北京市2019版高考物理專題十五光學(xué)課件

專題十五光學(xué)物理(北京市專用)

2021/5/911.(2017北京理綜,14,6分)如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。如

果光束b是藍(lán)光,則光束a可能是

()A.紅光

B.黃光C.綠光

D.紫光考點(diǎn)一光的折射、全反射和色散A組

自主命題·北京卷題組五年高考答案

D本題考查光的折射、色散。由題圖可知,可見光穿過玻璃磚后,發(fā)生了色散,其中a

光的側(cè)移距離大于b光的側(cè)移距離,說明玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率,同種介質(zhì)對(duì)

紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的折射率依次增大,由于b光是藍(lán)光,故只有D選項(xiàng)符合題意。2021/5/92知識(shí)歸納

色光中相關(guān)物理量的變化2021/5/932.(2014北京理綜,20,6分,0.83)以往,已知材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對(duì)某些電磁

波設(shè)計(jì)制作的人工材料,其折射率可以為負(fù)值(n<0),稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材

料,入射角i與折射角r依然滿足

=n,但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料對(duì)此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是

()答案

B折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè),故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。因?yàn)椴牧险凵渎蕁=-1,電

磁波由空氣進(jìn)入介質(zhì)時(shí),sinα=-sin(-β),得α=β,則C項(xiàng)錯(cuò)。故正確選項(xiàng)為B?？疾辄c(diǎn)折射率、折射定律。審題關(guān)鍵

折射線和入射線位于法線同側(cè);折射率n=-1,意味著出射角等于入射角。2021/5/943.(2013北京理綜,14,6分,0.93)如圖所示,一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O,經(jīng)折射后分為

兩束單色光a和b。下列判斷正確的是

()

A.玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率B.a光的頻率大于b光的頻率C.在真空中a光的波長大于b光的波長D.a光光子能量小于b光光子能量答案

B由光路圖知,a光比b光的偏折程度大,說明玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率,

a光的頻率大于b光的頻率,A選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確;光在真空中的波長λ=

,故頻率大的光波長短,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;光子能量E=hν,ν為光的頻率,故頻率越大,光子能量越大,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。考查點(diǎn)折射定律、折射率、色散、光的波長、頻率和光子能量。思路點(diǎn)撥由圖中的折射情況先確定玻璃對(duì)a、b光的折射率關(guān)系,再確定a、b光的頻率關(guān)系,

進(jìn)而由頻率確定其他量的情況。2021/5/954.[2018課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分]如圖,某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫了一個(gè)小標(biāo)記“·”(圖中O

點(diǎn)),然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上,小標(biāo)記位于AC邊上。D位于

AB邊上,過D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F。該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察,恰

好可以看到小標(biāo)記的像;過O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱鏡的

折射率。(不考慮光線在三棱鏡中的反射)B組

統(tǒng)一命題、課標(biāo)卷題組2021/5/96答案

解析本題考查折射定律。過D點(diǎn)作AB邊的法線NN',連接OD,則∠ODN=α為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角;設(shè)該光線在

D點(diǎn)的折射角為β,如圖所示。根據(jù)折射定律有nsinα=sinβ

①式中n為三棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知β=60°

②2021/5/97∠EOF=30°

③△OEF中有EF=OEsin∠EOF

④由③④式和題給條件得OE=2cm⑤根據(jù)題給條件可知,△OED為等腰三角形,有α=30°由①②⑥式得

⑥n=

⑦解題關(guān)鍵

解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)題設(shè)條件,畫出光路圖,利用圖中幾何關(guān)系,列方程求解。2021/5/985.[2018課標(biāo)Ⅱ,34(2),10分]如圖,△ABC是一直角三棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=60°。一細(xì)光

束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交

BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。(ⅰ)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;(ⅱ)為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?

2021/5/99解析本題考查光的折射和全反射、折射率。(ⅰ)光線在BC邊上折射,由折射定律有sini1=nsinr1

①式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光線在BC邊上的入射角和折射角。光線在AC邊上發(fā)生全反射,由反射定律有r2=i2

②式中i2和r2分別是該光線在AC邊上的入射角和反射角。光線在AB邊上發(fā)生折射,由折射定律有nsini3=sinr3

③答案(ⅰ)60°(ⅱ)

≤n<22021/5/910式中i3和r3分別是該光線在AB邊上的入射角和折射角。由幾何關(guān)系得i2=r2=60°,r1=i3=30°

④F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)

⑤由①②③④⑤式得δ=60°

⑥(ⅱ)光線在AC邊上發(fā)生全反射,光線在AB邊上不發(fā)生全反射,有nsini2≥nsinC>nsini3

⑦式中C是全反射臨界角,滿足nsinC=1

⑧由④⑦⑧式知,棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為

≤n<2

⑨解題關(guān)鍵畫圖是解決物理問題的基本功對(duì)于幾何光學(xué)題,畫好光路圖是解題的關(guān)鍵。充分利用幾何知識(shí)便可順利解題。2021/5/9116.[2017課標(biāo)Ⅱ,34(2),10分]一直桶狀容器的高為2l,底面是邊長為l的正方形;容器內(nèi)裝滿某種透

明液體,過容器中心軸DD'、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光

材料,其他內(nèi)壁涂有吸光材料。在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源,已知由液體上表面的D點(diǎn)射出

的兩束光線相互垂直,求該液體的折射率。

2021/5/912解析設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點(diǎn)的光線的入射角為i1,折射角為r1。在剖面內(nèi)作光源相對(duì)于

反光壁的鏡像對(duì)稱點(diǎn)C,連接C、D,交反光壁于E點(diǎn),由光源射向E點(diǎn)的光線,反射后沿ED射向D

點(diǎn)。光線在D點(diǎn)的入射角為i2,折射角為r2,如圖所示。設(shè)液體的折射率為n,由折射定律有

nsini1=sinr1

①nsini2=sinr2

②由題意知r1+r2=90°

③聯(lián)立①②③式得n2=

④由幾何關(guān)系可知sini1=

=

⑤答案1.552021/5/913sini2=

=

⑥聯(lián)立④⑤⑥式得n=1.55

⑦解題關(guān)鍵正確畫出光路圖,由數(shù)學(xué)知識(shí)找出相關(guān)角的關(guān)系。2021/5/9147.[2017課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分]如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點(diǎn)是半球的球心,虛線OO'表示光軸

(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知玻璃的折射率為1.5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半

球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)。求(ⅰ)從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值;(ⅱ)距光軸

的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。2021/5/915解析本題考查全反射、折射、折射率、折射定律。(ⅰ)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i,當(dāng)i等于全反射臨界角iC

時(shí),對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大,設(shè)最大距離為l。

i=iC

①設(shè)n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定義有nsiniC=1

②由幾何關(guān)系有sini=

③聯(lián)立①②③式并利用題給條件,得答案(ⅰ)

R(ⅱ)

R(或2.74R)2021/5/916l=

R

④(ⅱ)設(shè)與光軸相距

的光線在球面B點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)的入射角和折射角分別為i1和r1,由折射定律有nsini1=sinr1

⑤設(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為C,在△OBC中,由正弦定理有

=

⑥由幾何關(guān)系有∠C=r1-i1

⑦sini1=

⑧聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給條件得OC=

R≈2.74R

⑨2021/5/9178.[2016課標(biāo)Ⅰ,34(2),10分]如圖,在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A,它到池邊的水平距離

為3.0m。從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角,水的折

射率為

。(ⅰ)求池內(nèi)的水深;(ⅱ)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上,他的眼睛到池面的高度為2.0m。當(dāng)他看到正前下

方的點(diǎn)光源A時(shí),他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°。求救生員的眼睛到池

邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

2021/5/918解析(ⅰ)如圖,設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i。依題意,水的折射率n=

,光線的折射角θ=90°。由折射定律有

nsini=sinθ

①由幾何關(guān)系有sini=

②式中,l=3m,h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h=

m≈2.6m③(ⅱ)設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的水平距離為x。依題意,救生員的視線與豎直方向的夾角為答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m2021/5/919θ'=45°。由折射定律有nsini'=sinθ'

④式中,i'是光線在水面的入射角。設(shè)池底點(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)的水平距離為a。由幾何關(guān)系

有sini'=

⑤x+l=a+h'

⑥式中h'=2m。聯(lián)立③④⑤⑥式得x=

m≈0.7m⑦解題關(guān)鍵幾何光學(xué)一定要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用,關(guān)鍵是要根據(jù)題意,畫出正確的光路圖,根據(jù)

光路圖找出需要的各種幾何關(guān)系,比如本題中的sini=

、sini‘=

、x+l=a+h’等。2021/5/9209.(2007北京理綜,13,6分)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.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.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D.內(nèi)芯的折射率與外套相同,外套的材料有韌性,可以起保護(hù)作用C組

教師專用題組答案

A光導(dǎo)纖維要保證光能在內(nèi)芯中傳播,就要求光不能從外套射出,因此當(dāng)光射到內(nèi)芯

和外套的界面上時(shí),一定要發(fā)生全反射。光在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射的條件是:光從折

射率較大的介質(zhì)射向折射率較小的介質(zhì);入射角大于等于臨界角。因此,要保證光能在內(nèi)芯與

外套之間發(fā)生全反射,則要求內(nèi)芯的折射率一定要比外套的大。所以選項(xiàng)A正確。2021/5/92110.[2016課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分]如圖,玻璃球冠的折射率為

,其底面鍍銀,底面的半徑是球半徑的

倍;在過球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi),有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn),該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點(diǎn)。求該光線從球面射出的方向相對(duì)于其初始入

射方向的偏角。2021/5/922解析設(shè)球半徑為R,球冠底面中心為O',連接O、O',則OO'⊥AB。令∠OAO'=α,有cosα=

=

①即α=30°

②由題意MA⊥AB所以∠OAM=60°

③設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn),所考慮的光線的光路圖如圖所示。設(shè)光線在M點(diǎn)

的入射角為i、折射角為r,在N點(diǎn)的入射角為i',反射角為i″,玻璃折射率為n。由于△OAM為等

邊三角形,有

i=60°

④答案150°2021/5/923由折射定律有sini=nsinr

⑤代入題給條件n=

得r=30°

⑥作底面在N點(diǎn)的法線NE,由于NE∥AM,有i'=30°

⑦根據(jù)反射定律,有i″=30°

⑧連接ON,由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°

⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°

⑩于是∠ENO為反射角,NO為反射光線。這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以,

經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線相對(duì)于入射光線的偏角β為β=180°-∠ENO=150°

方法技巧1.R底=

R,所以∠OAB=30°,∠OAM=60°,而OM=OA=R,所以△OAM為等邊三角形,且在M點(diǎn)的入射角i=∠OMA。2.從AB面反射的光線經(jīng)過圓心O,故該反射光線會(huì)垂直球面射出球冠。評(píng)分參考②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

式各1分。2021/5/9241.(2018北京理綜,15,6分)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅

色濾光片后

()A.干涉條紋消失

B.彩色條紋中的紅色條紋消失

C.中央條紋變成暗條紋

D.中央條紋變成紅色考點(diǎn)二光的干涉、衍射和偏振A組

自主命題·北京卷題組答案

D本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),屏上呈現(xiàn)彩色條紋,在光源與單縫間加紅色濾光片,光源發(fā)出的白光

照射濾光片后,僅有紅光透過濾光片,故射到雙縫上的光為紅光,屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條

紋,中央條紋為紅色,選項(xiàng)D正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中濾光片的作用不要把紅色濾光片誤認(rèn)為是“濾掉”紅光的濾光片。2021/5/9252.(2011北京理綜,14,6分)如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用綠光照射單縫S時(shí),在光屏P上觀察到干

涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣,可以

()

A.增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光答案

C由雙縫干涉條紋間距公式Δx=

λ可知:增大S1與S2的間距d,Δx將減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;減小雙縫屏到光屏的距離L,Δx將減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;紅光波長大于綠光,λ變大,Δx將變大,C項(xiàng)正確;紫光

波長小于綠光,λ變小,Δx將變小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。B組

統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組2021/5/9263.(2014大綱全國,17,6分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,一鈉燈發(fā)出的波長為589nm的光,在距雙縫1.00m

的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350cm,則雙縫的間距為

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

C

由Δx=

λ可得雙縫間距d=

·λ=

m=1.68×10-4m,選項(xiàng)C正確。B組

統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組2021/5/9274.[2017課標(biāo)Ⅱ,34(1),5分]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示

出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是

。A.改用紅色激光B.改用藍(lán)色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)解析本題考查雙縫干涉。由相鄰兩亮條紋間距Δx=

λ可知,若要增大兩相鄰亮條紋的間距,應(yīng)增大雙縫與光屏間距離L、減小雙縫間距d或增大照射光波長λ,而λ紅>λ綠>λ藍(lán),故選項(xiàng)A、C、

D正確。答案

ACD解題關(guān)鍵熟記雙縫干涉中相鄰亮條紋間距公式及各色光的波長大小關(guān)系。2021/5/9285.(2010北京理綜,14,6分)對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光,下列表述正確的是

()A.在相同介質(zhì)中,綠光的折射率最大B.紅光的頻率最高C.在相同介質(zhì)中,藍(lán)光的波長最短D.黃光光子的能量最小答案

C在紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光中,藍(lán)光的折射率最大,頻率最高,波長最短,光子能量最大。C組

教師專用題組2021/5/9291.(2017北京理綜,18,6分)2017年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝

置,發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連

光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮

重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判

斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(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考點(diǎn)三光的粒子性A組

自主命題·北京卷題組答案

B本題考查光子能量。由題意知,電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量,E=

hν=h

=2×10-18J,故選項(xiàng)B正確。審題指導(dǎo)題目信息提取此題為新科技背景下的信息題,從題中提取有用信息,成為解答此題的關(guān)鍵,從題中應(yīng)提取到如

下有用信息:照射并使分子電離的激光波長為λ=100nm=10-7m,照射不會(huì)把分子打碎,說明光子

能量幾乎全部用來使分子電離,所以只要計(jì)算激光脈沖光子能量即可。2021/5/9302.(2013北京理綜,20,6分,0.53)以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短

時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的

認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可

能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同

樣頻率ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正

極,陽極A接電源負(fù)極,在K、A之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U,光電流會(huì)逐漸

減小;當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常

量,e為電子電量)

()A.U=

-

B.U=

-

C.U=2hν-W

D.U=

-

2021/5/931答案

B同頻率的光照射陰極K,普通光不能使其發(fā)生光電效應(yīng),而強(qiáng)激光能使其發(fā)生光電

效應(yīng),說明一個(gè)電子吸收了多個(gè)光子。設(shè)吸收的光子個(gè)數(shù)為n,光電子逸出的最大初動(dòng)能為Ek,

由光電效應(yīng)方程知:Ek=nhν-W(n≥2)①;光電子逸出后克服電場力做功,由動(dòng)能定理知Ek=eU②,

聯(lián)立上述兩式得U=

-

(n≥2),當(dāng)n=2時(shí),即B選項(xiàng),其他選項(xiàng)均不可能?？疾辄c(diǎn)光電效應(yīng)。思路點(diǎn)撥電子一次吸收的能量只能是一個(gè)光子能量的整數(shù)倍,本題中倍數(shù)n≥2。2021/5/9323.(2018課標(biāo)Ⅱ,17,6分)用波長為300nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28

×10-19J。已知普朗克常量為6.63×10-34J·s,真空中的光速為3.00×108m·s-1。能使鋅產(chǎn)生光電效

應(yīng)的單色光的最低頻率約為

()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz答案

B

本題考查光電效應(yīng)規(guī)律。由光電效應(yīng)方程得Ek=

-W0,而能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率ν0應(yīng)滿足hν0=W0,聯(lián)立得ν0=

-

=8×1014Hz,故選項(xiàng)B正確。方法技巧

光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率即恰好發(fā)生光電效應(yīng)的條件:照射光的能量等于

金屬的逸出功。B組

統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組2021/5/9334.(2017課標(biāo)Ⅲ,19,6分)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種

金屬上,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗

克常量。下列說法正確的是

()A.若νa>νb,則一定有Ua<UbB.若νa>νb,則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,則一定有Eka<EkbD.若νa>νb,則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb

答案

BC本題考查光電效應(yīng)方程、對(duì)遏止電壓的理解。光照射到同種金屬上,同種金屬的

逸出功相同。若νa>νb,據(jù)Ek=hν-W0可知,Eka>Ekb,則B項(xiàng)正確。由Ek=eU,可知Ua>Ub,則A項(xiàng)錯(cuò)誤。

若Ua<Ub,說明Eka<Ekb,則C項(xiàng)正確。由Ek=hν-W0得hν-Ek=W0,而同一種金屬W0相同,與入射光的頻

率無關(guān),故hνa-Eka=hνb-Ekb,則D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)

對(duì)光子能量、逸出功及最大初動(dòng)能的理解①同一種金屬逸出功相同,與入射光的頻率無關(guān)。②遏止電壓只與光電子的最大初動(dòng)能有關(guān):eU=Ek。③光電效應(yīng)方程:hν-W0=Ek。2021/5/9345.[2016課標(biāo)Ⅰ,35(1),5分]現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí),有光

電流產(chǎn)生。下列說法正確的是

。A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和光電流變大B.入射光的頻率變高,飽和光電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān),與入射光的光強(qiáng)無關(guān)答案

ACE解析保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)增加,則飽和

光電流變大,故A正確。飽和光電流的大小與入射光的頻率無直接關(guān)系,故B錯(cuò)。由Ek=hν-W,可

知C正確。當(dāng)入射光的頻率小于金屬的極限頻率時(shí),光電效應(yīng)不能發(fā)生,故D錯(cuò)。由eU=

mv2=hν-W得eU=hν-W,可見,遏止電壓U隨ν的增大而增大,與入射光的光強(qiáng)無關(guān),故E正確。知識(shí)歸納

關(guān)于光電效應(yīng)的問題,熟練掌握以下關(guān)系式很重要:①hν=W+

mv2;②hν0=W;③eU=

mv2。2021/5/9356.[2015課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.445]實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)

性的是

。A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.β射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān)答案

ACD解析電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動(dòng)性,A正確;β射線在云室中留下清晰的徑

跡,不能體現(xiàn)波動(dòng)性,B錯(cuò)誤;衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性,C正確;電子顯微鏡利用了電子束波長短的特

性,D正確;光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯(cuò)誤。2021/5/9367.[2015課標(biāo)Ⅰ,35(1),5分,0.425]在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的

關(guān)系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b,電子電荷量的絕對(duì)值為e,則普朗克常量

可表示為

,所用材料的逸出功可表示為

。答案

ek(2分)-eb(3分)解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ekm=hν-W0,又因?yàn)镋km=eUc,得到Uc=

ν-

,所以

=k,h=ek;-

=b,W0=-eb。2021/5/9378.(2008北京理綜,13,6分)下列說法正確的是

()A.用分光鏡觀測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)象答案

A用分光鏡觀測光譜是利用了不同色光的折射率不同,A對(duì);用X光機(jī)透視人體是利用

了X光的穿透能力強(qiáng),B錯(cuò);光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用了光的全反射現(xiàn)象,C錯(cuò);門鏡擴(kuò)大視野利用

了光的折射現(xiàn)象,D錯(cuò)。故選A。C組

教師專用題組2021/5/9381.(2018北京房山一模,20)熱反射玻璃一般是在玻璃表面鍍一層或多層諸如鉻、鈦或不銹鋼等

金屬或其化合物組成的薄膜,使產(chǎn)品呈豐富的色彩,對(duì)于可見光有適當(dāng)?shù)耐干渎?對(duì)紅外線有較

高的反射率,對(duì)紫外線有較高的吸收率,因此,也稱為陽光控制玻璃,主要用于建筑和玻璃幕墻,

其透視方向由光的強(qiáng)度決定。當(dāng)室外比室內(nèi)明亮?xí)r,單向透視玻璃與普通鏡子相似,室外看不

到室內(nèi)的景物,但室內(nèi)可以看清室外的景物。而當(dāng)室外比室內(nèi)昏暗時(shí),室外可看到室內(nèi)的景物,

且室內(nèi)也能看到室外的景物,其清晰程度取決于室外照度的強(qiáng)弱。根據(jù)以上信息和你所學(xué)過

的物理知識(shí)判斷,下列說法中不正確的是

()考點(diǎn)一光的折射、全反射和色散A組

2016—2018年高考模擬·基礎(chǔ)題組三年模擬2021/5/939A.熱反射玻璃可以有效地阻止過強(qiáng)紫外線對(duì)人體的傷害B.熱反射玻璃應(yīng)該具有保溫隔熱作用C.熱反射玻璃和普通玻璃一樣,能有效地減弱噪聲D.熱反射玻璃的單向透視性不遵從光路可逆性答案

D熱反射玻璃吸收紫外線,則A正確。反射紅外線則射入室內(nèi)、射出室外的光中熱效

應(yīng)顯著的紅外線很少,B正確。熱反射玻璃和普通玻璃一樣,能有效減弱噪聲,C正確。單向透

視性主要是玻璃表面薄膜作用,但光路仍可逆,D錯(cuò)誤。審題技巧

從題目所給材料中挖掘有用信息。2021/5/9402.(2018北京海淀零模,16)如圖所示是一透明玻璃球體,其半徑為R,O為球心,AB為水平直徑。M

點(diǎn)是玻璃球的最高點(diǎn),一條平行于AB的光線自D點(diǎn)射入球體內(nèi),其折射光線為DB,已知∠ABD=

30°,光在真空中的傳播速度為c、波長為λ,則()

A.此玻璃的折射率為

B.光線從D傳播到B的時(shí)間是

C.光在玻璃體內(nèi)的波長為

λD.光在B點(diǎn)會(huì)發(fā)生全反射2021/5/941答案

A由圖可知,折射角=∠ABD=30°,∠AOD=2∠ABD,入射角=∠AOD=60°,折射率n=

=

,A正確。由D傳播到B的時(shí)間t=

=

=

,B錯(cuò)誤。λ'=

=

λ,C錯(cuò)誤。臨界角滿足sinC=

=

>

,臨界角C>30°,光在B點(diǎn)不會(huì)發(fā)生全反射,D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵折射率的定義;光在介質(zhì)中的傳播速度及波長;臨界角的定義。2021/5/9423.(2018北京朝陽二模,13)對(duì)于紅、藍(lán)兩種單色光,下列說法正確的是

()A.在水中紅光的傳播速度較大B.在水中藍(lán)光的傳播速度較大C.在真空中紅光的傳播速度較大D.在真空中藍(lán)光的傳播速度較大答案

A各種色光在真空中傳播速度都相同,為c=3×108m/s,由色散規(guī)律可知水對(duì)藍(lán)光的折

射率大,由n=

可知A對(duì)。解題關(guān)鍵熟記色散現(xiàn)象結(jié)論;同一種介質(zhì)對(duì)不同色光折射率不同,且n紅<n藍(lán)。2021/5/9434.(2016北京東城二模,14)一束單色光在某種介質(zhì)中的傳播速度是其在真空中傳播速度的一

半,則

()A.該介質(zhì)對(duì)于這束單色光的折射率為0.5B.這束單色光由該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射的臨界角為60°C.這束單色光在該介質(zhì)中的頻率為其在真空中頻率的一半D.這束單色光在該介質(zhì)中的波長為其在真空中波長的一半答案

D該介質(zhì)對(duì)于這束單色光的折射率n=

=2,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;由sinC=

,代入數(shù)據(jù)得sinC=

,則C=30°,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由c=λ0f和v=λf知

=

,故λ=

λ0,D項(xiàng)正確。2021/5/9445.(2016北京西城一模,20)光導(dǎo)纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續(xù)型兩種。階躍

型的光導(dǎo)纖維分為內(nèi)芯和外套兩層,內(nèi)芯的折射率比外套的大。連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中

心最高,沿徑向逐漸減小,外表面附近的折射率最低。關(guān)于光在連續(xù)型光導(dǎo)纖維中的傳播,下列

四個(gè)圖中能正確表示傳播路徑的是

()2021/5/945答案

C光由空氣斜射入光導(dǎo)纖維時(shí),根據(jù)折射定律,入射角大于折射角,因此光路應(yīng)向下偏

折。由題可知,連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中心最高,沿徑向逐漸減小,可以將光導(dǎo)纖維看成多層

折射率依次減小的材料。光由內(nèi)芯向外表面?zhèn)鞑ミ^程中,在每兩層介質(zhì)的分界面上發(fā)生折射

時(shí),入射角都小于折射角,因此光路繼續(xù)向下偏折,如圖所示。當(dāng)達(dá)到某分界面時(shí),發(fā)生全反射,

之后的光路將與全反射之前對(duì)稱?？芍?只有C選項(xiàng)滿足要求。2021/5/9466.(2017北京豐臺(tái)一模,14)已知一束可見光m是由a、b、c三種單色光組成的,光束m通過三棱鏡

的傳播情況如圖所示,則比較a、b、c三種單色光,下列說法正確的是

()

A.a色光的折射率最大B.c色光的頻率最小C.b色光在玻璃中的傳播速度最大D.c色光發(fā)生全反射的臨界角最小2021/5/947答案

D由白光通過玻璃三棱鏡后形成色散現(xiàn)象可知a相當(dāng)于紅光,b相當(dāng)于綠光,而c相當(dāng)于

紫光,易知B項(xiàng)錯(cuò)誤;由折射率的定義易知A項(xiàng)錯(cuò)誤;由n=

可知C項(xiàng)錯(cuò)誤;由sinC=

可知D項(xiàng)正確?？疾辄c(diǎn)折射率、全反射、臨界角。審題技巧

在對(duì)光學(xué)知識(shí)的考查中,常以白光通過玻璃三棱鏡的色散現(xiàn)象為背景,綜合考查折

射、全反射現(xiàn)象,有時(shí)也和干涉、衍射、光電效應(yīng)現(xiàn)象組成光學(xué)類綜合問題。2021/5/9487.(2018北京西城二模,14)一束激光照在一個(gè)很小的圓盤上,在屏上觀察到如圖所示的圖樣,在

影的中心有一個(gè)亮斑,這就是著名的“泊松亮斑”。下列說法正確的是

()

A.圓盤中心有個(gè)小孔,這是光的衍射現(xiàn)象B.圓盤中心是不透光的,這是光的衍射現(xiàn)象C.圓盤中心有個(gè)小孔,這是光的干涉現(xiàn)象D.圓盤中心是不透光的,這是光的干涉現(xiàn)象考點(diǎn)二光的干涉、衍射和偏振答案

B小孔衍射圖樣正中心為較大的亮斑,圓盤衍射圖樣的正中心為較小的亮點(diǎn),是光照

在不透光的圓盤上產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象,B正確。解題關(guān)鍵小孔衍射與圓盤衍射的特點(diǎn)。2021/5/9498.(2018北京東城一模,14)下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是

()A.陽光照射到樹葉上,在地面上形成圓形亮斑B.光照射細(xì)金屬絲,在其后形成的陰影中有亮線C.在陽光照射下,肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋D.光照射到凸透鏡上,在其后形成圓形亮斑答案

B

A項(xiàng)是光沿直線傳播的原理。C項(xiàng)是光的干涉。D項(xiàng)是光的折射。解題關(guān)鍵正確理解各種光現(xiàn)象的原理。2021/5/9509.(2018北京豐臺(tái)一模,20)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長、縫屏距離的關(guān)系,和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長、縫屏距離的關(guān)系相同。利用單縫衍射實(shí)驗(yàn)可以測量金屬的線膨脹系數(shù),線膨脹系數(shù)是表征物體受熱時(shí)長度增加程度的物理量。如圖是實(shí)驗(yàn)的示意圖,擋光片A固定,擋光片B放置在待測金屬棒上端,A、B間形成平直的狹縫,激光通過狹縫,在光屏上形成衍射圖樣,溫度升高,金屬棒膨脹使得狹縫寬度發(fā)生變化,衍射圖樣也隨之發(fā)生變化。在激光波長已知的情況下,通過測量縫屏距離和中央亮條紋寬度,可算出狹縫寬度及變化,進(jìn)而計(jì)算出金屬的線膨脹系數(shù)。下列說法正確的是

()A.其他實(shí)驗(yàn)條件不變,使用激光波長越短,中央亮條紋寬度越寬B.相同實(shí)驗(yàn)條件下,金屬的膨脹量越大,中央亮條紋寬度越窄C.相同實(shí)驗(yàn)條件下,中央亮條紋寬度變化越大,說明金屬膨脹量越大D.其他實(shí)驗(yàn)條件相同,狹縫到光屏距離越大,測得金屬的線膨脹系數(shù)越大2021/5/951答案

C根據(jù)題意,單縫衍射形成的中央亮條紋寬度x=

λ。其他實(shí)驗(yàn)條件不變時(shí),使用激光的波長越短,x越小,A項(xiàng)錯(cuò)誤。相同實(shí)驗(yàn)條件下,金屬的膨脹量越大,造成單縫寬度d越小,x越

大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。相同實(shí)驗(yàn)條件下,中央亮條紋寬度變化越大,d變化越大,金屬膨脹量越大,C項(xiàng)正

確。金屬的線膨脹系數(shù)取決于金屬的材料,與d、L、λ、x均無關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵題目交代了單縫衍射實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的

波長、縫屏距離的關(guān)系,和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波

長、縫屏距離的關(guān)系相同。金屬棒膨脹,單縫寬度d減小?？梢杂蓷l紋寬度變化判斷出d變化

情況,條紋越寬,說明單縫越窄,金屬膨脹量越大。金屬線膨脹系數(shù)是表征金屬特征的物理量,

由金屬材料性質(zhì)決定。2021/5/95210.(2018北京西城一模,20)2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了三位美國科學(xué)家,以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)

引力波所做的貢獻(xiàn)。引力波被認(rèn)為是時(shí)空彎曲的一種效應(yīng),物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)給宇宙時(shí)空帶

來擾動(dòng),這種擾動(dòng)會(huì)以光速向外傳播能量。如圖為科學(xué)家們探測引力波的裝置示意圖,發(fā)射器

發(fā)出的激光S經(jīng)半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1和S2,然后經(jīng)過4km長的兩臂,在兩臂端點(diǎn)

處經(jīng)反射鏡反射回來,S1￠和S2￠相遇形成干涉,被探測器接收。精確調(diào)節(jié)兩臂,使探測器在無引

力波作用時(shí),接收到的信號(hào)強(qiáng)度為0。當(dāng)有引力波作用時(shí),兩臂長度將因此而發(fā)生改變,則接收

到的信號(hào)強(qiáng)度不為0。下列說法正確的是

()A.引力波可以超光速傳播B.引力波不能傳播能量C.探測器接收到的兩束波的頻率相同D.無引力波作用時(shí)兩束激光到探測器的路程差為02021/5/953答案

C

由題意知引力波會(huì)以光速向外傳播能量,所以A、B錯(cuò)。由題中信息,S1'和S2'相遇形

成干涉,知兩束波的頻率相同,C對(duì)。無引力波作用時(shí),接收信號(hào)強(qiáng)度為0,說明兩列波疊加減弱,

路程差應(yīng)為半波長的奇數(shù)倍,不可能為0,D錯(cuò)。解題關(guān)鍵認(rèn)真讀取信息。對(duì)干涉的理解。2021/5/95411.(2017北京朝陽一模,14)關(guān)于紅、紫兩束單色光,下列說法正確的是

()A.在空氣中紅光的波長較長B.在同一玻璃中紅光的速度較小C.紅光的光子能量較大D.用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),紅光的干涉條紋間距較小答案

A紅光的波長比紫光的長,故A正確;紅光的頻率比紫光的小,故紅光的光子能量較小,

故C錯(cuò)誤;由n=

和n紅<n紫,可知在同一玻璃中紅光的速度大,故B錯(cuò)誤;由Δx=

λ,可知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),紅光的干涉條紋間距較大,故D錯(cuò)誤。2021/5/95512.(2017北京石景山一模,13)下列說法正確的是

()A.光電效應(yīng)表明光具有波動(dòng)性B.光的衍射現(xiàn)象表明光具有粒子性C.光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大D.光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大答案

C光電效應(yīng)表明光具有粒子性,A錯(cuò)。干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,B錯(cuò)。光從

水中進(jìn)入空氣后頻率不變,速度變大,C正確,D錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)光的本性、光傳播時(shí)v、ν、λ的情況。知識(shí)拓展同一種光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變,波長、波速變化。同一種介質(zhì)對(duì)不同頻

率的光折射率不同,光在其中的傳播速度不同。2021/5/95613.(2017北京海淀二模,14)下列說法中正確的是

()A.水面漂浮的無色薄油膜在陽光照射下出現(xiàn)彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象B.若用X射線照射某金屬板能發(fā)生光電效應(yīng),則用紫外線照射該金屬板也一定能發(fā)生C.在相同條件下,γ射線與可見光相比更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象D.太陽光譜中有一些清晰的暗線,這說明太陽中缺少與這些暗線對(duì)應(yīng)的元素答案

A頻率大的色光光子能量大,更容易發(fā)生光電效應(yīng),νX>ν紫,B錯(cuò)。波長長的色光,更容易

發(fā)生衍射現(xiàn)象,λ可>λγ,C錯(cuò)。太陽光譜是吸收光譜,太陽光譜中有一些清晰的暗線,說明太陽中

具有與這些暗線對(duì)應(yīng)的元素,D錯(cuò)。2021/5/95714.(2016北京海淀一模,20)1924年,德布羅意提出了物質(zhì)波理論,他假設(shè)實(shí)物粒子也具有波動(dòng)

性,大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子(如電子、質(zhì)子等),他認(rèn)為粒子的動(dòng)量p與波的波

長λ之間遵從關(guān)系:λ=

(h為普朗克常量),這一假說后來在一系列實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。如圖甲所示,在電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,將電子垂直射向兩個(gè)緊靠的平行狹縫(電子發(fā)射端到兩狹縫距

離相等),在縫后放上一個(gè)安裝有電子偵測器的屏幕(屏幕上的O點(diǎn)位于兩狹縫中心對(duì)稱軸的正

后方,圖中未畫出),電子打到探測器上會(huì)在屏幕上出現(xiàn)亮點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)中,以速率v0發(fā)射電子,開

始時(shí),屏幕上出現(xiàn)沒有規(guī)律的亮點(diǎn),但是當(dāng)大量的電子到達(dá)屏幕之后,發(fā)現(xiàn)屏幕上不同位置出現(xiàn)

亮點(diǎn)的概率并不相同,且沿垂直雙縫方向呈現(xiàn)出間隔分布,如圖乙所示。這種間隔分布類似于

光的干涉中出現(xiàn)的明暗相間的條紋。則下列說法中正確的是

()

乙甲2021/5/958A.以速率2v0發(fā)射電子,重復(fù)實(shí)驗(yàn),O點(diǎn)可能處在暗條紋上B.以速率2v0發(fā)射電子,重復(fù)實(shí)驗(yàn),所形成的條紋間距會(huì)變小C.若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方向移動(dòng)一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復(fù)實(shí)

驗(yàn),如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點(diǎn)一定處在暗條紋上D.若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方向移動(dòng)一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復(fù)實(shí)

驗(yàn),如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點(diǎn)一定處在明條紋上答案

B

λ=

=

,當(dāng)以速率2v0發(fā)射電子時(shí),λ減小,由Δx=

λ知B項(xiàng)正確。改變發(fā)射電子的速率,但O點(diǎn)到兩狹縫的距離差為0,則O點(diǎn)仍處在明條紋上,A錯(cuò)。若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方

向移動(dòng)一小段距離,屏幕上仍有干涉條紋,但O點(diǎn)處于明條紋上還是暗條紋上取決于O點(diǎn)到兩

狹縫的距離差,C、D項(xiàng)錯(cuò)?？疾辄c(diǎn)物質(zhì)波、干涉。解題指導(dǎo)根據(jù)λ=

,p=mv,得λ=

,v越大,波長越短,由相鄰干涉條紋間距Δx=

λ知,λ越小,Δx越小。根據(jù)波程差Δs=nλ時(shí)為明條紋判斷O處明暗情況。2021/5/95915.(2018北京西城一模,18)2016年9月25日,被譽(yù)為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)

鏡(簡稱FAST)在貴州省平塘縣落成啟用,開始接收來自宇宙深處的電磁波。中國天眼的存在,

使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星,對(duì)探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義。

如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬瓦級(jí)(106W)的發(fā)射機(jī),其發(fā)射的無線電波波長為126厘

米。那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為(取真空光速c

=3×1

m/s,普朗克常量h=6.6×10-34J?s)

()A.1023

B.1027

C.1031

D.1035

考點(diǎn)三光的粒子在答案

C設(shè)每秒發(fā)射的光子數(shù)為n,發(fā)射機(jī)每秒發(fā)射的總能量為:Pt=nh

,將題中數(shù)據(jù)代入得:n=6.36×1030,數(shù)量級(jí)更接近選項(xiàng)C。解題關(guān)鍵正確建立光子能量和發(fā)射功率的關(guān)系。2021/5/96016.(2018北京房山一模,14)如圖所示,一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,下列說

法正確的是

()

A.真空中,a光的波長小于b光的波長B.在三棱鏡中a光傳播速度小于b光傳播速度C.在三棱鏡中a光的折射率大于b光的折射率D.a光的光子能量小于b光的光子能量答案

D由圖可知na<nb,則由色散規(guī)律可知νa<νb。因E光=hν,則E光a<E光b。因c=λν,則λa>λb。因

n=

,則va>vb。思路分析從圖中可見b光偏折更明顯,即可得na<nb。分析時(shí)可假設(shè)b為紫光,a為紅光。2021/5/96117.(2018北京海淀一模,17)用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)

弱、光的頻率等物理量間的關(guān)系。電流計(jì)G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙

所示,則

()

A.通過電流計(jì)G的電流方向由d到cB.電壓U增大,光電流I一定增大C.用同頻率的光照射K極,光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān)D.光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)2021/5/962答案

C光電子從K極逸出向A極運(yùn)動(dòng),所以通過電流計(jì)G的電流方向由c→d,A錯(cuò)誤。由乙

圖可知U增大到某一數(shù)值后,I不再變大,B錯(cuò)誤。由光電效應(yīng)方程及遏止電壓可知,hν=W+eUc,

同頻率的光遏止電壓Uc相同,光電子最大初動(dòng)能相同,C正確。由圖乙可知U=0時(shí),I≠0,光電效

應(yīng)照樣發(fā)生,D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵熟知光電效應(yīng)方程及遏止電壓Uc的含義。2021/5/96318.(2018北京房山二模,13)用電子做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),下面三幅圖分別為100個(gè)、3000個(gè)、7000

個(gè)左右的電子通過雙縫后,在膠片上出現(xiàn)的干涉圖樣。該實(shí)驗(yàn)表明

()

A.電子具有波動(dòng)性,不具有粒子性B.電子具有粒子性,不具有波動(dòng)性C.電子既有波動(dòng)性,又有粒子性D.電子到達(dá)膠片上不同位置的概率相同答案

C這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明,電子到達(dá)膠片上不同位置的概率不同,個(gè)別電子呈現(xiàn)出粒子性,大量

的電子呈現(xiàn)出波動(dòng)性,所以電子既有波動(dòng)性,又有粒子性。2021/5/96419.(2017北京東城二模,19)如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗(yàn)電器上。當(dāng)用紫外線照射

鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則

()

A.鋅板帶正電,驗(yàn)電器帶負(fù)電B.若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)C.若改用紅外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針仍然會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.這個(gè)現(xiàn)象可以說明光具有波動(dòng)性2021/5/965答案

B紫外線使鋅板發(fā)生光電效應(yīng),鋅板失去電子而帶正電,則與之連接的驗(yàn)電器也帶正

電。紅外線的頻率小于鋅的截止頻率,不發(fā)生光電效應(yīng),驗(yàn)電器的指針不偏轉(zhuǎn)。該現(xiàn)象說明光

具有粒子性?？疾辄c(diǎn)光電效應(yīng)。易錯(cuò)提示

鋅板中電子飛出,但不是轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上。注意與靜電感應(yīng)現(xiàn)象的區(qū)別。2021/5/96620.(2016北京朝陽一模,19)從1907年起,密立根就開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電

路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν,由此算出

普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較,以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確

性。按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖乙所示。

下列說法正確的是

()甲乙A.該金屬的截止頻率約為4.27×1014HzB.該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC.該圖線的斜率為普朗克常量D.該圖線的斜率為這種金屬的逸出功2021/5/967答案

A設(shè)金屬的逸出功為W0,截止頻率為νc,則W0=hνc,光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓

Uc的關(guān)系是Ek=eUc,由光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W0。聯(lián)立兩式可得:Uc=

ν-

νc,故Uc-ν圖線的斜率為

,C、D錯(cuò)誤。當(dāng)Uc=0時(shí),可解得ν=νc,此時(shí)讀圖可知,ν≈4.3×1014Hz,即金屬的截止頻率約為4.3×1014Hz,在誤差允許范圍內(nèi),可以認(rèn)為A正確,B錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)光電效應(yīng)、圖像。思路分析由光電效應(yīng)方程hν=W0+Ek,當(dāng)Ek=0時(shí),金屬的逸出功W0=hνc,結(jié)合Ek=eUc,得圖像的表

達(dá)式Uc=

ν-

νc。2021/5/96821.(2017北京順義二模,20)二氧化碳對(duì)波長較長的電磁輻射(如紅外線)有較強(qiáng)的吸收作用,而

對(duì)波長較短的電磁輻射(如可見光)的吸收作用較弱。陽光中多種波長的電磁輻射透過大氣照

到地球表面,使地面升溫,而地面的熱輻射是波長較長的電磁輻射,它不容易透過大氣中的二氧

化碳,于是大氣溫度上升。大氣中二氧化碳的作用像暖房的玻璃一樣:太陽的熱輻射容易進(jìn)來,

地面的熱輻射卻不易出去。這種效應(yīng)叫“溫室效應(yīng)”。二氧化碳是一種重要的“溫室氣

體”。溫室效應(yīng)使得大氣的溫度不致太低,晝夜溫差不致太大,各種生物能夠繁衍生息。然而,

近年來由于人類的活動(dòng),大氣中的二氧化碳增加,溫室效應(yīng)加劇,這是全球變暖的重要原因。根

據(jù)上述觀點(diǎn)及你所掌握的其他信息,判斷下列說法正確的是

()A.紅外線具有明顯的熱效應(yīng)是因?yàn)槠涔庾幽芰看笥诳梢姽獾墓庾幽芰緽.溫室效應(yīng)是指二氧化碳對(duì)可見光吸收較弱,大量的可見光照射到地面,導(dǎo)致地球溫度升高C.在地球形成的早期,火山活動(dòng)頻繁,排出大量的二氧化碳,溫室效應(yīng)顯著,當(dāng)時(shí)地球的氣溫很高D.由于現(xiàn)代工業(yè)大量燃燒煤炭、石油等燃料,燃燒過程放出大量的熱,導(dǎo)致地球溫度升高,氣候

變暖答案

C光子能量E=hν=h

,紅外線的波長比可見光的長,光子能量小,A項(xiàng)錯(cuò)。B項(xiàng)對(duì)溫室效應(yīng)的原因解釋不完整。現(xiàn)代工業(yè)大量燃燒煤炭、石油等燃料,產(chǎn)生大量二氧化碳,使溫室效應(yīng)

加劇,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2021/5/9691.(2016北京西城二模,14)下列幾個(gè)光現(xiàn)象中,屬于衍射現(xiàn)象的是

()A.水中的氣泡看起來特別明亮B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶C.在陽光照射下肥皂泡上出現(xiàn)彩色花紋D.通過兩支鉛筆夾成的狹縫看點(diǎn)亮的日光燈出現(xiàn)彩色條紋答案

D水中的氣泡看起來特別明亮是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀荼砻鏁r(shí)發(fā)生了全反射。白光通

過三棱鏡后出現(xiàn)彩色光帶為色散現(xiàn)象。在陽光照射下的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是發(fā)生了干

涉。只有D項(xiàng)描述現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象。B組

2016—2018年高考模擬·綜合題組時(shí)間:45分鐘分值:70分一、選擇題(每題6分,共48分)2021/5/9702.(2017北京東城一模,14)如圖所示,將一個(gè)半圓形玻璃磚置于空氣中,當(dāng)一束單色光入射到玻

璃磚的圓心O時(shí),下列情況不可能發(fā)生的是

()答案

B光由空氣斜射入玻璃時(shí)折射角小于入射角,A正確,B錯(cuò)誤。C、D選項(xiàng)中,光由空氣

進(jìn)入玻璃入射角為零,折射角為零,再由玻璃斜射入空氣,折射角大于入射角,也可能發(fā)生全反

射,C、D正確。2021/5/9713.(2017北京海淀一模,15)如圖所示,兩束單色光a、b同時(shí)從空氣中斜射入平行玻璃磚的上表

面,進(jìn)入玻璃磚中形成復(fù)合光束c,則下列說法中正確的是

()

A.若用a光照射某金屬的表面能發(fā)生光電效應(yīng),則用b光照射也能發(fā)生B.在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距較小C.在玻璃磚中a光的速度較小D.從水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角較小答案

A由圖可知na<nb,則由色散規(guī)律知νa<νb,A正確。由c=λν可知,λa>λb,由條紋間距公式Δx

=

λ,可知在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),a光的干涉條紋間距較大,B錯(cuò)。又n=

,則va>vb,C錯(cuò)。由n=

知,Ca>Cb,D錯(cuò)。2021/5/9724.(2017北京朝陽二模,14)如圖所示,ABC是一個(gè)用折射率n>

的透明介質(zhì)做成的棱鏡,其截面為等腰直角三角形?，F(xiàn)有一束光從圖示位置垂直入射到棱鏡的AB面上,則該光束

()

A.能從AC面射出B.能從BC面射出C.進(jìn)入棱鏡后速度不變D.進(jìn)入棱鏡后波長變長答案

B因n>

,故光從介質(zhì)射入空氣時(shí)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角θ<45°。由題知光從AC面射向空氣時(shí)入射角為45°,將在AC面上發(fā)生全反射,而垂直BC面射出,故A錯(cuò)而B對(duì)。光從空氣

射入介質(zhì)時(shí),頻率不變而速度變小,由v=fλ可知,波長變短,故C、D錯(cuò)誤。2021/5/9735.(2017北京豐臺(tái)二模,14)用某種頻率的光照射鋅板時(shí),鋅板能發(fā)射出光電子。為了增大光電

子的最大初動(dòng)能,下列辦法可行的是

()A.增大入射光的強(qiáng)度B.增加入射光的照射時(shí)間C.用波長更長的入射光照射鋅板D.用頻率更高的入射光照射鋅板答案

D由光電效應(yīng)方程hν=W+Ekm知,用頻率更高的入射光照射鋅板,產(chǎn)生的光電子的最大

初動(dòng)能增大。2021/5/9746.(2017北京西城二模,19)研究光電效應(yīng)的電路如圖甲所示,用藍(lán)光、較強(qiáng)的黃光和較弱的黃

光分別照射密封真空管中的金屬極板K,極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與A、K

之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線,下列說法正確的是

()

A.2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線,曲線2對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)B.2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線,曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)C.1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線,曲線1對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)D.1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線,曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)2021/5/975答案

C由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν=W+

m

及遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系qUc=

m

知,因?yàn)樗{(lán)光hν大,同一金屬逸出功相同,光電子最大初動(dòng)能大,對(duì)應(yīng)的遏止電壓大,即2對(duì)應(yīng)藍(lán)

光,1、3為黃光照射時(shí)得到的曲線,當(dāng)電壓為零時(shí),1對(duì)應(yīng)的電流更大,說明光電子數(shù)目更多,即光

強(qiáng)較大,C正確?？疾辄c(diǎn)光電效應(yīng)、遏止電壓。解題關(guān)鍵遏止電壓與光頻率的關(guān)系,光強(qiáng)與光電流的關(guān)系。2021/5/9767.(2017北京海淀一模,20)實(shí)驗(yàn)表明:光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時(shí),光的波長會(huì)變

長或者不變,這種現(xiàn)象叫康普頓散射,該過程遵循能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律。如果電子具

有足夠大的初速度,以至于在散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子,則該散射被稱為逆康普頓

散射,這一現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。關(guān)于上述逆康普頓散射,下列說法中正確的是

()A.該過程不遵循能量守恒定律B.該過程不遵循動(dòng)量守恒定律C.散射光中存在波長變長的成分D.散射光中存在頻率變大的成分答案

D光子獲得能量,由E=hν可知,散射光中存在頻率變大的成分。該過程仍遵循動(dòng)量守

恒定律和能量守恒定律。考查點(diǎn)動(dòng)量守恒的條件、光子的能量E=hν。解題關(guān)鍵

“散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子”是理解逆康普頓效應(yīng)的關(guān)鍵。2021/5/9778.(2017北京西城一模,20)通電霧化玻璃是將液晶膜固化在兩片玻璃之間,經(jīng)過特殊工藝膠合

一體成型的新型光電玻璃產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于高檔辦公室、計(jì)算機(jī)機(jī)房、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、商業(yè)展

示等領(lǐng)域,能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求。我們將其工作原理簡化為如圖所

示的模型,在自然條件下,液晶層中的液晶分子無規(guī)則排列,玻璃呈乳白色,即不透明,像一塊毛

玻璃;通電以后,彌散分布的液晶分子迅速從無規(guī)則排列變?yōu)橛幸?guī)則排列,整個(gè)液晶層相當(dāng)于一

塊普通的透明玻璃。結(jié)合以上內(nèi)容和你所學(xué)知識(shí),關(guān)于通電霧化玻璃,你認(rèn)為下列敘述中比較

合理的是

()A.不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生了全反射,導(dǎo)致光線無法通過B.不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生了干涉,導(dǎo)致光線無法通過C.通電時(shí),入射光在通過液晶層后方向發(fā)生了改變D.通電時(shí),入射光在通過液晶層后按原有方向傳播答案

D不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生折射,各向?qū)?導(dǎo)致光線通過時(shí)方向雜亂,A、B

錯(cuò)。通電時(shí),整個(gè)液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃,入射光通過后出射方向不變,D正確?？疾辄c(diǎn)光的折射。解題關(guān)鍵自然條件下,玻璃不透明像一塊毛玻璃,但是透光。通電以后相當(dāng)于普通透明玻璃,

類似于玻璃磚。2021/5/9789.(10分)(2018北京大興重點(diǎn)校月考)如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑。來

自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射。已知∠

ABM=30°,求(1)玻璃的折射率。(2)球心O到BN的距離。

二、非選擇題(共22分)2021/5/979解析(1)設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,由幾何知識(shí)可知,i=30°,r=60°,根據(jù)折射定

律得n=

代入數(shù)據(jù)得n=

(2)光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射,則∠BNO為臨界角CsinC=

設(shè)球心到BN的距離為d,由幾何知識(shí)可知d=RsinC聯(lián)立各式得d=

R答案(1)

(2)

R2021/5/98010.(12分)(2017北京海淀重點(diǎn)校月考)波長λ=0.71×10-2nm的倫琴射線使金箔發(fā)射光電子,電子

在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知rB=1.88×10-4m·T,電

子質(zhì)量m=9.1×10-31kg。試求:(1)光電子的最大初動(dòng)能;(2)金屬的逸出功;(3)該電子的物質(zhì)波的波長。2021/5/981解析(1)電子在勻強(qiáng)磁場中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供m

=evB所以v=

電子的最大初動(dòng)能Ek=

mv2=

=

J≈4.97×10-16J≈3.1×103eV(2)入射光子的能量ε=hν=h

=

eV≈1.75×104eV根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得金屬的逸出功為W0=hν-Ek=1.44×104eV(3)該電子的物質(zhì)波的波長為λ=

=

=

m≈2.2×10-11m答案(1)3.1×103eV(2)1.44×104eV(3)2.2×10-11m2021/5/9821.(2015北京朝陽二模,14)一束光從折射率為1.5的玻璃射向空氣,入射角為45°。下列四幅光路

圖中正確的是

()

C組教師專用題組答案

A光從玻璃斜射入空氣可能發(fā)生全反射,臨界角公式:sinC=

=

,又因?yàn)閟in45°=

,所以C<45°,入射角大于臨界角,所以發(fā)生了全反射。2021/5/9832.(2015北京豐臺(tái)一模,14)如圖所示,一個(gè)玻璃三棱鏡的