天津市2013屆高三物理 各類考試分類匯編 專題十四 光學(xué)

1、專題十四 光學(xué)1.（2013·天津一中高三零月月考，2題）如右圖所示，空氣中有一塊截面為扇形的玻璃磚，折射率為，現(xiàn)有一細(xì)光束，垂直射到AO面上，經(jīng)玻璃磚反射、折射后，經(jīng)OB面平行于入射光束返回，AOB為135°，圓半徑為r，則入射點(diǎn)P距圓心O的距離為（ ）A BC D【答案】B 【解析】畫出光路圖分析，由幾何關(guān)系可得，OCP =7.5°，所以入射點(diǎn)P距圓心O的距離為，選B。2.（2013·天津?qū)氎娓呷M，6題）在水面下同一深處有兩個(gè)點(diǎn)光源P、Q，能發(fā)出不同顏色的光當(dāng)它們發(fā)光時(shí)，在水面上看到P光照亮的水面區(qū)域大于Q光，以下說法正確的是AP光的頻率小于Q光

2、 BP光在水中的傳播速度小于Q光C讓P光和Q光通過同一單縫裝置，P光的中心條紋大于Q光的中心條紋D讓P光和Q光通過同一雙縫干涉裝置，P光的條紋間距小于Q光【答案】AC【解析】在同一深度兩光源發(fā)光的水面區(qū)域不同，則說明它們的臨界角不同，從而確定它們的折射率由c=nv可得兩條光線在水中的速度與折射率成反比；再由v=f得波長(zhǎng)與速度成正比的關(guān)系P光照亮的水面區(qū)域大于Q光，則P的臨界角大于Q，所以P的折射率小于Q，那么P在水中的速度大于Q，P光的頻率小于Q光，P光的波長(zhǎng)比Q長(zhǎng)，讓P光和Q光通過同一單縫裝置，P光的中心條紋大于Q光的中心條紋；由于，所以讓P光和Q光通過同一雙縫干涉裝置，P光的相鄰條紋間距大

3、于Q，故本題選AC。3.（2013·天津一中高三零月月考，16題）下列哪些現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象（ ）A雨后天空美麗的彩虹B陽光下肥皂膜的彩色條紋C光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D對(duì)著日光燈從兩鉛筆縫中看到的彩色條紋【答案】D 【解析】雨后天空美麗的彩虹和太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生彩色條紋，是由于光發(fā)生了色散現(xiàn)象即屬于光的折射現(xiàn)象，故A、C錯(cuò)誤陽光下肥皂膜上的彩色條紋，是屬于薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤對(duì)著日光燈從兩支緊靠的鉛筆間窄縫看到的彩色條紋，是光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，故屬于光的衍射現(xiàn)象，而之所以看到彩色條紋，是由于不同的色光波長(zhǎng)不同發(fā)生疊加造成的，故D正確。ab4.（2013·天津第

4、三次六校聯(lián)考，4題）如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏上ab之間形成一條彩色光帶下面的說法中正確的是：Aa側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光B通過同一雙縫干涉裝置，a側(cè)光所形成的干涉條紋間距比b側(cè)光的大C若b側(cè)光的光子能使某一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a側(cè)光的光子也一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)D在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率【答案】C【解析】由于a側(cè)光的偏折程度大于b側(cè)光，故三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率，a側(cè)是紫色光，b側(cè)是紅色光，A錯(cuò)誤。紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，由可知通過同一雙縫干涉裝置，紫光所形成的干涉條紋間

5、距比紅光的小，B錯(cuò)誤。紫光的頻率大于紅光的頻率，故若紅光的光子能使某一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則紫光的光子也一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C正確。由可知在三棱鏡中紫光的傳播速率小于紅光的傳播速率，故D錯(cuò)誤。5.（2013·天津市五區(qū)縣高三第二次質(zhì)量調(diào)查，1題）下列哪種現(xiàn)象與光的干涉有關(guān)（ ）A.雨后天空中出現(xiàn)的彩虹 B.沙漠或海面上出現(xiàn)的海市蜃樓C.白光透過三棱鏡出現(xiàn)彩色光帶 D.日光下的五顏六色的肥皂泡【答案】D【解析】雨后天空中出現(xiàn)的彩虹、白光透過三棱鏡出現(xiàn)彩色光帶都是光的色散現(xiàn)象，沙漠或海面上出現(xiàn)的海市蜃樓是由于光的折射產(chǎn)生的，日光下的五顏六色的肥皂泡是由于薄膜干涉產(chǎn)生的，本題選D。6.（

6、2013·天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)學(xué)校高三畢業(yè)班一聯(lián)，6題）一束含兩種頻率的單色光，照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面后，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出后，光線分為、兩束，如圖所示。下列說法正確的是A光光子的能量大于光光子的能量B用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光的條紋間距大于光的條紋間距C若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角大【答案】ACD【解析】由圖可看出，玻璃磚對(duì)a光的折射率較大，故a光的頻率較大，波長(zhǎng)較小，由可知，光光子的能量大于光光子的能量，A正確；在相同的情況下做光的干涉實(shí)驗(yàn)，干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，故光的條紋間

7、距小，B錯(cuò)誤；由于a光的頻率較大，若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；由于，玻璃磚對(duì)a光的折射率較大，故a光的臨界角較小，D正確。本題選ACD。7.（2013·天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)學(xué)校高三畢業(yè)班二聯(lián)，3題）a、b兩束單色光以相同的入射角從玻璃射入空氣時(shí)，a光的折射角大于b光的折射角，關(guān)于這兩束單色光，下列說法中正確的是 A用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距較大 B用a、b兩束單色光照射某金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，a光照射產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能較大C分別用a、b兩束單色光照射同一單縫做衍射實(shí)驗(yàn)，a光的中央亮紋較寬D若發(fā)出a光的能級(jí)差為，發(fā)出b光的能級(jí)差

8、為，則小于【答案】B【解析】由題意可知玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，可假設(shè)a是紫光，b是紅光。由于條紋間距，紅光波長(zhǎng)大，故紅光的條紋間距較大，A錯(cuò)誤；由可知，紫光頻率大，紫光照射金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能較大，B正確；紅光波長(zhǎng)大，用同一單縫做衍射實(shí)驗(yàn)，紅光的中央亮紋較寬，C錯(cuò)誤；紫光頻率大，光子能量大，則大于，D錯(cuò)誤。8.（2013·天津和平二模，1題）如圖所示，細(xì)束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。比較a、b、c三束光，可知A若它們都能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，c光照射出光電子的 最大初動(dòng)能最大B當(dāng)它們?cè)谡婵罩袀鞑r(shí)，a光的速度最大C分別用這三種光做光

9、源，使用同樣的裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)， a光的干涉條紋中相鄰亮紋的間距最小D若它們都從玻璃射向空氣，c光發(fā)生全反射的臨界角最大【答案】A【解析】由題圖可知三種色光中c的偏折程度最大，知c的折射率最大，a的折射率最小，則c的頻率最大，a的頻率最小，根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm=h-W0，頻率越大，照射出光電子的最大初動(dòng)能越大，所以c光照射出的光電子最大初動(dòng)能最大，故A正確三種光在真空中傳播時(shí)，速度相等，B錯(cuò)誤。根據(jù)=得，a的波長(zhǎng)最大，c的波長(zhǎng)最短，又，故用同樣的裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋中相鄰亮紋的間距最大，C錯(cuò)誤根據(jù)sinC=得，折射率越大，臨界角越小，所以從玻璃射向空氣，c光的臨界角最小，

10、故D錯(cuò)誤本題選A。9.（2013·天津河西二模，1題）用激光器作光源，在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05 mm的窄縫，進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn)，如圖所示，則在光屏上看到的條紋是下圖中的哪一個(gè)（）【答案】A【解析】由于衍射條紋跟狹縫平行，且中間寬、兩邊窄，不等間距故A正確，B、C、D錯(cuò)誤故選A10.（2013·天津紅橋一模，4題）a、b兩束不同頻率的光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上用照相底片感光得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射時(shí)形成的，圖乙是b光照射時(shí)形成的。則關(guān)于a、b兩束光，下述正確的是Aa光光子的能量較大B在水中a光子傳播的速度較大C若用a光照射某

11、金屬時(shí)不能打出光電子，但用b光照射該金屬時(shí)一定能打出光電子D若a光是氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的【答案】B【解析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x=，知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，則a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)E=h知，a光子的能量較小故A錯(cuò)誤a光的頻率小，則折射率小，根據(jù)v=知a光在水中傳播的速度較大故B正確a光的頻率小，若用a光照射某金屬時(shí)不能打出光電子，用b光照射該金屬時(shí)有可能打出光電子，但不是一定，故C錯(cuò)誤a光子的能量小于b光子的能量，從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量大于從n=3的能級(jí)向n=2的能

12、級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量故D錯(cuò)誤故選B11.（2013·天津南開二模，3題）一束光從空氣射向折射率的某種玻璃的表面，如圖所示。代表入射角，則 A當(dāng)時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 B無論入射角是多大，折射角都不會(huì)超過 C當(dāng)入射角時(shí)，折射角 D當(dāng)入射角時(shí)，反射光線與折射光線垂直【答案】B【解析】因?yàn)楣馐菑目諝膺M(jìn)入玻璃，是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤當(dāng)入射角是90°時(shí)，根據(jù)n=，得=45°，所以無論入射角是多大，折射角都不會(huì)超過45°，故B正確當(dāng)入射角，由n=，解得，故C錯(cuò)誤設(shè)入射角為，折射角為，當(dāng)反射光線跟折射光線恰好互相垂直時(shí)，有=90°

13、，當(dāng)時(shí)，由n=可知，與已知矛盾，故D錯(cuò)誤故選B12.（2013·天津耀華中學(xué)二模，8題）彩虹是懸浮于空氣中的大量小水珠對(duì)陽光的色散造成的，如圖所示為太陽光照射到空氣中的一個(gè)小水珠發(fā)生折射和反射時(shí)產(chǎn)生色散的光路示意圖，其中a、b為太陽光中其中兩束頻率不同的單色光。以下說法中正確的是 A若a、b光的光子均能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則b光產(chǎn)生的光電子動(dòng)能更大B兩列光從水射向空氣時(shí)，b光更容易發(fā)生全反射Ca光在水中的傳播速度比b光在水中的傳播速度小D在同一介質(zhì)中b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng)【答案】ABD【解析】進(jìn)入水滴時(shí)，a、b兩種光的入射角相等，而折射角不等，且光線b的折射角較小，根據(jù)折射率定義式n=，得到水滴對(duì)光線b的折射率較大，可假設(shè)a是紅光b是紫光，b光的頻率高，波長(zhǎng)短，D正確。由可知入射光子的頻率越高，產(chǎn)生光電子的動(dòng)能越大，A正確。光從水射向空氣時(shí)，根據(jù)折射率定義，得到臨界角C=arcsin，故折射率大的臨界角小，故b光線臨界角較小，更容易發(fā)生全反射，故B正確。根據(jù)光速與折射率關(guān)系v=，得到折射率大的光線速度小，故光線b速度較小，故C錯(cuò)誤。故選ABD13.（2013·天津耀華中學(xué)一模，1題）下列說法中正確的是