高二物理光學試題及復習資料詳解

1、高二物理光學試題及答案詳解光學單元測試、選擇題（每小題 3分，共60分）光線以某一入射角從空氣射人折射率為、/3的玻璃中，已知折射角為30。，則入射角等于2.A.A.30°紅光和紫光相比,B.45°)C.60°紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大D.75°6 / 8b在玻璃中的傳播速度分別為va和Vb,則（A . na>nbB. na<nbC. Va>VbD. Va<Vb空氣玻璃B.紅光光子的能量較小；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大 C.紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小 D.紅光光子的能

2、量較??；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小3 . 一束復色光由空氣射向玻璃， 發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光,a、其傳播方向如圖所示。設玻璃對a、b的折射率分別為na和nb,0 2o用ni、n 2分別表小水4 .兩種單色光由水中射向空氣時發(fā)生全反射的臨界角分別為。對兩單色光的折射率，V1、V2分別表示兩單色光在水中的傳播速度A . nivn2、vivv2B.nivn2、vi>v2C.ni>n2、 vivv2D.ni>n2、vi>v25.如圖所示，一束細的復色光從空氣中射到半球形玻璃體球心。點,經折射分為a、b兩束光，分別由P、Q兩點射出玻璃體。PP'、QQ

3、9;均與過的界面法線垂直。設光線a、b在玻璃體內穿行所用時間分別為ta、tb,tb等于（(A) QQ':PP'(B)PP':QQ'O點則ta：P'(C) OP':OQ'(D)OQ':OP'6.圖示為一直角棱鏡的橫截面,bac 90 ,abc 60 。平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n= V 2 ,若不考試原入射光在bc面上的反射光,則有光線（）A .從ab面射出B .從ac面射出高二物理光學試題及答案詳解C.從bc面射出，且與 bc面斜交D .從bc面射出，且與 bc面垂直a、bo已知a光

4、的頻率7 . 一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經折射分成兩束單色光 小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（）8 .如圖所示，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（）A.紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B.紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C.玻璃對紅光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的傳播速度比紅光大9 .在下列各組的兩個現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動性的是A.光的折射現(xiàn)象、色散現(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、光電效應現(xiàn)象10 .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、高質量的通信服務。目前，我國正在大力建設高質量的寬

5、帶光纖通信網絡。下列說法正確的是（）A .光纖通信利用光作為載體來傳播信息B .光導纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理C .光導纖維傳遞光信號是利用光的色散原理D .目前廣泛應用的光導纖維是一種非常細的特制玻璃絲將顯微鏡工作時電m和電子電荷量e,11 .現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結構。為滿足測量要求，子的德布羅意波長設定為d/n,其中n>1。已知普朗克常量 h、電子質量電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加速電壓應為（）1n2h2mdM 3d2h2n2h222 322A med b n ec 2men d 2med12.在中子衍射技術中,常利用熱中子研究晶體的結構,因為熱

6、中子的德布羅意波長與晶體中原高二物理光學試題及答案詳解子間距相近.已知中子質量 m=1 . 67x10 27kg,普朗克常量h=6. 63x10 34J - s,可以估算德布羅意波長入=1. 82x10-10m的熱中子動能的數(shù)量級為()(A)10 17J(B)10 19J(C)10 21J(D)10 24 J13.已知能使某金屬產生光電效應的極限頻率為U0,A 當用頻率為2u 0的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子B 當用頻率為2u 0的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hu。C 當照射光的頻率u大于u。時，若u增大，則逸出功增大14 .水的折射率為n,距水面深h處有一個點光源

7、，岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形區(qū) 域的直徑為A.2 h tan(arc sin )B.2 h tan(arc sin n)nC.2 h tan(arc cos )D.2 h cot(arc cos n)n15 .為了觀察到納米級的微小結構，需要用到分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡，下列說法 中正確的是()A、電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B、電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射C、電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D、電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光長，因此更容易發(fā)

8、生明顯衍射16 .人類對光的本性的認識經歷了曲折的過程。下列關于光的本性的陳述符合科學規(guī)律或歷史事實的是(A)牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質上是一樣的.(B)光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性.(C)麥克斯韋預言了光是一種電磁波.(D)光具有波粒兩象性性.17 .空氣中兩條光線 a和b從方框左側入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如 圖1b圖，其中能產生圖 1效果的是a、b從空氣射入水中,所示。方框內有兩個折射率n=1.5的玻璃全反射棱鏡。 圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意發(fā)生了圖所示的折射現(xiàn)象(18 .兩束不同頻率的單色光 論中正確的是高二物理光學試題及答案詳解A.光束b

9、的頻率比光束 a低B.在水中的傳播速度，光束 a比光束b小C.水對光束a的折射率比水對光束 b的折射率小D.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19 .現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關系為 a b1用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應.若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定 A.a光束照射時，不能發(fā)生光電效應 B.c光束照射時，不能發(fā)生光電效應 C.a光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多 D. c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小20 .AOMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。 a、b兩束可見單色光從空氣 垂直射入棱鏡底面 MN,在棱鏡側面 OM、ON上反射和折

10、射的情況如 題20圖所示，由此可知A.棱鏡內a光的傳播速度比b光的小 B.棱鏡內a光的傳播速度比b光的大 C.a光的頻率比b光的高 D.a光的波長比b光的長題號12345678910答案題號111281920答案二、計算題(共40分)21 .人們發(fā)現(xiàn)光電效應具有瞬時性和對各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律。請問誰提出了何種學說很好地解釋了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34eV,用某單色紫外線照射鋅板時，逸出光電子的最大速度為106m/s ,求該紫外線的波長(電子質量 me 9,11 1031kg，普朗克常量3419h 6.63 10 J s, 1eV 1.60 10 J)22.如圖所示，一路燈距地面

11、的高度為h,身高為l的人以速度v勻速行走.(1)試證明人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\動;(2)求人影長度隨時間的變化率。高二物理光學試題及答案詳解23 .如圖所示，一不透明的圓柱形容器內裝滿折射率n =42的透明液體，容器底部正中央 O點處有一點光源 S,平面鏡MN 與底面成45°角放置，若容器高為 2dm,底邊半徑為(1 + J3) dm, OM = 1dm ,在容器中央正上方 1 dm 處水平放置一足夠長 的刻度尺，求光源S發(fā)出的光線經平面鏡反射后，照射到刻度尺的長度。(不考慮容器側壁和液面的反射)24 . 一種用于激光治療的氨分子激光器，輸出337.1nm波長的激光，激光脈沖的時間約為1

12、0-9S,輸出脈沖時的功率為106W,每秒輸出的脈沖個數(shù)是 100個。(1)這種激光的頻率是多少？屬于電磁波譜中的哪個波段？(2)這種激光器的平均輸出功率是多少？11 / 8高二物理光學試題及答案詳解AOB射到介質的C>,25 .如圖所示，透明介質球球心位于 O,半徑為R,光線DC平行于直徑DC與AB的距離H= J3 R/2 ,若DC光線進入介質球后經一次反射再次回到介質球的界面時，從球內折射出的光線與入射光線平行，作出光路 圖，并算出介質的折射率。26 . 1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質.1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果(稱洛埃鏡實驗).(1)洛埃

13、鏡實驗的基本裝置如圖 所示，S為單色光源，M為一平面鏡.試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光 屏上相交的區(qū)域.(2)設光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為 a和L,光的波長為入，在光屏上形成干涉條紋.寫出相鄰兩條亮紋 暗紋)間距離Ax的表達式.高二物理光學試題及答案詳解答案:題號12345678910答案CBADBABDBBCAD題號111281920答案DCABAABCDBCABD21. 3. 23*10-7m22、(1)設t=0時刻，人位于路燈的正下方 O處，在時刻t,人走到S處，根據(jù)題意有OS= vt過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點M為t

14、時刻人頭頂影子的位置，如圖 l所示，OM為頭頂影子到0點的距離.由幾何關系，有hh _ tOM = -一-vt國一函尸石以解式、得I' k-i 。因om與時間t成正比，故人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\動。(2)由圖l可知，在時刻t ,人影的長度為SM由幾何關系，有SM=O MOS由式得jSlA = vth-l因此影長SM與時間t成正比，影長隨時間的變化率Ah-i解：光路如圖，光線經反射后到達介質與空氣的界面時，入射角r' = i,折射光線PQ與入射光線 DC平行，則/ POA=/COA=isin i= H/R = 33 R/2R =73 /2i=600,折射角 r = i/2 = 30 0sin r= 1/2 折射率 sin i/ sinr = v'3 23、解：作圖找出發(fā)光點 S在平面鏡中的像點 S',連接S' M 延長交直尺于 H點，MH沿豎直方向，連接S' P,在RtA PR S'i' =r ,由折射定律可得折射角中，R S