高三物理光学

《高三物理光学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理光学（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、精品练习：光学1.（09全国卷15） 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ B ）A24m B32m C40m D48m解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.2.（09全国卷21）一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出），AB为直角边 ABC=45；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放

2、置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则 （ BD ）A. 从BC边折射出束宽度与BC边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：本题考查光的折射和全反射.宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面,入射角为45o临界角 ,所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向下的平行光射到AC圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB的长度,B对.D正确。3.（09上海物理6）光电效应的实验结论是：对于某

3、种金属 （ AD ）A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率 ，只有入射光子的频率大于极限频率 时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程 ，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以AD正确。4.（09上海物理10）如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用长更_（填长

4、、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离_（填增大、减小）。答案：长，增大。解析：依据双缝干涉条纹间距规律 ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离L。5.（09广东物理4）硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是 （ A ）A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，A正确；是利用光电效应原理制成的器件，依据光电效应方程 可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光

5、电效应，B错误，C错误，D错误。6.（09广东物理14）（1）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的 上，不同的单色光在同种均匀介质中 不同。答案：（1）界面，传播速度7.（09上海6）英国科学家瑞利于1871年证明：一束光穿过大气 距离后，其强度从 下降为 的公式为 ，其中 叫做吸收系数，式中 为光的频率， 为光速，标准状况下， 个/厘米 ， 。定义 ，叫做衰减长度，它表示光经过 距离后其强度降低到原来的 。根据以上信息，结合所学知识可以判断 （ B ）A可见光中衰减最厉害的是红光 B可见光中

6、衰减最厉害的是紫光C可见光中衰减最厉害的是黄绿光 D不同颜色的光衰减程序基本相同8.（09宁夏36）（1）关于光电效应，下列说法正确的是_（填入选项前的字母，有填错的不得分） （ A ） A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多9.（09天津7）已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光 （ C ） A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生

7、反射时，红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：由 可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，A错；以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，B错。从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式 可知，红光的折射率小，临界角大，C正确；用同一装置进行双缝干涉实验，由公式 可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，D错。10.（09四川21）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r，外圆半径为R，R r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射

8、率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则 （ AB ）A. n可能为 B. n可能为2C. t可能为 D. t可能为 解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为45，反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角C45，再根据n 可知n ；光在透明柱体中运动路程为L4r，运动时间为tL/V4nr/c，则t4 r/c，CD均错。11.（09重庆21）用a、b、c、d表示四种单色光，若 （ A ）a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大用b、d照射某金属表面，只有b能使其发射电子。则可推断a、b、c、d可能分别是

9、A紫光、蓝光、红光、橙光 B蓝光、紫光、红光、橙光C紫光、蓝光、橙光、红光 D紫光、橙光、红光、蓝光12.（09福建13）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是 （ D ）A. 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偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析：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薄膜干涉现象，A错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，B错；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C错；光学镜

10、头上的增透膜是利用光的干涉现象，D对。 13.（09浙江18）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 的单色光从空气射向 点，并偏折到F点，已知入射方向与边 的夹角为 ， 、 分别为边 、 的中点，则（ AC ）A该棱镜的折射率为 B光在 点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从 点出射的光束与入射到 点的光束平行解析：在E点作出法结线可知入射角为60o ，折射角为30o，折射率为 ；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式 ，可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到 点的光束平行，故D错。二、非选择题14.（09山东37） （物理-物

11、理3-）（2）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图2为过轴线的截面图，调整入射角，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为 ，的值。解析： （2）当光线在水面发生全放射时有 ，当光线从左侧射入时，由折射定律有 ，联立这两式代入数据可得 。考点：光的折射和全放射15.（09江苏物理12.B）（1）如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9 （ 为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5 ，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。（填写选项前的字母） （A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳

12、池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈现在半径 的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度 ，若已知水的折射率为 ，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 ，（结果保留两位有效数字） 答案：（1）D；（3）设照片圆形区域的实际半径为 ,运动员的实际长为 折射定律 几何关系 得 取 ，解得 （ 都算对）解析：（1）根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D项正确。 (3)根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。设照片圆形区域的实际半径为 ,运动员的实际长为 ，光路如图：折射定律 几何关系 得 取 ，解得 （本题为估算题，在取运动员实际长

13、度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h值可以不同 均可）16.（09江苏物理12.C）（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。 答案：（3）粒子的动量 ，物质波的波长 ，由 ，知 ，则 。解析：（3）物质波的的波长为 ，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即 ，因为 ，所以 ，故 。17.（09海南物理18.（1）如图，一透明半圆柱体折射率为 ，半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。解析：半圆柱体的横截面如图所示， 为半径。设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有 式中，

14、为全反射临界角。由几何关系得 代入题所给条件得 18.（09海南物理19）（I）已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速 ，普朗克常量 ，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。解析：（I）一波长为 光子能量为 设灯泡每秒内发出的光子数为 ，灯泡电功率为 ，则 式中， 是灯泡的发光效率。联立式得 代入题给数据得 19.（09宁夏35.（2）一棱镜的截面为直角三角形ABC，A=30o，斜边ABa。棱镜材料的折射率为n= 。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）

15、。解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得 由已知条件及式得 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示。设出射点为F，由几何关系可得 即出射点在AB边上离A点 的位置。 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。由几何关系可知，在D点的入射角 设全发射的临界角为 ，则 由和已知条件得 因此，光在D点全反射。 设此光线的出射点为E，由几何关系得DEB= 联立式得 即出射点在BC边上离B点 的位置。2009年联考题一、选择题1.(09茂名模拟) 下列表述正确的是 （ AD ）A.伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因B.牛顿最早成功利用实

16、验方法测出了万有引力常量C.爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，由赫兹用实验证实了电磁波的存在2.(09肇庆一模) 卢瑟福通过粒子散射实验,判断出原子中心有一个很小的核, 并由此提出了原子的核式结构学说。如右图所示的平面示意图中、两条线表示粒子运动的轨迹，则沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹是 （ A ） A.轨迹a B. 轨迹b C. 轨迹c D. 轨迹d3.(09茂名模拟) 氢原子从一种定态跃迁到另一种定态 （ BC ）.若氢原子吸收一个光子，则其电子的动能增大，轨道半径变小.若氢原子吸收一个光子，则其电子的动能减

17、小，轨道半径变大09.若氢原子放出一个光子，则其电子的动能增大，轨道半径变小.若氢原子放出一个光子，则其电子的动能减小，轨道半径变大4.(09 湛江模拟) 关于天然放射现象，下列说法正确的是 ( B )A衰变说明原子核里有电子B某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少4个C放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短D.射线的电离作用很强，可用来消除有害静电5.(09六校联考) 太阳里的热核反应方程为:下列说法正确的是 （ B ）A. 和 是两种不同元素的原子核B. 和 是氢的两种同位素的原子核C.这个反应既是核反应,也是化学反应D.这个反应过程中反应前核的总质量小于反应后核的总质量6.(09

18、深圳一模) 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是 ( BD )A.氢原子的能量增加B.氢原子的能量减少C.氢原子要吸收一定频率的光子D.氢原子要放出一定频率的光子7. (09汕头模拟) 在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子 以下判断中正确的是 （ CD ）A.x1 是质子 B.x2是中子 C.x3是中子 D.x4是质子8.(09茂名模拟) 利用氦-3（ He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制。月球上有大量的氦-3，每个航天大国都将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。嫦娥一号探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦-3的分

19、布和储量。已知两个氘核聚变生成一个氦-3和一个中子的核反应方程是：2 H He n3.26 MeV，若有2g氘全部发生聚变，则释放的能量是（NA为阿伏加德罗常数） （ C ）A.0.53.26 MeV B.3.26 MeVC.0.5NA3.26 MeV D.NA3.26 MeV9.(09湛师附中模拟) 下列有关物理学史或物理理论的说法中，正确的是： （ BD ） A.经典力学对处理高速运动的微观粒子具有相当高的正确性 B.伽利略认为物体的运动不需要力来维持C.爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间都是绝对不变的 D.最早发现中子的物理学家是查德威克D. 是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随

20、着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长10.(09汕头模拟) 可见光光子的能量在1.61eV3.10eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图（如图)可判断 ( B )A.从n = 4能级跃迁到n = 3能级时发出可见光B.从n = 3能级跃迁到n = 2能级时发出可见光C.从n = 2能级跃迁到n = 1能级时发出可见光D.从n = 4能级跃迁到n = 1能级时发出可见光11.(09湛江模拟) 下列说法符合物理史实的是 （ BC ）A牛顿最早论证了重物体不会比轻物体下落得快B卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出万有引力的引力常量C卢瑟福的粒子散射实验可以估测原子核的大小

21、D法拉第首先发现电流可以使周围磁针偏转的效应，称为电流的磁效应12.( 09深圳一模) 已建成的广东大亚湾核电站利用的是 （ C ）A.放射性元素发生衰变放出的能量B.放射性元素发生衰变放出的能量C.重核裂变放出的能量 D.热核反应放出的能量13.(09肇庆一模) 太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知粒子的质量为m，质子的质量为mp，电子的质量为me，用NA表示阿佛加德罗常数，用c表示光速，则太阳上2 kg的氢核聚变成粒子时所放出的能量为 （ C ）A.125(4mpm2me) NAc2B.250(4mpm2me) NA

22、c2C.500(4mpm2me) NA c2D.1000(4mpm2me) NA c2 14.(09湛师附中模拟) 卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出了： （ A ）A.原子的核式结构模型. B.原子核内有中子存在. C.电子是原子的组成部分. D.原子核是由质子和中子组成的.15. (09汕头模拟) 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.下列说法正确的是 （ AD ）A.欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系 B.库仑发现了电流的磁效应C.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 D.法拉第发现了电磁感应规律16.(09湛江二中模拟) 在物理学发展的过程

23、中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，不正确的说法是 （ A ） A.库伦发现了电流的磁效应 B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律 D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础17.(09六校联考) 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( A )A.42.8eV (光子) B.43.2eV（电子）C.41.0eV（电子） D.54.4eV (光子)1

24、8.(09陈经纶中学模拟) 某研究性学习小组在探究光的折射过程中，研究折射角与入射角之间的关系，当光由空气斜射入玻璃中时，测得实验数据如下表 由此实验数据可以初步得到的结论是 ( B )A.在误差允许范围内，入射角与折射角之比总是定值B.在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值C.在误差允许范围内，入射角与折射角之差总是定值D.在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之差总是定值二、非选择题19.(09茂名模拟 ) (1)心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置，下面是甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图11甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次分.试分析：

25、甲的心动周期为_，该心电图机图纸移动的速度为_，乙的心率为_。 (2)光热转换是将太阳光能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳光能转化为_，这种镀膜技术的物理学依据是_。答案 (1)1 s 25mm/s 75次/分 ( 2）内能 光的干涉20.(09湛江模拟) 如图所示，是一列简谐横波在t=0时的波形，波沿x轴正方向传播，已知从t=0至t=1.1s时间内，P质点第三次出现在波峰位置，则此简谐横波的振动周期T= s，该波的波长 = m，该波的波速v= m/

26、s.答案 0.4 2 5 21.(09深圳一模) （1）根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生 .不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的 效应，紫外线具有较强的 效应.（2）如图是一个单摆的共振曲线.此单摆的固有周期T是 s，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将 （填向左或向右）移动.答案 （1）周期性变化的磁场 热 荧光 （2）2.5 左22.(09肇庆一模) （1）一列横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如右图所示。由图中读出波的波长是 m；若波的周期大于(t2-t1),且向右传播,则该波的波速是 m

27、/s;；若波的周期小于(t2-t1)， 并且波速为6000m/s,则波的传播方向是向 传。（2）如右图所示,(a)、(b)两幅图是由单色光分别入射到两圆孔形成的图像,由图判断(a)是 光的 (选填干涉或衍射)图像.图(a)所对应的圆孔孔径_ _(选填大 于或小于)图(b)所对应的圆孔孔径。答案 （1）8 400 右 （由于tT,故若波向左传,则 ;若向右传,则 ,且n1,由v=/T可得n值,计算结果向右传时n为非整数,向左传时n为整数,故该情况为左传） （2）衍射 ,小于23.(09湛师附中模拟) （1）光电效应现象，说明光具有 。（选填波动性、粒子性）（2）一列简谐横波在 时的波形图如下，若

28、波自右向左传播的，则处于 平衡位置的P点此时的运动方向是 。若经过时间t=0.03s后，P 点刚好第一次到达波峰，则波的传播速度是 。答案（1）粒子性 （2）向下 10m/s24.(09深圳高中模拟) （1）下列说法中正确的是 （ AFG ）A.简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等B.机械波和电磁波一样从空气进入水中波长变短C.某同学在做用单摆测定重力加速度的实验，释放摆球的同时开始计时D.在波的干涉中，振动加强的点一定处在波峰或波谷的叠加处E.天边的彩虹是光的衍射现象F.振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场。G.除了从光源直接发出的光

29、以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光。（2）某单色光在真空中的光速为c，波长为 ，则它在折射率为n的介质中传播时的速度为 ，波长为 .答案（2） ； 25.(09潮州模拟) （1）在简谐运动的图像如右图中，振子的振幅是_cm，周期是 _ s， （2）围绕正在发声的音叉运动一周，就会发现声音忽强忽弱，这是声波的 现象，产生这一现象的两个波源是 ，它们符合 波源的条件。 答案（1） 3； 4， （2）干涉；音叉的两个叉股；相干26.(09汕头模拟) （1）以下说法正确的是_ （填入选项前面的英文代号）. A.部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象B.物理学家惠更斯认为，单摆做

30、简谐运动的周期与摆球的质量有关C.闻其声而不见其人是因为声波比光波更容易发生衍射现象D.在光的折射现象中，入射角与折射角成正比E.雷达所用的无线电波是波长很短的微波F.光的偏振现象说明光是纵波，电磁波也是纵波（2）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图象，A、B是介质中的二个质点.已知波是向x轴正方向传播的，由此可以判断：质点A的振幅为 cm，质点B此刻向 运动.答案（1）ACE.（2）0.4 ；y轴正方向.27.(09湛江二中模拟) (1)已知水的折射率是n=1.33，则光在水中的传播速度为 （2）是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s第一次听到回声,又经过

31、0.50s再次听到回声,已知声速为340m/s,则两峭壁间距离为_ （3）如图所示是一列简谐波的一段图象，已知d点到达波峰的时间比c早1s/200，a、c两点间水平距离为3m，则该波的传播方向为 ，波速为 m/s。答案（1）2.3108m/s (2) 425m （3）向左 20028.(09六校联考) 如图所示，实线是一列简谐横波在t1 = 0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0t2 t1T，t1 = 0时x=2m处的质点A正向y轴正方向振动。 质点A的振动周期为 s； 波的传播方向是 ； 波速大小为 m/s。（2）麦克斯韦是集电磁学大成的伟大科学家，建立第一个完整的电磁理论体系，并预言电磁波的存在；麦克斯韦电磁场理论内容： ； 。答案（1） 2.0 沿+x方向(或水平向右) 2.0 （2）变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场