2019屆北京專用高考物理總復(fù)習(xí)選考部分專題十五光學(xué)習(xí)題講義

專題十五光學(xué)1.(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a光的折射率大于對b光的折射率,同種介質(zhì)對紅、

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選項符合題意。知識歸納色光中相關(guān)物理量的變化色光物理量

紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率ν、對應(yīng)同一介質(zhì)的折射率n、光子能量hν小——變大?大波長λ和同一介質(zhì)中的光速v、臨界角C大——變小?小2.(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。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷,

能夠電離一個分子的能量約為(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答案

B本題考查光子能量。由題意知,電離一個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,所以只要計算激光脈沖光子能量即可。3.(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)已有針對某些電磁波

設(shè)計制作的人工材料,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A、D錯誤。因為材料折射率n=-1,電磁

波由空氣進(jìn)入介質(zhì)時,sinα=-sin(-β),得α=β,則C項錯。故正確選項為B?？疾辄c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。4.(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a光的折射率小于對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a光的折射率大于對b光的折射率,a

光的頻率大于b光的頻率,A選項錯誤,B選項正確;光在真空中的波長λ=

,故頻率大的光波長短,C選項錯誤;光子能量E=hν,ν為光的頻率,故頻率越大,光子能量越大,D選項錯誤。考查點折射定律、折射率、色散、光的波長、頻率和光子能量。思路點撥由圖中的折射情況先確定玻璃對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。5.(2013北京理綜,20,6分,0.53)以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個電子在極短

時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)

識,用強激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能,從

而形成多光子光電效應(yīng),這已被實驗證實。光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖。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的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時,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,光電流會逐漸減

小;當(dāng)光電流恰好減小到零時,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=

-

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),而強激光能使其發(fā)生光電效

應(yīng),說明一個電子吸收了多個光子。設(shè)吸收的光子個數(shù)為n,光電子逸出的最大初動能為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,由動能定理知Ek=eU②,聯(lián)立上

述兩式得U=

-

(n≥2),當(dāng)n=2時,即為B選項,其他選項均不可能?？疾辄c光電效應(yīng)。思路點撥電子一次吸收的能量只能是一個光子能量的整數(shù)倍,本題中倍數(shù)n≥2。B組

統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組考點一光的折射、全反射和色散1.(2017天津理綜,2,6分)明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載:“凡寶石面凸,則光成一條,有

數(shù)棱則必有一面五色”,表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。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.若增大入射角i,則b光先消失B.在該三棱鏡中a光波長小于b光C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能發(fā)生D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則a光的遏止電壓低答案

D本題考查色散、全反射、偏振、光電效應(yīng)。當(dāng)增大入射角i時,兩單色光在左側(cè)界面

的折射角增大,但在右側(cè)界面的入射角均減小,故不會引起全反射,A錯誤。由圖知三棱鏡對a光

的折射率小于對b光的折射率,而同種介質(zhì)對頻率越大的光折射率越大,故νa<νb,光在三棱鏡中的

波長λ=

=

,na<nb,則λa>λb,B錯誤。偏振是橫波所特有的現(xiàn)象,故a、b兩光都能發(fā)生偏振,C錯誤。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光電管即W相同的條件下,a光波長長、頻率低,故a光的遏

止電壓Uc也低,D正確。2.(2016四川理綜,5,6分)某同學(xué)通過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,

MN是法線,AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測得多組

入射角i和折射角r,作出sini-sinr圖像如圖乙所示。則

()

A.光由A經(jīng)O到B,n=1.5B.光由B經(jīng)O到A,n=1.5C.光由A經(jīng)O到B,n=0.67D.光由B經(jīng)O到A,n=0.67答案

B圖像斜率k=

=

=

<1,故光從光密介質(zhì)射入,從光疏介質(zhì)射出,其折射率n=

=

=1.5,故B選項正確。易錯點撥該題圖像的斜率k<1,而折射率應(yīng)大于1,故光不是從A經(jīng)O到B,易錯選A項。評析本題以半圓形玻璃磚為背景,結(jié)合圖像考查折射定律。3.(2015安徽理綜,18,6分)如圖所示,一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上,經(jīng)AB和AC兩個面

折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i'和入射角i相等時,出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為

θ。已知棱鏡頂角為α,則計算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為

()A.

B.

C.

D.

答案

A由圖可知,當(dāng)出射角與入射角相等時,AB面上的折射角與AC面上的入射角相等,設(shè)

為r,

由幾何關(guān)系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i=

,由折射定律得n=

=

,選項A正確。4.(2015四川理綜,3,6分)直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱,由空氣

射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比

()

A.玻璃對a光的折射率較大B.玻璃對a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時間較短答案

C從光路圖可以看出,a、b兩束光的入射角相等,b光的折射角更小一些,由此可知nb>na,

A錯誤;由sinC=

可知,玻璃對a光的臨界角較大,B錯誤;由n=

可知,b光在玻璃中的傳播速度較小,C正確;b光在玻璃中的傳播速度較小,且它在玻璃中傳播的距離較長,所以在玻璃中的傳播時

間較長,D錯誤。5.(2014福建理綜,13,6分)如圖,一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚,O點為該玻璃磚截面的圓心,

下圖能正確描述其光路的是

()答案

A光束沿玻璃磚半徑射向O點,在界面處入射角大于或等于臨界角時,發(fā)生全反射,小于

臨界角時,在空氣中的折射角大于入射角,A正確,C錯誤;當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時,由發(fā)生全

反射的條件可知B錯誤;在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角,D錯誤。6.(2013福建理綜,14,6分)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光,從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下面

四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是

()答案

B光線通過玻璃三棱鏡后應(yīng)向底邊偏折,可知C、D錯誤。光的頻率越大,折射率越大,

向底邊偏折程度越大,光線在進(jìn)入與射出兩處都會發(fā)生不同程度的偏折,所以A錯誤、B正確。7.[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光源,已知由液體上表面的D點射出的兩

束光線相互垂直,求該液體的折射率。

答案1.55解析設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點的光線的入射角為i1,折射角為r1。在剖面內(nèi)作光源相對于反

光壁的鏡像對稱點C,連接C、D,交反光壁于E點,由光源射向E點的光線,反射后沿ED射向D點。

光線在D點的入射角為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=

=

⑤sini2=

=

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)知識找出相關(guān)角的關(guān)系。8.[2017課標(biāo)Ⅰ,34(2),10分]如圖,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是

半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射

入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考

慮多次反射)。求該玻璃的折射率。

答案1.43解析本題考查幾何光學(xué)——折射與反射。如圖,根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性,與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光

線平行。這樣,從半球面射入的折射光線,將從圓柱體底面中心C點反射。

設(shè)光線在半球面的入射角為i,折射角為r。由折射定律有sini=nsinr

①由正弦定理有

=

②由幾何關(guān)系,入射點的法線與OC的夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有sini=

③式中L是入射光線與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得sinr=

④由①③④式和題給數(shù)據(jù)得n=

≈1.43

⑤9.[2017課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分]如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點是半球的球心,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到O點的距離。

答案(ⅰ)

R(ⅱ)

R(或2.74R)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)生折射時的入射角為i,當(dāng)i等于全反射臨界角iC時,

對應(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l=

R

④(ⅱ)設(shè)與光軸相距

的光線在球面B點發(fā)生折射時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

⑨10.[2017江蘇單科,12B(3)]人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個

球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取

球體的折射率為

,且D=

R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出)

答案30°解析由幾何關(guān)系sini=

,解得i=45°,則由折射定律

=n,解得γ=30°且i=γ+

,解得α=30°友情提醒對折射率的理解注意:折射率n=

中,入射角i是光在真空或空氣中的入射角度。11.[2016課標(biāo)Ⅰ,34(2),10分][物理——選修3-4]如圖,在注滿水的游泳池的池底有一點光源A,它到池邊的水平距離為3.0m。從點光源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

的點光源A時,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)。

答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m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θ'

=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)池底點光源A到水面入射點的水平距離為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。12.[2014課標(biāo)Ⅰ,34(2),9分,0.571][物理——選修3-4]一個半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示。玻璃的

折射率為n=

。

(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達(dá)上表面后,都能從該表面射出,則入射光束

在AB上的最大寬度為多少?(ⅱ)一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距

R處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點的位置。答案(ⅰ)

R(ⅱ)見解析解析(ⅰ)在O點左側(cè),設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的

臨界角θ,則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出,如圖。由全反射條件有sinθ

=

①

由幾何關(guān)系有OE=Rsinθ

②由對稱性可知,若光線都能從上表面射出,光束的寬度最大為l=2OE

③聯(lián)立①②③式,代入已知數(shù)據(jù)得l=

R

④(ⅱ)設(shè)光線在距O點

R的C點射入后,在上表面的入射角為α,由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α=60°>θ

⑤光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射,最后由G點射出,如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得OG=OC=

R

⑥射到G點的光有一部分被反射,沿原路返回到達(dá)C點射出。13.(2017上海單科,4,3分)用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜,所觀察到的干涉條紋為

()

考點二光的干涉、衍射和偏振答案

B本題考查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時

通過的路程之差,則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形

成了一個上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一條水平線上,故同一條干涉條紋必然是水平

的,由此可知只有選項B正確。解題指導(dǎo)干涉條紋位置與形狀的判定同一條干涉條紋上各點的位置決定了干涉條紋的形狀。在雙縫干涉及薄膜干涉中,某點處于哪

一級亮條紋或暗條紋上,取決于兩光波相遇時通過的路程差。在兩波源相位相同的情況下,當(dāng)Δr

=nλ時處于亮條紋上,當(dāng)Δr=(2n+1)

時處于暗條紋上。14.(2014大綱全國,17,6分)在雙縫干涉實驗中,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C正確。15.(2014浙江理綜,18,6分)(多選)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象,說法正確的是

()A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實際深度比看到的要深D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬答案

CD因為頻率f藍(lán)>f紅,則n藍(lán)>n紅,又因為在水中v=

,得到v藍(lán)<v紅,則A錯。光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時才有可能發(fā)生全反射,則B錯。在岸邊看水中物體時比實際深度淺,則C項正確。Δ

x=

λ,λ紅>λ藍(lán),同一裝置L/d相同,所以用紅光時條紋間距更寬,D項正確。16.[2017課標(biāo)Ⅱ,34(1),5分]在雙縫干涉實驗中,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E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動答案

ACD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A、C、D正

確。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。17.(2017上海單科,2,3分)光子的能量與其

()A.頻率成正比

B.波長成正比C.速度成正比

D.速度平方成正比考點三光電效應(yīng)答案

A由E=hν、c=λν得E=hν=h

,可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長成反比,A正確,B錯誤。由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的,故C、D皆錯誤。易錯點撥關(guān)于光子的能量光子的能量不能理解為動能,不能由動能的定義式Ek=

mv2來處理光子能量的問題,謹(jǐn)記愛因斯坦的光子說、質(zhì)能方程是關(guān)鍵。18.(2015天津理綜,2,6分)中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識,唐人張志和在《玄真子·濤之

靈》中寫道:“雨色映日而為虹”。從物理學(xué)角度看,虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反

射形成的。如圖是彩虹成因的簡化示意圖,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,則兩光

()

A.在同種玻璃中傳播,a光的傳播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后,b光側(cè)移量大C.分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能D.以相同的入射角從水中射入空氣,在空氣中只能看到一種光時,一定是a光答案

C根據(jù)光路圖可知,a光的折射率大于b光的折射率。由n=

可知,在同種玻璃中,a光的傳播速度應(yīng)小于b光,A項錯誤;以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后,由于a光的折射率

大,偏折程度大,a光側(cè)移量大,B項錯誤;折射率大的a光頻率也高,所以分別照射同一光電管,若b

光能引起光電效應(yīng),a光也一定能,C項正確;由于b光的折射率小,b光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)發(fā)

生全反射的臨界角大,當(dāng)a、b光以相同的入射角從水中射入空氣時,若在空氣中只能看到一種

光,說明該光未發(fā)生全反射,所以一定是b光,D項錯誤。19.(2014廣東理綜,18,6分)(多選)在光電效應(yīng)實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電

效應(yīng),下列說法正確的是

()A.增大入射光的強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大答案

AD增大入射光強度,使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;

能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的頻率有關(guān),與強度無關(guān),選項B錯誤;當(dāng)入射光的頻率小于ν,但仍大

于極限頻率時發(fā)生光電效應(yīng),選項C錯誤;由Ekm=hν-W0知,增大入射光的頻率,光電子的最大初動

能變大,選項D正確。20.[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)實驗,當(dāng)用某一頻率的光入射時,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,光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強不變,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),與入射光的光強無關(guān)答案

ACE解析保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,單位時間內(nèi)逸出的光電子個數(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。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,光電效應(yīng)不能發(fā)生,故D錯。由eU=

mv2=hν-W得eU=hν-W,可見,遏止電壓U隨ν的增大而增大,與入射光的光強無關(guān),故E正確。知識歸納關(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。評析本題考查了光電效應(yīng)的基本規(guī)律,屬于容易題。C組教師專用題組1.(2015福建理綜,13,6分)如圖,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為

λa、λb,該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb,則

()A.λa<λb,na>nbB.λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nbD.λa>λb,na>nb

答案

B由圖可知b光偏折程度大,則na<nb,波長越短,折射率越大,所以λa>λb,B項正確。2.(2014四川理綜,3,6分)如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球。

則

()A.小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大答案

D設(shè)發(fā)光小球在P點,如圖甲,當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時,仍有光線從側(cè)面射出,所以

A錯誤。光從水面射入空氣時,當(dāng)入射角大于或等于臨界角時,會發(fā)生全反射現(xiàn)象,如圖乙,只有

在入射角θ小于臨界角C的范圍內(nèi)光才能從水面射出,B錯誤。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,

頻率保持不變,C錯誤。光在水中的傳播速度v=

,光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度c,所以D正確。3.(2013四川理綜,3,6分)光射到兩種不同介質(zhì)的分界面,分析其后的傳播情形可知

()A.折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說明光是縱波B.光總會分為反射光和折射光C.折射光與入射光的傳播方向總是不同的D.發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同答案

D折射是橫波、縱波共有的現(xiàn)象,光是一種電磁波,而電磁波是橫波,A錯誤;當(dāng)光從光密

介質(zhì)射向光疏介質(zhì)而且入射角不小于臨界角時,就只有反射光而無折射光,B錯誤;當(dāng)入射角等于

0°時折射光與入射光傳播方向相同,C錯誤;由惠更斯原理對折射的解釋可知D正確。4.(2013天津理綜,8,6分)(多選)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖,O點為圓心,OO'為直徑MN的

垂線。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半

徑方向射向O點,入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑,逐漸增大θ角,當(dāng)θ=α?xí)r,

光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β時,光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則

()A.玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C.α<θ<β時,光屏上只有1個光斑D.β<θ<

時,光屏上只有1個光斑答案

AD因A光先消失,說明A光先發(fā)生全反射,所以玻璃對A光的折射率大于B光,A項正確。

由v=

可知折射率越大則速度v越小,B項錯誤。當(dāng)α<θ<β時,A光發(fā)生全反射,只有反射光斑與B光的折射光斑,共2個,C項錯誤。當(dāng)β<θ<

時,A、B光均發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個反射光斑,D項正確。5.(2012北京理綜,14,6分,0.77)一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃,這束光的

()A.速度變慢,波長變短

B.速度不變,波長變短C.頻率增高,波長變長

D.頻率不變,波長變長答案

A單色光從空氣射入玻璃,光的頻率f不變;波長λ=

,其中λ0為光在空氣中的波長,n為玻璃對空氣的折射率,n>1,故波長變短;光速v=λf,故光的速度變慢,所以選項A正確。6.[2015課標(biāo)Ⅱ,35(1),5分,0.445]實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性

的是

。A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B.β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡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)實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(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)波動性,B錯誤;衍射體現(xiàn)的是波動性,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錯誤。7.[2016課標(biāo)Ⅲ,34(2),10分][物理——選修3-4]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,該光線的延長線恰好過底面

邊緣上的A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。答案150°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點為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點,所考慮的光線的光路圖如圖所示。設(shè)光線在M點

的入射角為i、折射角為r,在N點的入射角為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于入射光線的偏角β為β=180°-∠ENO=150°

評分參考②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

式各1分。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,故該反射光線會垂直球面射出球冠。9.[2014山東理綜,38(2),8分]【物理—物理3-4】如圖,三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面,O為BC邊的中點,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)

以角i入射,第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射。已知θ=15°,BC邊長為2L,該介質(zhì)的折射率為

。求:(ⅰ)入射角i;(ⅱ)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設(shè)光在真空中的速度為c,可能用到:sin75°=

或tan15°=2-

)。

答案(ⅰ)45°(ⅱ)

L解析(ⅰ)根據(jù)全反射規(guī)律可知,光線在AB面上P點的入射角等于臨界角C,由折射定律得

sinC=

①代入數(shù)據(jù)得C=45°

②設(shè)光線在BC面上的折射角為r,由幾何關(guān)系得r=30°

③由折射定律得n=

④聯(lián)立③④式,代入數(shù)據(jù)得i=45°

⑤(ⅱ)在△OPB中,根據(jù)正弦定理得

=

⑥設(shè)所用時間為t,光線在介質(zhì)中的速度為v,得

=vt

⑦v=

⑧聯(lián)立⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得t=

L

⑨A組

2015—2017年高考模擬·基礎(chǔ)題組（時間:40分鐘分值:70分）選擇題(每題5分,共70分)1.(2017北京昌平二模,13)一束單色光由空氣進(jìn)入水中,該光先后在空氣和水中傳播時

()A.速度相同,波長相同B.速度不同,波長相同C.速度相同,頻率相同D.速度不同,頻率相同三年模擬答案

D光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,水的折射率大于空氣的,v=

,光在水中的傳播速度小于在空氣中的,波長λ=

,因此光在水中的波長小于在空氣中的。2.(2017北京東城一模,14)如圖所示,將一個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,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折射角小于入射角,A正確,B錯誤,C、D選項中,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。3.(2017北京海淀一模,15)如圖所示,兩束單色光a、b同時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)行雙縫干涉實驗,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,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)行雙縫干涉實驗時,a光的干涉條紋間距較大,B錯。又n=

,則va>vb,C錯。由n=

知,Ca>Cb,D錯。4.(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驗時,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錯誤;由Δx=

λ,可知用同一裝置做雙縫干涉實驗時,紅光的干涉條紋間距較大,故D錯誤。5.(2017北京順義二模,15)下列說法正確的是

()A.用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象B.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.電視機遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號來換頻道的D.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)象答案

B用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的折射現(xiàn)象;電視機遙控器發(fā)出的是紅外線脈沖;用

標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度利用的是光的干涉現(xiàn)象。6.(2017北京順義二模,20)二氧化碳對波長較長的電磁輻射(如紅外線)有較強的吸收作用,而對

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,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)是因為其光子能量大于可見光的光子能量B.溫室效應(yīng)是指二氧化碳對可見光吸收較弱,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,火山活動頻繁,排出大量的二氧化碳,溫室效應(yīng)顯著,當(dāng)時地球的氣溫很高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項錯。B項對溫室效應(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項錯誤。7.(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。波長長的色光,更容易

發(fā)生衍射現(xiàn)象,λ可>λγ,C錯。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

有與這些暗線對應(yīng)的元素,D錯。8.(2017北京朝陽二模,14)如圖所示,ABC是一個用折射率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)射入空氣時發(fā)生全反射時的臨界角θ<45°。由題知光從AC面射向空氣時入射角為45°,將在AC面上發(fā)生全反射,而垂直BC面射出,故A錯而B對。光從空氣射入

介質(zhì)時,頻率不變而速度變小,由v=fλ可知,波長變短,故C、D錯誤。9.(2017北京豐臺二模,14)用某種頻率的光照射鋅板時,鋅板能發(fā)射出光電子。為了增大光電子

的最大初動能,下列辦法可行的是

()A.增大入射光的強度B.增加入射光的照射時間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

動能增大。10.(2016北京東城一模,14)已知單色光a的頻率低于單色光b的頻率,則

()A.通過同一玻璃三棱鏡時,單色光a的偏折程度小B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,單色光a的臨界角小C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,用單色光a照射時相鄰亮紋間距小D.照射同一金屬發(fā)生光電效應(yīng),用單色光a照射時光電子的最大初動能大答案

A單色光頻率越小,折射率越小,發(fā)生折射時偏折程度越小,故A正確;折射率越小,全反

射臨界角越大,故B錯誤;頻率越小,波長越長,通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉時,由Δx=

λ知,相鄰亮紋間距越大,故C錯誤;發(fā)生光電效應(yīng)時,光電子的最大初動能Ekm=hν-W0,光的頻率越小,光電子的

最大初動能越小,故D錯誤。11.(2016北京東城零模,16)兩束不同頻率的單色光a、b從空氣彼此平行射入水中,發(fā)生了如圖所

示的折射現(xiàn)象(α>β)。下列結(jié)論中正確的是

()

A.光束a在水中的傳播速度比光束b在水中的傳播速度小B.若光束從水中射向空氣,則光束b的臨界角比光束a的臨界角大C.若單色光a照射某金屬時能發(fā)生光電效應(yīng),那么單色光b照射該金屬時也一定能發(fā)生光電效應(yīng)D.用單色光a和單色光b分別做雙縫干涉實驗,在其他條件一定的情況下,單色光a的條紋間距比

單色光b的條紋間距小答案

C由圖可知na<nb,由n=

可知兩束光在水中的傳播速度va>vb。由sinC=

可知兩束光發(fā)生全反射的臨界角Ca>Cb。因為νa<νb,故單色光a能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時,單色光b也一定能

使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。因為λa>λb,故用單色光a、b分別做雙縫干涉實驗,在其他條件一定的情

況下,Δxa>Δxb。由上述分析可知C正確,A、B、D均錯誤。12.(2016北京西城二模,14)下列幾個光現(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為光從水射向氣泡表面時發(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項描述現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象。13.(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)對于這束單色光的折射率n=

=2,故A項錯誤;由sinC=

,代入數(shù)據(jù)得sinC=

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

=

,故λ=

λ0,D項正確。14.(2015北京東城二模,15)用單色光照射某種金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)。已知單色光的頻率為ν,

金屬的逸出功為W,普朗克常量為h,光電子的最大初動能為Ek,下列關(guān)于它們之間關(guān)系的表達(dá)式

正確的是

()A.Ek=hν-W

B.Ek=hν+WC.W=Ek-hν

D.W=Ek+hν答案

A由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知,A正確。B組

2015—2017年高考模擬·綜合題組（時間:25分鐘分值:50分）選擇題(每題5分,共50分)1.(2017北京豐臺一模,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項錯誤;由折射率的定義易知A項錯誤;由n=

可知C項錯誤;由sinC=

可知D項正確?？疾辄c折射率、全反射、臨界角。審題技巧在對光學(xué)知識的考查中,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,有時也和干涉、衍射、光電效應(yīng)現(xiàn)象組成光學(xué)類綜合問題。2.(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。干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性,B錯。光從水

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

的光折射率不同,光在其中的傳播速度不同。3.(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電器上。當(dāng)用紫外線照射鋅

板時,發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則

()

A.鋅板帶正電,驗電器帶負(fù)電B.若改用強度更小的紫外線照射鋅板,驗電器的指針也會偏轉(zhuǎn)C.若改用紅外線照射鋅板,驗電器的指針仍然會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.這個現(xiàn)象可以說明光具有波動性答案

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),驗電器的指針不偏轉(zhuǎn)。該現(xiàn)象說明光具

有粒子性。考查點光電效應(yīng)。易錯提示鋅板中電子飛出,但不是轉(zhuǎn)移到驗電器上。注意與靜電感應(yīng)現(xiàn)象的區(qū)別。4.(2017北京海淀一模,20)實驗表明:光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時,光的波長會變長

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)象已被實驗證實。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光=hν可知,散射光中存在頻率變大的成分。該過程仍遵循動量守

恒定律和能量守恒定律?？疾辄c動量守恒的條件、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。5.(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為用黃光照射時得到的曲線,曲線2對應(yīng)的黃光較強B.2、3為用黃光照射時得到的曲線,曲線3對應(yīng)的黃光較強C.1、3為用黃光照射時得到的曲線,曲線1對應(yīng)的黃光較強D.1、3為用黃光照射時得到的曲線,曲線3對應(yīng)的黃光較強答案

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能的關(guān)系qUc=

m

知,因為藍(lán)光hν大,同一金屬逸出功相同,光電子最大初動能大,對應(yīng)的遏止電壓大,即2對應(yīng)藍(lán)光,

1、3為黃光照射時得到的曲線,當(dāng)電壓為零時,1對應(yīng)的電流更大,說明光電子數(shù)目更多,即光強較

大,C正確?？疾辄c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,光強與光電流的關(guān)系。6.(2016北京朝陽一模,14)a、b兩種單色光以相同的入射角從半圓形玻璃磚的圓心O射向空氣,

其光路如圖所示。下列說法正確的是

()

A.a光由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時的臨界角較小B.該玻璃對a光的折射率較小C.b光的光子能量較小D.b光在該玻璃中傳播的速度較大答案

B

a、b光入射角相同,在分界面上a光發(fā)生反射及折射,而b光發(fā)生全反射,因此a光的折

射率小于b光的折射率,故B正確;a光折射率小,因此a光發(fā)生全反射的臨界角大,故A錯誤;b光折

射率大,則b光在該玻璃中的傳播速度小,b光的波長小,b光的光子能量大,故C、D均錯誤?？疾辄c折射率、全反射。解題指導(dǎo)

a、b光發(fā)生全反射的臨界角Cb<Ca,由sinC=

,判斷出nb>na,由折射率大小判斷光的頻率νb>νa,再由n=

,E=hν,得出vb<va,Eb>Ea。7.(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

個圖中能正確表示傳播路徑的是

()

答案

C光由空氣斜射入光導(dǎo)纖維時,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,

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,發(fā)生全反射,之后

的光路將與全反射之前對稱?？芍?只有C選項滿足要求。

8.(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)行實驗,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

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乙答案

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