高二物理光學(xué)試題及答案詳解246

高二物理光學(xué)試題及答案詳解一、選擇題（每小題3分，共60分）31．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（）A.30°B.45°相比，（）A.紅光光傳播時(shí)紅光的速度較大B.紅光光能量較??；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較大C.紅光光D.紅光光3．一C.60°D.75°2．紅光和紫光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中子的子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小子的能量較??；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小束復(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，空氣其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃對a、b的折射率分別為na和nb，a、玻璃b在玻璃中的傳播速度分別為v和vb，則（）baaA．n>nabB．n<nabC．va>vbD．va<vb4．兩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θ1、θ2。用n1、n2分別表示水v、v分別表示兩單色光傳播速度（）對兩單色光的折射率，在水中的12A.nl＜n2、v1＜v25．如圖所示，一B.nl＜n2、v1>v2C.n>n2、v1＜v2D.n>n2、v1>v2ll束細(xì)的復(fù)色光從空氣中射到半球形玻璃體球心O點(diǎn)，經(jīng)折出玻璃體。PP’、QQ’均與過O點(diǎn)a、b在玻璃體內(nèi)穿行所用時(shí)刻分別為t、t，則ta:射分為a、b兩束光，分別由P、Q兩點(diǎn)射的界面法線tb等于（）垂直。設(shè)光線OabP’Q’PQab（A）QQ’:PP’（B）PP’:QQ’（C）OP’:OQ’（D）OQ’:OP’6．圖示為一直角棱鏡的橫截面，bac90,abc60。一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc2面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考試原入射光在bc面上的反射光，則有光線（）aA．從B．從ac面射出C．從bc面射出，且與bc面斜交ab面射出cboD．從bc面射出，且與bc面垂直7．一束復(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？（）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?。拢t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(gè)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C.光的衍射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象B.光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象D.光的直線傳播現(xiàn)象、光電效應(yīng)現(xiàn)象10．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它能夠提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。目前，我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬光帶纖通信網(wǎng)絡(luò)。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(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理Ｃ．光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的色散原理Ｄ．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種專門細(xì)的特制玻璃絲11．現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)。為滿足測量要求，將顯微鏡工作時(shí)電子的德布羅意波長設(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（）13md2h2d2h2n2h2nh222men2n2e32med2Amed2BCD12．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_意波長與晶體中原子間距相近．已知中子質(zhì)量m=1．67x10—27kg，普朗克常量h=6．63x10—34J·s，能夠估算德布羅意波長λ=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—24J13．已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為υ0，A當(dāng)用頻率為2υ0的單色光照耀該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為2υ0的單色光照耀該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hυ0C當(dāng)照耀光的頻率υ大于υ0時(shí)，若υ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(gè)點(diǎn)光源，岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為1A.2htan(arcsin)B.2htan(arcsinn)D.2hcot(arccosn)n1C.2htan(arccos)n15.為了觀看到納米級的微小結(jié)構(gòu)，需要用到辨論率比光學(xué)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(zhì)波的波長能夠比可見光短，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(zhì)波C、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波D、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長能夠比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射的波長能夠比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射的波長能夠比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射16．人類對光的本性的認(rèn)識經(jīng)歷了曲折的過程。下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是（A）牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的．（B）光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動性．（C）麥克斯韋預(yù)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(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖1所示。方框內(nèi)有兩個(gè)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圖，其中能產(chǎn)生圖1成效的是18．兩束不同頻率的單色光a、b從空氣射入水中，發(fā)生了圖所示的折射現(xiàn)象（>）。下列結(jié)論中正確的是A．光束b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a的臨界角大D．若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角比光束.用b光束照耀某種金屬時(shí)，恰能發(fā)a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為ab19．現(xiàn)有c生光電效應(yīng).若分別用a光束和c光束照耀該金屬，則能夠確信A.a光束照耀時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B.c光束照耀時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)C.a光束照耀時(shí)，開釋出的光電子數(shù)目最多D.c光束照耀時(shí)，開釋出的光電子的最大初動能最小20.△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見單色光從空氣入棱鏡底面MN,在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情形如題20圖所示，由此可知A.棱鏡內(nèi)a光的B.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比C.a光的頻率比b光的高D.a光的波長比b光的長b光的大題號答案題號答案1234567891020111213141516171819二、運(yùn)算題（共40分）1．人們發(fā)覺光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性和對專門好地說明了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色ms，求該紫外線2各種金屬都存在極限頻率的規(guī)。律請問誰提出了何種學(xué)說紫外線照耀鋅板時(shí)，逸出光電子的最大10/m9.111031kg，普朗克常量e速度為6的波長（電子質(zhì)量h6.631034Js，1eV1.601019J）22．如圖所示，一路燈距地面的高度為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\(yùn)動(2)求人影長度隨時(shí)刻的變化率。；23．如圖所示，一不透亮的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n=2的O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S，平面鏡MN45°角放置，若容器高為2dm，底邊半徑為（1+透亮液體，容器底部正中央與底面成3）放置一足夠長dm，OM=1dm，在容器中央正上方1dm處水平的刻度尺，求光源S發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后，照耀到刻度尺的長度。（不考慮容器側(cè)壁和液面的反射）24．一種用于激光治療的氦分子激光器，輸出337.1nm波長的激光，激光脈沖的時(shí)刻約為10-9s，輸出脈沖時(shí)的功率為10W，每秒輸出的脈沖個(gè)數(shù)是100個(gè)。6（1）這種激光的頻率是多少？屬于電磁波譜中的哪個(gè)波段？（2）這種激光器的平均輸出功率是多少？25．如圖所示，透亮介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn)，DC與AB的距離H=3R/2，若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，作出光路圖，并算出介質(zhì)的折射率。26．1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)．1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))．(1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的差不多裝置如圖所示，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鏡反射后的光與直截了當(dāng)發(fā)出的區(qū)域．經(jīng)平面光在光屏上相交的(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋．寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離Δx的表達(dá)式．分別為答案：題號1答案C題號11答案D2B34B5A15A67B8B9C10AD20AD13BD1612C14A17B18C19AABBCDBD21．3．23*10-7m22、(1)設(shè)t＝0時(shí)刻，人位于路燈的正下方O處，在時(shí)刻t，人走到S處，依照題意有OS＝vt①過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點(diǎn)M為t時(shí)刻人頭頂影子的位置，如圖l所示，OM為頭頂影子到0點(diǎn)的距離．由幾何關(guān)系，有解式①、②得。因OM與時(shí)刻t成正比，故交頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\(yùn)動。(2)由圖l可知，在時(shí)刻t，人影的長度為SM，由幾何關(guān)系，有SM=OM－OS③由式①～③得因此影長SM與時(shí)刻t成正比，影長隨時(shí)刻的變化率。解：光路如圖，光線經(jīng)反射后到達(dá)介質(zhì)與空氣的界面時(shí)，入射角i’=r，由折射定律可得折射角r’=i，折射光線PQ與入射光線DC平行，則∠POA=∠COA=i3R/2R=3/2i=600，折射角r=i/2=300sini=H/R=3sinr=1/2折射率sini/sinr=23、解：作圖找動身光點(diǎn)S’，連接S’MS在平面鏡中的像點(diǎn)S’P，在RtΔPR