小二、多选题8. 下列说法不正确的是（）A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B. 如果做振动的质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动C. 波在传播的过程中，介质质点将沿波的传播方向做匀速运动D. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场E. 狭义相对论认为：在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对

5、运动无关9. 如图是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，由图象可知（）A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hv0C. 入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为2E D.该图线的斜率表示普朗克常量10. 下列说法正确的是（）A. 人眼是根据光直线传播的经验判断物体位置的B.小孔成的象是正立的C.小孔成的象是倒立的D.小孔成的象与小孔的形状相似三、填空题11. 在用双缝干涉测量光的波长”实验中，按要求调整好实验装置.为测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如图乙所示的分划板中心刻度与干涉条纹， 记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，

6、使目镜中能观察到图（在A、B、C、D中选填一个）所示的分划板中心刻度与干涉条纹，再次记下手轮上的读数。矗丑c0测得相邻两个亮条纹间距为乂，双缝间距为d,单缝与双缝的距离为11 ,双缝到屏的距离为12 , 目镜的放大倍数为k,则对应的光波波长为。12. 铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝的表面，已知普朗克常量h=6.63x10部呸，光电子的最大初动能是J,遏止电压是V,铝的截止频率是H .（结果保留二位有效数学）13. 在图中，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的（填干涉”或衍射”）图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径（填大于”或小于”）图B

7、所对应的圆孔的孔径.四、解答题14. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周，圆 心为0,光线从AB面上的某点入射，入射角01=45，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点.* fB CC（a）画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；（b）求该棱镜的折射率n；（c）求光线在该棱镜中传播的速度大小v （已知光在空气中的传播速度c=3.0x108m/s）.15. 已知某金属表面接受波长为入和2入的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30eV和10eV, 求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少？五、实验探究题16.

8、 如图所示表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示波峰，虚线表示波 谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：(1) 在 a、b、c、d、e、f 六点中，振动加强的点是振动减弱的点是(2) 若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是六、综合题17. 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 会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的 薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为f=8.1x10i4H .(1) 他设计的这种增反膜”所依据的原理是(2) 这

9、种“增反膜”的厚度是(3) 请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是A. 薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以增透”答案解析部分一、单选题1. 【答案】A【解析】【解答】A、B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应，通过测量自身和目标之间有相对运动产 生的频率即为多普勒效应；故A正确；B、惠更斯原理只能解释波的传播方向，无法说明衍射现象与狭缝或障物大小的关系，故B错误；C、根据电磁波谱可知，电磁波按照波长的由大到小分为无线电波、光波、X射线、Y射线；故C错误；D、根据干涉条件可知，不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的

10、频率相等，振动情况相同，相位差恒 定就能产生稳定的干涉.故D错误.故选：A.【分析】振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象.明克确电 磁波谱的内容；并掌握干涉条件.2. 【答案】A【解析】【解答】在干涉现象中，所谓振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该 点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某时刻它可以位于平衡位置（如 图中C点）.所谓振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振 幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置.对光波而言，该点是完全暗的。【分析】波峰和波峰

11、、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点.振动加强 点始终振动加强，振动减弱点始终减弱。3. 【答案】C【解析】【分析】由于a,b光平行且关于过球心O的直线p1p2对称因此他们的入射角相等，根据图中几何 关系可知，b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b光的折射角较小、根据折射定律有时 二号号所以玻璃寂才b光的折射率较大，故选项A错误；根据临界角公式有:=七所以玻璃对a 光的临界角较大，故选项B错误：根据折射率的定义式有：；,，=疽所以b光在玻璃中的传播速度v较小故 选项C正确；根据图中几何关系可知，a、b光进入玻璃球后，b光的光程d较大，根据匀速直线运动规律

12、有，所以b光在玻璃中的传播时明R长，故选项D错误。【点评】在光的折射中，光线便折程度越大，介质对其折射率越大、临界角越小、在介质中的传播速率越 小、波长越短，值得注意的是，光（波）在进入介质前后频率不变。4. 【答案】D【解析】【解答】解：A、根据折射率定义公式n= 芳，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对d E1X1应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即nanb ，若增大入射角i，在第二折射面上，则两光的入 射角减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因 此它们不会发生光的全反射，故A错误；B、根据折射率定义公式n= 号，从空气斜射向玻璃时，

13、入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即nanb ，则在真空中a光波长大于b光波长，故B错误；C、只要是横波，均能发生偏振现象，若a光能发生偏振现象，b光一定能发生，故C错误；D、a光折射率较小，则频率较小，根据E=hY，则a光光子能量较小，则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小，根据qUc= .；.，则a光的遏止电压低，故D正确；故选：D.【分析】依据光的折射定律，判定两光的折射率大小，再根据sinC=亏，即可判定各自临界角大小，进而 可求解；根据折射率的定义公式求解折射率，由折射定律得出折射率关系，就知道波长关系； 只要是横波，均能发生偏振现象；根据qUc=亍，结合光电

14、效应方程方hY-W，从而即可求解.5. 【答案】B【解析】【解答】解：由题意可知，激光聚于感光细胞时产生过热而引起的蛋白质凝固变性是造成眼失明 的原则，故说明引起这一现象的是因为激光的高能量性，故B正确，ACD错误. 故选：B.【分析】分析题意明确激光对眼造成伤害的原因，再结合激光的特性进行分析即可解答.6. 【答案】D【解析】【解答】解：A、大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性.故A 错误；B、光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误；C、高频光波长短光的粒子性显著，低频光波长长光的波动性显著.故C错误；D、波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的

15、粒子性显著，故D正确；故选：D.【分析】光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性.7. 【答案】C【解析】【解答】解：在不透光的挡板上有一个宽度可调节的狭缝，缝后放一光屏用平行单色光照射狭缝， 缝越窄，屏上被照亮的宽度越大；缝越窄，通过缝的光越少，光的亮度越小.故选项C正确，ABD错误.故 选：C【分析】根据衍射条纹的特点进行判断，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄.二、多选题8. 【答案】A,B,C【解析】【解答】解：A、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，并不是光的 偏振，故A错误；B、若回复力与离开平衡位置的位移大小成

16、正比，方向相反的振动，才是简谐运动，故B错误；C、波在传播的过程中，质点不随波迁移，故C错误；D、非均匀变化的电场周围产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，故D正确；E、相对论认为：在任何参照系中，光速不变，与光源、观察者间的相对运动无关，故E错误； 本题选择错误的，故选：ABC.【分析】检查平面的平整度是利用了光的干涉；当满足F=-kx，即回复力与离开平衡位置的位移大小成正 比，方向相反；波中的质点不随波迁移；变化有均匀变化与非均匀变化；光速不变原理，与光源、观察者 间的相对运动无关，从而即可求解.9. 【答案】A,B,D【解析】【解答】解：A、根据光电效应方程Ek=hY

17、-W ，当Y=0时，Ek=-W ，由图象知纵轴截距-E，所以W0=E，即该金属的逸出功E，故A正确；B、图线与Y轴交点的横坐标是Y0 ，该金属的逸出功hY0 ，故B正确；C、根据光电效应方程，Ek=hY - W0=h2Y0 - hY0=hY0=E，故C错误;D、 根据光电效应方程Ek=hY-W ，知图线的斜率表示普朗克常量h，故D正确；故选：ABD.【分析】根据光电效应方程，结合图线的纵轴截距求出金属的逸出功，结合横轴截距得出金属的极限频率， 从而得出逸出功.根据光电效应方程求出光电子的最大初动能.10. 【答案】AC【解析】【解答】解：A、人能用双眼估测物体的位置，利用的是光的直线传播规律.

18、故A正确.B、小 孔成像说明光是沿直线传播的，象是倒立的.故B错误C正确.D、小孔成的象与小孔的形状无关，与物体的形状有关.故D错误.故选：AC.【分析】人能用双眼估测物体的位置，利用的是光的直线传播规律.小孔成像说明光是沿直线传播的，象 是倒立的.三、填空题11.【答案】C；【解析】【解答】(1)为了测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如图乙所示的分划板中 心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，使使分划板的中心刻线对齐相邻亮条纹 的中心，故应选C； (2)根据双缝干涉条纹的间距公式：.1 二孑.，.，解得：凡=黄。【分析】要测出两个亮条纹的间隙，就要使分划板

19、的中间刻度两次出现在亮条纹的中间，然后读出前后两 次手轮的读数，进行相减；已知亮条纹的距离，双缝的距离，双缝到屏幕的距离，利用波长公式就可以求 出波长的大小。12.【答案】3.2x10-19； 2.0； 1.0x1015C 【解析】【解答】解：1eV=1.6x10-19j根据光电效应方程得：Ekm=hY-W0=h ； - W0*1晚代入数据得：E, =6.63x10-34x - 4.2x1.6x10-19=3.2x10-19jkm；0Q 项-根据动能定理：EKm=eU0 得：U0= 又：W0=hY0得：Yo=1.0x1015H .故答案为：3.2x10-19 , 2.0, 1.0x1015 .

20、【分析】根据光电效应方程Ekm=hY - W0 ,结合频率与波长的关系求出光电子的最大初动能.13. 【答案】衍射；小于【解析】【解答】解：A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮斑.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.题图A是光的衍射图样，由于光波波长 很短，约在10-7 m数量级上，所以题图A对应的圆孔的孔径比题图B所对应的圆孔的孔径小.题图B的 形成可以用光的直线传播解释. 故答案为：衍射，小于.【分析】圆孔衍射的图象为明暗相间的圆环，不等间距.当光波的波长与圆孔的孔径相当，或大于圆孔的 孔径，则会发生明显的衍射现象.四、解答题14.

21、【答案】解：（a）由题意，光线进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点，光线在BC面上恰好发 生全反射，O是圆心，则反射光线沿半径方向射出，方向不变.作出光路图如图所示.（b）光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C.由 sinC= yy在AB界面上发生折射，折射角e2=90 - C，由折射定律# =n由以上几式解得n=艾（c）光速 v= %= ?6x108m/s答：（a）画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图如图；（c）光线在该棱镜中传播的速度大小v是 Mx108m/s.【解析】【分析】（a）由题可知，折射光线在O点恰好发生全反射，反射光线沿半径方向射出，方向不 xrn&i

22、变.作出光路图.（2）由几何知识得到折射角e2与临界角C的关系，由折射定律#=n得到折射角与折射率的关系，结合sinC=亍求出折射率.（3）光线在该棱镜中传播的速度v=目.15【答案】解：若此种金属的逸出功为W0 ，极限波长为入 .由爱因斯坦光电效应方程得：h ；-W0=Ekm1h = - Wo=Ekm2可得：入o=1.24x10-7 m.答：能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为1.24x10-7 m.【解析】【分析】根据光电效应方程求出该金属的逸出功，则可求出入射光的极限波长.五、实验探究题16.【答案】（1） a、e、c； b、d、f(2) b、 c、 d、 f【解析】【解答】

23、解：（1）由图可知：a点是波谷与波谷相遇点，而b、d点是波峰与波谷相遇点，c点 是波峰与波峰相遇点.由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减 弱，所以振动加强点是a与c，振动减弱点是b、d；而c在振动加强的连线上，f在振动减弱的连线上，因此c是振动加强点，而f是振动减弱点；（2）若两 振源S1和S2振幅相同，波峰与波谷相遇的位移为零，或平衡位置相遇也为零，此时刻位移为零的点是：b、 c、d、f.故答案为：（1） a、e、c， b、d、f.（2） b、c、d、f.【分析】两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时 振动减弱

24、，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱，从而即可求解.六、综合题17.【答案】（1）两反射光叠加后加强（2）1.23x10-7m（3）A,D【解析】【解答】解：（1）为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出 来形成的光叠加后加强，（2）当光程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）应等于光在薄膜中的波长入的整 数倍，即2d=N入（N=1，2，），因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的了 .紫外线在真空中的波长是入=L=3.7x10-7m.在膜中的波长是入=M=2.47x10-7m，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后加强，则会增反”.故膜的厚度至少是1.23x10-7m.（3）A、薄膜干涉说明光具有波动性，散射说明光具有粒子性，所以A正确；B、无论薄膜厚度是否相同，产生的干涉条纹都是平行的，由公式5 钦知条纹间距不同，所以B错误；C、白光的干涉条纹是彩色的，因为白光由七种色光组成，如果用单一颜色的色光照射，则条纹是单一颜 色与黑色相间所以C错误；D、当膜的厚度为波长的四分之一时就可以实现“增透”，所以D正确.故答案为：（1）两反射光叠加后加强；（2） 1.23x10-7m；（3） AD.【分析】（1）知道光叠加的原理以及在增反膜中的应用；（2）增反膜的厚度为波长的一半，增透膜的厚 度为波长的四分之一；（3）熟悉光的干涉特点.