高中物理光學(xué)習(xí)題含解析

1、 光 學(xué)第一部分 五年高考題薈萃2009年高考新題1.（09·全國(guó)卷·15） 某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖所示，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是（ B ）A24m B32m C40m D48m解析：本題考查平面鏡成像.從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8cm,第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像,第3個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm.2.（09·全國(guó)卷·21）一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末畫出），AB為直角邊ABC=45

2、°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則 （ BD ）A. 從BC邊折射出束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光B. 屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度C. 屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度D. 當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：本題考查光的折射和全反射.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長(zhǎng)度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可

3、得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長(zhǎng)度,B對(duì).D正確。3.（09·上海物理·6）光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬 （ AD ）A無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大解析：每種金屬都有它的極限頻率，只有入射光子的頻率大于極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且入射光的強(qiáng)度越大則產(chǎn)生的光子數(shù)越多，光電流越強(qiáng)；由光電效應(yīng)方程，可知入射光子的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的

4、強(qiáng)度無關(guān)，所以AD正確。4.（09·上海物理·10）如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用長(zhǎng)更_（填長(zhǎng)、短）的單色光，或是使雙縫與光屏間的距離_（填增大、減?。４鸢福洪L(zhǎng)，增大。解析：依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律，可知要使干涉條紋的間距變大，需要改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光，應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。5.（09·廣東物理·4）硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件。下列表述正確的是 （ A ）A硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置B硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出C逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無關(guān)D任意頻率的光照射到硅光電池上都

5、能產(chǎn)生光電效應(yīng)解析：硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，A正確；是利用光電效應(yīng)原理制成的器件，依據(jù)光電效應(yīng)方程可見只有當(dāng)入射光子的頻率大于極限頻率時(shí)才可能發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。6.（09·廣東物理·14）（1）在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的 上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中 不同。答案：（1）界面，傳播速度7.（09·上海·6）英國(guó)科學(xué)家瑞利于1871年證明：一束光穿過大氣距離后，其強(qiáng)度從下降為的公式為，其中叫做吸收系數(shù)，式中為光

6、的頻率，為光速，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，個(gè)/厘米，。定義，叫做衰減長(zhǎng)度，它表示光經(jīng)過距離后其強(qiáng)度降低到原來的。根據(jù)以上信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可以判斷 （ B ）A可見光中衰減最厲害的是紅光 B可見光中衰減最厲害的是紫光C可見光中衰減最厲害的是黃綠光 D不同顏色的光衰減程序基本相同8.（09·寧夏·36）（1）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是_（填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分） （ A ） A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就

7、越多9.（09·天津·7）已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光 （ C ） A.在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大 D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大解析：由可知，藍(lán)光在玻璃中的折射率大，藍(lán)光的速度較小，A錯(cuò)；以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中，藍(lán)光的折射率大，向法線靠攏偏折得多，折射角應(yīng)較小，B錯(cuò)。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角由公式可知，紅光的折射率小，臨界角大，C正確；用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由公式可知藍(lán)光的波長(zhǎng)短，相鄰條

8、紋間距小，D錯(cuò)。10.（09·四川·21）如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，Rr?，F(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t，若真空中的光速為c，則 （ AB ）A. n可能為 B. n可能為2C. t可能為 D. t可能為解析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°，反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C45°，再根據(jù)n可知n；光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L(zhǎng)4r，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為tL/V4nr/c，則t4r/c，CD

9、均錯(cuò)。11.（09·重慶·21）用a、b、c、d表示四種單色光，若 （ A ）a、b從同種玻璃射向空氣，a的臨界角小于b的臨界角；用b、c和d在相同條件下分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，c的條紋間距最大用b、d照射某金屬表面，只有b能使其發(fā)射電子。則可推斷a、b、c、d可能分別是A紫光、藍(lán)光、紅光、橙光 B藍(lán)光、紫光、紅光、橙光C紫光、藍(lán)光、橙光、紅光 D紫光、橙光、紅光、藍(lán)光12.（09·福建·13）光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是 （ D ）A. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩

10、色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯(cuò)；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯(cuò)；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D對(duì)。 13.（09·浙江·18）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面的單色光從空氣射向點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊的夾角為，、分別為邊、的中點(diǎn)，則（ AC ）A該棱鏡的折射率為B光在點(diǎn)發(fā)生全反射C光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變小D從點(diǎn)

11、出射的光束與入射到點(diǎn)的光束平行解析：在E點(diǎn)作出法結(jié)線可知入射角為60o ，折射角為30o，折射率為；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會(huì)發(fā)生全反射，B錯(cuò)；由公式，可知C對(duì)；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會(huì)與入射到點(diǎn)的光束平行，故D錯(cuò)。二、非選擇題14.（09·山東·37） （物理物理3-）（2）一束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱比，圖2為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角，光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射角為，的值。圖2解析： （2）當(dāng)光線在水面發(fā)生全放射時(shí)有，當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律有，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得?？键c(diǎn)：光的

12、折射和全放射15.（09·江蘇物理·12.B）（1）如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為 。（填寫選項(xiàng)前的字母）（A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c（3）圖丙是北京奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長(zhǎng)度，若已知水的折射率為，請(qǐng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）答案：（1）D；（3）設(shè)照片圓形區(qū)

13、域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長(zhǎng)為折射定律幾何關(guān)系 得取，解得（都算對(duì)）解析：（1）根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論，在任何參考系中，光速不變。D項(xiàng)正確。 (3)根據(jù)題意能畫出光路圖，正確使用物象比解決本題的關(guān)鍵。設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長(zhǎng)為，光路如圖：折射定律 幾何關(guān)系 得取，解得（本題為估算題，在取運(yùn)動(dòng)員實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)可以有一個(gè)范圍，但要符合實(shí)際，故求得h值可以不同均可）16.（09·江蘇物理·12.C）（3）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小。 答案：（3）粒子的動(dòng)量 ，物質(zhì)波的波長(zhǎng)，由，知，則。解析：（3）物質(zhì)波的的波長(zhǎng)為，要比較波長(zhǎng)需要將中子和

14、電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即，因?yàn)?，所以，故?7.（09·海南物理·18.（1）如圖，一透明半圓柱體折射率為，半徑為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出。球該部分柱面的面積S。解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，為半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全反射條件，由折射定律有 式中，為全反射臨界角。由幾何關(guān)系得 代入題所給條件得 18.（09·海南物理·19）（I）已知：功率為100W燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速，普朗克常量，假定所發(fā)出的可見光的波長(zhǎng)都是560nm，計(jì)算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)。解析

15、：（I）一波長(zhǎng)為光子能量為 設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為，燈泡電功率為，則 式中，是燈泡的發(fā)光效率。聯(lián)立式得 代入題給數(shù)據(jù)得 19.（09·寧夏·35.（2）一棱鏡的截面為直角三角形ABC，A=30o，斜邊ABa。棱鏡材料的折射率為n=。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45o的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）。解析：設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得 由已知條件及式得 如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得 即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)的位置。 如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線

16、與AB的交點(diǎn)為D。由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角 設(shè)全發(fā)射的臨界角為，則 由和已知條件得 因此，光在D點(diǎn)全反射。 設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得DEB= 聯(lián)立式得 即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)的位置。20082005年高考題題組一一、選擇題1.（08·全國(guó)·21）一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角射入，穿過玻璃磚自下表射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在從0°逐漸增大至90°的過程中 （ B ）A.t1始終大于t2 B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先

17、小于后大于t2解析：設(shè)折射角為，玻璃磚的厚度為h，由折射定律n= ，且n= ，在玻璃磚中的時(shí)間為t= ，聯(lián)立解得t2，紅光頻率較小，為零時(shí)，t1t2，為90°時(shí)，趨近漸近線，初步判定該函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過帶入為其它特殊值，仍然有t1t2，故B對(duì)。2.(08·全國(guó)·15)一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是 （ D ）A.紅光以30°的入射角入射B.紅光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45

18、6;的入射角入射解析：因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大，A、B項(xiàng)錯(cuò)；設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離,可見對(duì)于同一種色光,入射角越大,側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。3.（08·北京·13）下列說法正確的是 ( A )A.用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B.用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象D.門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象解析：用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象4.（08·天津·16）下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正

19、確的是 （ A ）A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析：根據(jù)干涉條紋的間距的公式x=可知，由于紫光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)短，所以改為紅光后條紋間距一定增大，A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小，所以紫光發(fā)生全反射后紅光不一定發(fā)生全反射，B錯(cuò)誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以紫光的能量比紅光的能量大，紫光發(fā)生光電效應(yīng)紅光不一定發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)

20、誤，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振鏡是為了防止玻璃的反光，所以D錯(cuò)誤。5.（08·四川·21）如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為 ( C )O60°ABCDA. B.1.5 C. D.2解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，故，所以，玻璃的折射率 .6.（08·重慶·19）如圖是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、 GG1、

21、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線 ( B )A.不能從圓孤射出 B.只能從圓孤射出C.能從圓孤射出 D.能從圓孤射出 解析：本題考查光的折射有關(guān)的知識(shí)，本題為中等難度題目。由該棱鏡的折射率為 可知其臨界角C滿足：,可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。7.（08·上海理綜·9）紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外 輻射來探測(cè)地面物體的狀況。地球大氣中的水氣（H2O）、二氧化碳（CO2）能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)

22、出的某些波長(zhǎng)的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。右圖為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長(zhǎng)電磁波的吸收情況，由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長(zhǎng)范圍為（D） A.2.53.5um B.44.5um C. 57um D. 813um 解析：由圖可知，813um的波段被水和二氧化碳吸收的較少，能夠接收到，選項(xiàng)D正確。 8.（08·上海物理·12）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果 ( BD )（A）用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋（B）用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋（C）用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋（D）用紫光作為光源

23、，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋解析：白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，B對(duì)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對(duì)。9.（08·廣東物理·6）有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是 （ BC ）A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說明氫原子能級(jí)是分立的D.氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無關(guān)10.（08·上海物理·16）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄

24、膜干涉現(xiàn)象。圖（a） 是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象 是 （ D ）（A）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°（B）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°（C）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30°（D）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析：金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D對(duì)。二、非選擇題11.（08·寧夏&#

25、183;32）一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角。解析：設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，COB=。又由OBC知sin= 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為，由折射定律得 由式得 由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角(見圖)為30°。由折射定律得 因此，解得.本題考查幾何光學(xué)知識(shí)，通過畫光路圖，根據(jù)折射定律，由幾何

26、關(guān)系列式求解。12.(08·山東·37）麥克斯韋在1865年發(fā)表的電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。（1）一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖1所示.求該光波的頻率。（2）圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖.并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù)。答案 見解析解析：(l）設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長(zhǎng)為.頻率為f，則f= v= 聯(lián)立式得f 從波形圖上讀出波長(zhǎng)=4×1

27、0-7m，代人數(shù)據(jù)解得f =5×1014Hz （2）光路如圖所示13.（08 ·廣東物理·14）（1）大海中航行的輪船，受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí)，為了防止傾覆，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和 ，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的 。（2）光纖通信中,光導(dǎo)纖維遞光信號(hào)的物理原理是利用光的 現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光從光密介質(zhì)射向 ，且入射角等于或大于 。答案 （1）速度 頻率 （2）全反射 光疏介質(zhì) 臨界角14.（08·上海理綜·44）生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對(duì)接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也 具有這種

28、效應(yīng)。圖中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波。由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無線電波頻率與發(fā)出時(shí)不同。利用頻率差就能計(jì)算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中c為真空中的光速，若，可知被測(cè)車輛的速度大小為_30_m/s。解析：根據(jù)題意有，解得v30m/s。題組二一、選擇題1.(07·北京理綜·13)光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是 （ A ）外套內(nèi)芯A.內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面 發(fā)生全反射C.

29、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射r桌面D.內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作2.（07·全國(guó)理綜·17）從桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸， 圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為 ( C )A.r B.1.5rC.2r D.2.5r3.（07·天津理綜·14）下列說法正確的是 （ B ）A.用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象B

30、.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象 C.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D.電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來變換頻道的4.（07·全國(guó)理綜·.17）如圖，P是一偏振片，P的透振方向（用帶有箭頭的實(shí)線表示）為豎直方向。下列四種入射光束中，哪幾種照射P時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光？ （ ABD ）光束PA.太陽光 B.沿豎直方向振動(dòng)的光C.沿水平方向振動(dòng)的光 D.沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光5.（07·上海物理·8）光通過各種不同的障礙物后會(huì)產(chǎn)生各種不同的衍射條紋，衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀相對(duì)應(yīng)，這一現(xiàn)象說明

31、 （ BC ）A.光是電磁波 B.光具有波動(dòng)性C.光可以攜帶信息 D.光具有波粒二象性6.（07.江蘇.3）光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是 （ D ）A.一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C.日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振光片可以使景象更清晰D.通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋7.（07.廣東物理.11）關(guān)于光的性質(zhì)，下列說法正確的是 （ BC ）A.光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中

32、的速度B.雙縫干涉說明光具有波動(dòng)性C.光在同種介質(zhì)種沿直線傳播D.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波8.（07.江蘇.7）現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是 （ BD ）A.一定頻率的光照射到鋅板上，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B.肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C.質(zhì)量為103 kg、速度為102 m/s的小球，其德布羅意波長(zhǎng)約為1023 m，不過我們能清晰地觀測(cè)到小球運(yùn)動(dòng)的軌跡D.人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)與晶體中原子間距大致相同9.（06.全國(guó).19）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為 ，則 （ A

33、 B ） A.當(dāng)用頻率為的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子 B.當(dāng)用頻率為的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 C.當(dāng)照射光的頻率大于 時(shí)，若增大，則逸出功增大 D.當(dāng)照射光的頻率大于 時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍10.（06.全國(guó).15）紅光和紫光相比 （ B ）A.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較大B.紅光光子的能量較??；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較大C.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小D.紅光光子的能量較小；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小11.(06.四川.15)現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為.

34、用b光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng).若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定 ( A )A.a光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B.c光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)C.a光束照射時(shí)，釋放出的光電子數(shù)目最多D.c光束照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最小12.（05·江蘇物理·6）在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)與晶體中原子間距相近.已知中子質(zhì)量m=1.671027kg，普朗克常量h=6.631034J·s，可以估算德布羅意波長(zhǎng)=1.8210-10m的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為 （ C ）A.1017J B.1019J C.1021

35、J D.1024 J13.（05.遼寧.33）一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個(gè)光路圖可能是正確的？ （ B ）bcao14.（05.全國(guó).17）圖示為一直角棱鏡的橫截面，。一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線 （ B D ）A.從ab面射出 B.從ac面射出C.從bc面射出，且與bc面斜交D.從bc面射出，且與bc面垂直ab空氣玻璃15.（05.全國(guó).15）一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃

36、對(duì)a、b的折射率分別為na和nb，a、 b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb，則 （A D）A.na>nb B.na<nb C.v a>vb D.va<vb16.（05.全國(guó) .18）兩種單色光由水中射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角分別為1、2。用n1、n 2分別表示水對(duì)兩單色光的折射率，v1、v2分別表示兩單色光在水中的傳播速度 （ B ）A. nln2、v1v2 B. nln2、v1>v2 C. nl>n2、v1v2 D. nl>n2、v1>v2 17.（05.春季）在下列各組的兩個(gè)現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動(dòng)性的是 （ C ）A.光的折射現(xiàn)象、色散

37、現(xiàn)象 B.光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C.光的衍射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 D.光的直線傳播現(xiàn)象、光電效應(yīng)現(xiàn)象18. （05.春季）有關(guān)紅、藍(lán)兩束單色光，下述說法正確的是（ D ）A.在空氣中的波長(zhǎng)B.在水中的光速C.在同一介質(zhì)中的折射率n紅>n藍(lán)D.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量19.(05.廣東物理.5） 如圖2所示，一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是 （ B ） 圖2.紅光的偏折最大，紫光的偏折最小.紅光的偏折最小，紫光的偏折最大.玻璃對(duì)紅光的折射率比紫光大 .玻璃中紫光的傳播速度比紅光大20.（05.廣東物理.7）光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通

38、信服務(wù)。目前，我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)。下列說法正確的是 （A D） .光纖通信利用光作為載體來傳播信息 .光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理.目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲21.（05.廣東大綜合.29）硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)頻率為的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為（h為普朗克常數(shù) ） （ C ）A.hB.NhvC.NhD.2 Nh22.(05.江蘇理綜.24）光線以某一入射角從空氣射人折射率為的玻璃中，已知折射角為30°，則入射角等于 （ C ）A.30°

39、B.45° C.60° D.75° 23.（05·江蘇物理·2）為了強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對(duì)當(dāng)今社會(huì)的重要作用并紀(jì)念愛因斯坦，2004年聯(lián)合國(guó)第58次大會(huì)把2005年定為國(guó)際物理年.愛因斯坦在100年前發(fā)表了5篇重要論文，內(nèi)容涉及狹義相對(duì)論、量子論和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn).某人學(xué)了有關(guān)的知識(shí)后，有如下理解，其中正確的是（ B D ）A.所謂布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性C.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，入射光強(qiáng)度增大，光電子的最大初動(dòng)能隨之增大D.質(zhì)能方程表明：物體具有的能量與它的質(zhì)量有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系24.（0

40、5·天津·17）某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21eV，用波長(zhǎng)為2.5×10-7m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為3.0×108m/s，元電荷為1.6×10-19C，普朗克常量為6.63×10-34Js，求得鉀的極限頻率和該光電管發(fā)射的光電子的最大動(dòng)能應(yīng)分別是 （ B ）A.5.3×1014HZ，2.2J B.5.3×1014HZ，4.4×10-19JC.3.3×1033HZ，2.2J D.3.3×1033HZ，4.4×10-19J25.（05·

41、天津·20）現(xiàn)用電子顯微鏡觀測(cè)線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)。為滿足測(cè)量要求，將顯微鏡工作時(shí)電子的德布羅意波長(zhǎng)設(shè)定為d/n，其中n>1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計(jì)，則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓應(yīng)為 （ D ）A. B. C. D.二、非選擇題26.（07·江蘇·14）如圖所示，巡查員站立于一空的貯液池邊，檢查池角處出液口的安全情況。已知池寬為L(zhǎng)，照明燈到池底的距離為H。若保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為時(shí)， 池底的光斑距離出液口。試求當(dāng)液面高為時(shí)，池底的光斑到出液口的距離x?？刂瞥鲆嚎诰徛嘏懦鲆后w，使

42、液面以v0的速率勻速下降，試求池底的光斑移動(dòng)的速率vx。答案：解法一：由幾何關(guān)系知： 由折射定律得： 代入，得： 解法二：由幾何關(guān)系知：液面高度變化，折射角不變，由，得：解得： 27.（06·江蘇·12）在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖、和所示，其中甲、丙同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確，且均以 aa、bb為界面畫光路圖。則甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不變”） 乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）丙同學(xué)測(cè)得的

43、折射率與真實(shí)值相比                            。答案 偏小不變可能偏大、可能偏小、可能不變28.（06·全國(guó)·22）一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的（光線不能通過此表面）.現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率，給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（、）、帶有刻度的

44、直角三角板、量角器.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線和，表示鍍銀的玻璃表面，表示另一表面，如圖所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針、（位置如圖）.用、的連線表示入射光線.為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針、？ .試在題圖中標(biāo)出、的位置.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角 與折射角.簡(jiǎn)要寫出作圖步驟. .寫出用、表示的折射率公式 .答案 .在一側(cè)觀察、 （經(jīng)折射，反射，再經(jīng)折射后）的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳?，使?與、的像在一條直線上，即讓擋住、的像；再插上，讓它擋住（或）的像和.、的位置如圖.過、作直

45、線與交于；過、作直線與交于； 利用刻度尺找到的中點(diǎn)； 過點(diǎn)作的垂線，過點(diǎn)作的垂線與相交與，如圖所示，連接； ,. 29.（06·全國(guó)·22）（1）利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說法：A.將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B.將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D.換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄E.去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失其中正確的是ABD。30.（05·廣東物理·11）如圖6所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、_ 濾光片_、_單縫_、

46、_雙縫_、遮光筒、光屏。對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取_減小雙縫間距離_或_增大雙縫到屏的距離_的方法。31.（05·上海物理·14）部分電磁波的大致波長(zhǎng)范圍如圖所示.若要利用 縫寬與手指寬度相當(dāng)?shù)目p獲得明顯的衍射現(xiàn)象，可選用_波段的電磁 波，其原因是。答案 微波 要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)應(yīng)與縫的尺寸相近遮光筒圖132.（05·天津·22）現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖1所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件

47、，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A。本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_和_。將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖2所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖3中手輪上的示數(shù)_mm，求得相鄰亮紋的間距x為_mm。已知雙縫間距d為2.0×10-4m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式=_，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_nm。答案 E D B 單縫和雙縫間距5cm10cm，使單縫與雙縫相互平行 13.870 2.310 ，6.6×10233.（江蘇物理·15）1801