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高中物理3-4练习


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五年高考三年联考绝对突破系列新课标:选修 3-4 第 14 单元
河北省藁城市第九中学 高立峰

光学

整理(交流资源 请给予保留)

光的波动性以及光的粒子性三部分,高考对本考点的考查一般以选项题的形式出现,重 点放在考查光学一些重要的规律和概念上,注重课本,加强理解;“考课本”、“不回避陈 题”是高考对光学命题的特点。 “联系实际、联系生活、联系高科技”已成为高考命题的 新趋向;也是这几年光学命题的热点.目前高考中几何光学已淡化了“像”的概念,侧重于 “光路”的考查(折射、全反射、棱镜等),一般是考查光线的去向的定性分析和定量计算 问题;同时几何光学还常与力学中的直线运动、平抛运动、圆周运动、万有引力定律等相结 合命题,考查学生的分析综合能力,估计以后高考试题不会有太大的变化,但会加强对光学 的物理规律的理解和对物理现象、 物理情景的分析能力的考查。 光的波动内容近两年命题频 率较高,对光的波动性进行考查,主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点,考查波动 光学的一些初步理论、 以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象; 尤其是波动光 学近年新增知识点有“双缝干涉的条纹间距与波长的关系”、 “光的偏振现象”、“物质 波”、“激光的特性及应用”等也在高考中有所体现.光的粒子性主要考查光电效应规律理 解和爱因斯坦光电效应方程的熟练应用.

第一部分

五年高考题荟萃

两年高考·精选(2008~2009)
考点 1 光的折射和全反射 1.(09·全国卷Ⅰ·15) 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平 行,物体距离左镜 4m,右镜 8m,如图所示,物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像 与物体的距离是( B ) A.24m B.32m C.40m D.48m 解析: 本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体 8cm,第 二个像是物体在右镜所成像的像,第 3 个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体

1

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为 32cm. 2.(09·全国卷Ⅱ·21)一玻璃砖横截面如图所示,其中 ABC 为直角三角形(AC 边末 画出),AB 为直角边 ? ABC=45°;ADC 为一圆弧,其圆心在 BC 边的中点。此玻璃的折射率 为 1.5。P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏。若一束宽度与 AB 边长度相等的平行 光从 AB 边垂直射入玻璃砖,则 ( BD ) A. 从 BC 边折射出束宽度与 BC 边长度相等的平行光 B. 屏上有一亮区,其宽度小于 AB 边的长度 C. 屏上有一亮区,其宽度等于 AC 边的长度 D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 解析: 本题考查光的折射和全反射.宽为 AB 的平行光进入到玻璃中直接射到 BC 面,入射 角为 45 >临界角 ? ? arcsin
o

1 ,所以在 BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为 AB 长度的竖 1.5

直向下的平行光射到 AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于 AB 的长度,B 对.D 正确。 3.(09·广东物理·14)(1)在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的 彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射,再折射后形成的。光的折射发生在两种 不同介质的 上,不同的单色光在同种均匀介质中 不同。

答案:(1)界面,传播速度 4.(09·四川·21)如图所示,空气中有一横截面为半圆 环的均匀透明柱体, 其内圆半径为 r, 外圆半径为 R, R= 2 r。 现有一束单色光垂直于水平端面 A 射入透明柱体, 只经过两次 全反射就垂直于水平端面 B 射出。设透明柱体的折射率为 n,光在透明柱体内传播的时间为 t,若真空中的光速为 c,则 A. n 可能为 3 ( AB )

B. n 可能为 2

C. t 可能为

2 2r c

D. t 可能为

4.8r c

解析:只经过两次全反射可知第一次入射角为 45°,反射光路图如右图所示。根据全 反射可知临界角 C≤45°, 再根据 n=

1 可知 n≥ 2 ; 光在 sin C

透明柱体中运动路程为 L=4r,运动时间为 t=L/V=4nr/c,则

2

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t≥4 2 r/c,CD 均错。 5.(09·浙江·18)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射 向 E 点,并偏折到 F 点,已知入射方向与边 AB 的夹角为 ? ? 30 , E 、 F 分别为边 AB 、
o

BC 的中点,则( AC )
A.该棱镜的折射率为 3 B.光在 F 点发生全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变小 D.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 解析:在 E 点作出法结线可知入射角为 60 ,折射角为 30 ,折射率为 3 ;由光路的 可逆性可知,在 BC 边上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B 错;由公式 ?介 ?
o o

?空气
n



可知 C 对;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到 E 点的光束平行,故 D 错。 6.(09·山东·37) (物理——物理 3-4)(2)一束单色光由左侧时的清水的薄壁 圆柱比, 2 为过轴线的截面图, 图 调整入射角α , 光线拾好在不和空气的界面上发生全反射, 已知水的折射角为

4 3

,α 的值。

?

图2 解析: (2)当光线在水面发生全放射时有 sin C ?

1 ,当光线从左侧射入时,由折射 n
7 。 3

定律有

sin ? sin( ? C ) 2

?

? n ,联立这两式代入数据可得 sin ? ?

3

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考点:光的折射和全放射 7.(09·江苏物理·12.B)(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为 0.9 c ( c 为光速)的 宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为 0.5 c ,强强向壮壮发出一束光进行联络, 则壮壮观测到该光束的传播速度为 。(填写选项前的字母)

(A)0.4c

(B)0.5c

(C)0.9c

(D)1.0c

(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,照相机的镜 头竖直向上。照片中,水利方运动馆的景象呈现在半径 r ? 11cm 的圆型范围内,水面上的 运动员手到脚的长度 l ? 10cm , 若已知水的折射率为 n ? 该游泳池的水深 h ,(结果保留两位有效数字)

4 , 请根据运动员的实际身高估算 3

答案:(1)D;(3)设照片圆形区域的实际半径为 R ,运动员的实际长为 L 折射定律

nsin? ? sin90?
几何关系 sin ? ? 得h ?

R R ?h
2 2

,

R L ? r l

L n 2 ? 1· r l

取 L ? 2.2m ,解得 h ? 2.1(m) ( 1.6 ~ 2.6m 都算对) 解析:(1)根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速 不变。D 项正确。 (3)根据题意能画出光路图,正确使用物象比解决本题的

4

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关键。 设照片圆形区域的实际半径为 R ,运动员的实际长为 L ,光路如图: 折射定律 几何关系

nsin? ? sin90?
sin ? ? R R2 ? h2 , 物象比 R L ? r l

得h ?

L n 2 ? 1· r l

取 L ? 2.2m ,解得 h ? 2.1(m) (本题为估算题,在取运动员实际长度时可以有一个范围,但要符合实际,故求得 h 值可以不同 1.6 ~ 2.6m 均可) 8.(09·海南物理·18.(1))如图,一透明半圆柱体 折射率为 n ? 2 ,半径为 R、长为 L。一平行光束从半圆柱体 的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出。球该部分柱 面的面积 S。 解析:半圆柱体的横截面如图所示, OO ' 为半径。设 从 A 点入射的光线在 B 点处恰好满足全反射条件,由折射定律有

n sin ? ? 1
式中, ? 为全反射临界角。由几何关系得

?OO ' B?



S ? 2RL ??O ' OB ③
代入题所给条件得

S?

?
3

RL



9.(09·宁夏·35.(2))一棱镜的截面为 直角三角形 ABC,∠A=30 ,斜边 AB=a。棱镜材料 的折射率为 n=
o o

。 在此截面所在的平面内, 一条

光线以 45 的入射角从 AC 边的中点 M 射入棱镜射 出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情 况)。 解析: 设入射角为 i,折射角为 r,由折射定律得
5

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sin i ?n sin r
由已知条件及①式得



r ? 300



如果入射光线在法线的右侧,光路图如图 1 所示。设出射点为 F,由几何关系可得

3 AF ? a 8
即出射点在 AB 边上离 A 点 a 的位置。



3 8

如果入射光线在法线的左侧,光路图如图 2 所示。设折射光线与 AB 的交点为 D。 由几何关系可知,在 D 点的入射角

? ? 600
设全发射的临界角为 ? c ,则



sin ?c ?

1 n



由⑤和已知条件得

? c ? 450



因此,光在 D 点全反射。 设此光线的出射点为 E,由几何关系得 ∠DEB= 90
0

BD ? a ? 2 AF
BE ? BD sin 300
联立③⑦⑧式得

⑦ ⑧

1 BE ? a 8



即出射点在 BC 边上离 B 点 a 的位置。 10.(08·全国Ⅰ·21)一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以 入射角 θ 射入,穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为 1.5.设红光与蓝光 穿 过 玻 璃 砖所 用 的 时间分 别 为 t1 和 t2 , 则在 θ ( B ) A.t1 始终大于 t2
6

1 8

从 0° 逐 渐 增大 至 90° 的 过 程中

B.t1 始终小于 t2

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C.t1 先大于后小于 t2

D.t1 先小于后大于 t2

解析:设折射角为 α ,玻璃砖的厚度为 h,由折射定律 n= 中的时间为 t=

sinθ c ,且 n= ,在玻璃砖 sinα v

h n4 2 ,联立解得 t ∝ 2 ,红光频率较小,θ 为零时,t1<t2,θ vcosα n - sin2θ

为 90°时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入 θ 为其它特殊值,仍然有

t1<t2,故 B 对。
11.(08·全国Ⅱ·15)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻 璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下,出射光线 侧移距离最大的是 A.红光以 30°的入射角入射 B.红光以 45°的入射角入射 C.紫光以 30°的入射角入射 D.紫光以 45°的入射角入射 解析:因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大,A、B 项错;设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离 ?x ? 入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。 12.(08·四川·21)如图,一束单色光射入一玻璃球体,入 射角为 60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空 气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为 ( C ) A. 2 B.1.5 C. 3 D.2
D C 60° O

( D )

d sin i (1 ? cos i ) n 2 ? sin 2 i

,可见对于同一种色光,

解析:如图,为光线在玻璃球内的光路图.A、C 为折射点,B 为 反射点,作 OD 平

行于入射光线,故 ?AOD ? ?COD ? 60? ,所以 ?OAB ? 30? ,玻璃的A 折射率
n? sin 60? ? 3. sin 30?
B

13.(08·重庆·19)如图是一个

1 圆柱体棱镜的截面图,图中 E、F、G、 4

H 将半径 OM 分成 5 等份,虚线 EE1、FF1、 GG1、HH1 平行于半径 ON,ON 边可吸

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收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n= ( B ) A.不能从圆孤 C.能从圆孤 射出 射出

5 ,若平行光束垂直入射并覆盖 OM,则光线 3

B.只能从圆孤 D.能从圆孤

射出 射出

解析:本题考查光的折射有关的知识,本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为

n?

5 1 3 可知其临界角 C 满足: sinC ? ? ,可求出 GG1 右边的入射光线没有发生全反射, 3 n 5

其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1 射出。 14.(08·宁夏·32)一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平面上,球体由折射率为 3 的 透明材料制成。现有一束位于过球心 O 的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上, 折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光 线与桌面的距离为 3R / 2 。求出射角。 解析:设入射光线与 1/4 球体的交点为 C,连接 OC,OC 即为入射点的法线。因此,图 中的角α 为入射角。过 C 点作球体水平表面的垂线,垂足为 B。依题意,∠COB=α 。 又 ① 设光线在 C 点的折射角为β ,由折射定律得 由 △

OBC



sin

α

=

3 2

sin ? ? 3 sin ?
② 由①②式得

? ? 30?



由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ (见图)为 30°。由折射定律得

sin ? 1 ? sin ? 3
因此 sin ? ?



3 ,解得 ? ? 60? . 2

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本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。 15.(08·山东·37)麦克斯韦在 1865 年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了 电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。 (1) 一单色光波在折射率为 1.5 的介质中传播, 某时刻电场横波图象如图 1 所示.求该 光波的频率。 (2) 2 表示两面平行玻璃砖的截面图, 图 一束平行于 CD 边的单色光入射到 AC 界面上, a、b 是其中的两条 平行光线。 光线 a 在玻璃砖中的光路已给出。 画出光线 b 从玻璃砖中首次出射的光路图. 并标出出射光线与 界面法线夹角的度数。

答案 见解析 解析:(l)设光在介质中的传播速度为 v,波长为λ .频率为 f,则

f= v=

v
λ

① ②

c n c nλ
-7

联立①②式得 f=



从波形图上读出波长λ =4×10 m,代人数据解得

f =5×1014Hz
(2)光路如图所示



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16.(08 ·广东物理·14)(1)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止 倾覆,应当改变航行方向和 ,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的 。 现象, 要发生这种 。

(2) 光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向 答案 (1)速度 频率 (2)全反射

,且入射角等于或大于 光疏介质 临界角

考点 2 光的波动性 17.(09·上海物理·10)如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大 可改用长更___________(填长、短)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离___________ (填增大、减小)。

答案:长,增大。 解析:依据双缝干涉条纹间距规律 ?x ?

L ?? ,可知要使干涉条纹的间距变大,需要改 d

用波长更长的单色光,应将增大双缝与屏之间的距离 L。 18.(09·天津·7)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光 ( C ) A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大

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解析:由 v ?

C 可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,A 错;以相同的入 n

射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,B 错。

1 可知, 红光的折射率小, 临界角大, n L C 正确;用同一装置进行双缝干涉实验,由公式 ?x ? ? 可知蓝光的波长短,相邻条纹间 d
从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式 sin C ? 距小,D 错。 19.(09·福建·13)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的 是 ( D )

A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 解析: 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象, 错; A 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象,B 错;在光导纤维束内 传送图像是利用光的全反射现象,C 错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D 对。 20.(08·天津·16)下列有关光现象的说法正确的是 ( A )

A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大 B.以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射 C.紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 解析:根据干涉条纹的间距的公式△x= λ 可知,由于紫光的波长比红光的波长短,所 以改为红光后条纹间距一定增大,A 正确;紫光的临界角比红光的临界角小,所以紫光发生 全反射后红光不一定发生全反射,B 错误;由于紫光的频率大于红光的频率,所以紫光的能 量比红光的能量大,紫光发生光电效应红光不一定发生光电效应,C 错误,拍摄玻璃橱窗内 的物品时,往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光,所以 D 错误。 21.(08·上海理综·9)红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面 物体的状况。地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外 辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。 右图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的

l d

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吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(D) A.2.5~3.5um B.4~4.5um C. 5~7um D. 8~13um

解析:由图可知,8~13um 的波段被水和二氧化碳吸收的较少,能够接收到,选项 D 正 确。 22. ( 08 · 上 海 物 理 · 12 ) 在 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 中 , 如 果 ( BD )

(A)用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹 (B)用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹 (C)用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹 (D)用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹 解析:白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A 错;用红光作光源,屏上将 呈现红色两条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B 对;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条 纹,C 错;紫光作光源,遮住一条狭缝,屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,D 对。 23.(08·上海理综·44)生活中经常用“呼啸 而来”形容正在驶近的车辆, 这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变 化的表现,无线电波也具有这种效应。图中的测速雷 达正在向一辆接近的车辆发出无线电波,并接收被车 辆反射的无线电波。由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差

f 接收-f发出 就 能 计 算 出 车 辆 的 速 度 。 已 知 发 出 和 接 收 的 频 率 间 关 系 为

? 2v ? f 接收 ? ?1 ? 车 ? f 发出, , 式 中 c 为 真 空 中 的 光 速 , 若 f 发出 ? 2 ? 10 9 Hz , ? c ? ? ?
f 接收 ? f 发出 ? 400 Hz ,可知被测车辆的速度大小为___30____m/s。
解析:根据题意有 ?1 ? ?

? ?

2v车 ? ? f 发出 ? f 发出 ? 400 ,解得 v=30m/s。 c ? ?

考点 3 光电效应、光的波粒二象性 24. ( 09 · 上 海 物 理 · 6 ) 光 电 效 应 的 实 验 结 论 是 : 对 于 某 种 金 属 ( AD ) A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应

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B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应 C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小 D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大 解析:每种金属都有它的极限频率? 0 ,只有入射光子的频率大于极限频率? 0 时,才会 发生光电效应,且入射光的强度越大则产生的光子数越多,光电流越强;由光电效应方程

Ek ? h? ? W ? h? ? h? 0 ,可知入射光子的频率越大,产生的光电子的最大初动能也越大,
与入射光的强度无关,所以 AD 正确。 25.(09·广东物理·4)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的 是 ( A ) A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 解析:硅光电池是把光能转变为电能的一种装置,A 正确;是利用光电效应原理制成的 器件,依据光电效应方程 Ek ? h? ? W ? h? ? h? 0 可见只有当入射光子的频率大于极限频率 时才可能发生光电效应,B 错误,C 错误,D 错误。 26.(09·上海·6)英国科学家瑞利于 1871 年证明:一束光穿过大气 x 距离后,其强 度从 I 0 下降为 I ( x ) 的公式为 I ( x) ? I 0e
? ax

, 其中 ? ?

2? 4 式中 | n ? 1|2 叫做吸收系数, ? 4 3? c N
19

为光的频率, c 为光速,标准状况下, N ? 2.69 ?10 个/厘米 , n ? 1 ? 2.78 ?10 。定
3

?4

义 A ? ? ,叫做衰减长度,它表示光经过 A 距离后其强度降低到原来的
?1

1 ? 0.368 。根据 e

以上信息,结合所学知识可以判断 A.可见光中衰减最厉害的是红光 C.可见光中衰减最厉害的是黄绿光

( B ) B.可见光中衰减最厉害的是紫光 D.不同颜色的光衰减程序基本相同

27.(09·宁夏·36)(1)关于光电效应,下列说法正确的是_______(填入选项前的 字母,有填错的不得分) A.极限频率越大的金属材料逸出功越大 B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应 ( A )

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C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小 D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多 28. ( 09 · 重 庆 · 21 ) 用 a 、 b 、 c 、 d 表 示 四 种 单 色 光 , 若 ( A ) ①a、b 从同种玻璃射向空气,a 的临界角小于 b 的临界角; ②用 b、c 和 d 在相同条件下分别做双缝干涉实验,c 的条纹间距最大 ③用 b、d 照射某金属表面,只有 b 能使其发射电子。 则可推断 a、b、c、d 可能分别是 A.紫光、蓝光、红光、橙光 C.紫光、蓝光、橙光、红光 B.蓝光、紫光、红光、橙光 D.紫光、橙光、红光、蓝光

29.(09·江苏物理·12.C)(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物 质波波长的大小。 答案: 粒子的动量 p ? (3) 则 ? n ? ?c 。 解析:(3)物质波的的波长为 ? ? 示出来即 p ?

2mE k , 物质波的波长 ? ?

h , m n ? mc , p n ? p c , 由 知 p

h ,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表 p

2mE k ,因为 mn ? mc ,所以 p n ? p c ,故 ? n ? ?c 。

30.(09·海南物理·19)(I)已知:功率为 100W 灯泡消耗的电能的 5%转化为所发出 的可见光的能量,光速 c ? 3.0 ?10 m / s ,普朗克常量 h ? 6.63 ?10
8 ?34

J ? s ,假定所发出的

可见光的波长都是 560nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。 解析:(I)一波长为 ? 光子能量为

Ey ?

hc

?

设灯泡每秒内发出的光子数为 n ,灯泡电功率为 P ,则

n?

kP E kP? hc

式中, k ? 5% 是灯泡的发光效率。联立①②式得

n?

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代入题给数据得

n ? 1.4 ?1019 s?1
( A )

31.(08·北京·13)下列说法正确的是 A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象 B.用 X 光机透视人体是利用光电效应 C.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象 D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象

解析: X 光机透视人体是利用 X 光的穿透性; 用 光导纤维传输信号是利用光的全反射现 象;门镜可以扩大视野是利用光的折射现象 32. ( 08 · 广 东 物 理 · 6 ) 有 关 氢 原 子 光 谱 的 说 法 正 确 的 是 ( BC ) A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关 33.(08·上海物理·16)用如图所示的实验装置观察光的薄 膜干涉现象。图(a) 是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b) 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在 的 竖 直 平 面 内 缓 慢 旋 转 , 观 察 到 的 现 象 ( D ) (A)当金属丝圈旋转 30°时干涉条纹同方向旋转 30° (B)当金属丝圈旋转 45°时干涉条纹同方向旋转 90° (C)当金属丝圈旋转 60°时干涉条纹同方向旋转 30° (D)干涉条纹保持原来状态不变 解析:金属丝圈的转动,改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状,由干涉原理可知干涉条 纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是水平的干涉条纹,D 对。 是

三年高考·集训(2005~2007)
一、选择题
1.(07·北京理综·13)光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯 中 传 播 。 以 下 关 于 光 导 纤 维 的 说 法 正 确 的 是
内芯

15

外套

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( A ) A.内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 B.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面 发生全反射 C.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作 2.(07·全国理综Ⅰ·17)从桌面上有一倒立的玻璃圆 锥 , 其 顶 点 恰 好 与 桌 面 接 触 , r

圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三 角形,如图所示。有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射 到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃 的折射率为 1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为 ( C ) A.r C.2r 3. ( B ) A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的 4.(07·全国理综Ⅱ·.17)如图,P 是一偏振片,P 的透振方向(用带有箭头的实线 表示)为竖直方向。下列四种入射光束中,哪几种照射 P 时能在 P 的另一侧观察到透射光? ( ABD ) A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成 45°角振动的光 5.(07·上海物理·8)光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹,衍射 条 纹 的 图 样 与 障 碍 物 的 形 状 相 对 应 , 这 一 现 象 说 明 ( BC ) A.光是电磁波 B.光具有波动性
16 光束

桌面

B.1.5r D.2.5r ( 07 · 天 津 理 综 · 14 ) 下 列 说 法 正 确 的 是

P

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C.光可以携带信息

D.光具有波粒二象性

6.(07.江苏.3)光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是 ( D ) A.一束自然光相继通过两个偏振片, 以光束为轴旋转其中一个偏振片, 透射光的强度发 生变化 B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光与折射光线之间的夹角恰好是 90°时,反射光是偏振光 C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰 D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹 7. ( 07. 广 东 物 理 .11 ) 关 于 光 的 性 质 , 下 列 说 法 正 确 的 是 ( BC ) A.光在介质中的速度大于光在真空中的速度 B.双缝干涉说明光具有波动性 C.光在同种介质种沿直线传播 D.光的偏振现象说明光是纵波 8.(07.江苏.7)现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出 体现波动性的是 ( BD ) A.一定频率的光照射到锌板上, 光的强度越大, 单位时间内锌板上发射的光电子就越多 B.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的 C.质量为 10
-3

kg、速度为 10

-2

m/s 的小球,其德布罗意波长约为 10

-23

m,不过我们能

清晰地观测到小球运动的轨迹 D.人们常利用热中子研究晶体的结构, 因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大 致相同 9. ( 06. 全 国 Ⅱ .19 ) 已 知 能 使 某 金 属 产 生 光 电 效 应 的 极 限 频 率 为 ? 0 ( A B ) A.当用频率为 2? 0 的单色光照射该金属时,一定能产生光电子 B.当用频率为 2? 0 的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为 h? 0 C.当照射光的频率? 大于 ? 0 时,若? 增大,则逸出功增大 ,则

17

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D.当照射光的频率? 大于 ? 0 时,若? 增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍 10.(06.全国Ⅰ.15)红光和紫光相比 A.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大;在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小;在同一种介质中传播时红光的速度较小 11.(06.四川.15)现有 a、b、c 三束单色光,其波长关系为 ?a ? ?b ? ?c .用 b 光束照 射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属,则可以断定 ( A ) A.a 光束照射时,不能发生光电效应 B.c 光束照射时,不能发生光电效应 C.a 光束照射时,释放出的光电子数目最多 D.c 光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小 12.(05·江苏物理·6)在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热 中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量 m=1.67 ? 10 h=6.63 ? 10 ( C ) A.10
—17 —34 -10 —27

( B )

kg,普朗克常量

J·s,可以估算德布罗意波长λ =1.82 ? 10 m 的热中子动能的数量级为

J

B.10

—19

J

C.10

—21

J

D.10

—24

J

13.(05.辽宁.33)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色 光 a、b。已知 a 光的频率小于 b 光的频率。下列哪个光路图可能是正确的? ( B )

14.(05.全国Ⅰ.17)图示为一直角棱镜的横截面,?bac ? 90?, ?abc ? 60? 。一平行 细光束从 O 点沿垂直于 bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率 n= 2 ,若不考虑原 入 射 光 在 bc 面 上 的
18







, a







线

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( B D ) A.从 ab 面射出 B.从 ac 面射出 C.从 bc 面射出,且与 bc 面斜交 D.从 bc 面射出,且与 bc 面垂直 15.(05.全国Ⅱ.15)一束复色光由空气射向玻璃,发生折 射而分为 a、b 两束单色光, 其传播方向如图所示。设玻璃对 a、b 的折射率分别为 na 和 nb , a 、 b 在 玻 璃 中 的 传 播 速 度 分 别 为 va 和 vb , 则 (A D) A.na>nb B.na<nb C.v a>vb D.va<vb
空气 玻璃

a

b

16.(05.全国 Ⅲ.18)两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ 1、 θ 2。用 n1、n 2 分别表 示 水 对 两 单 色 光 的 折 射 率 , v 1 、 v2 分 别 表 示 两 单 色 光 在 水 中 的 传 播 速 度 ( B ) A.

nl <n2 、v1 <v2

B.

nl <n2 、v1>v2

C.

nl>n2 、v1 <v2

D.

nl>n2、v1>v2
17. ( 05. 春 季 ) 在 下 列 各 组 的 两 个 现 象 中 都 表 现 出 光 具 有 波 动 性 的 是 ( C ) A.光的折射现象、色散现象 C.光的衍射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 D.光的直线传播现象、光电效应现象

18. (05.春季)有关红、蓝两束单色光,下述说法正确的是 ( D ) A.在空气中的波长 ?红 ? ?蓝 C.在同一介质中的折射率 n 红>n 蓝 B.在水中的光速 v红 ? v蓝 D.蓝光光子的能量大于红光光子的能量

19.(05.广东物理.5) 如图 2 所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法 正确的是 ( B )

A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小 B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大 C.玻璃对红光的折射率比紫光大
图2

19

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D.玻璃中紫光的传播速度比红光大 20.(05.广东物理.7)光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、 高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的 是 (A D) A.光纤通信利用光作为载体来传播信息 B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 21.(05.广东大综合.29)硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有

N 个频率为 ν
( C ) A.hν

的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为( h 为普朗克常数 )

B.

1 Nhv 2

C.Nhν

D.2 Nhν

22.(05.江苏理综.24)光线以某一入射角从空气射人折射率为 3 的玻璃中,已知折射 角为 30°,则 入 ( C ) A.30° B.45° C.60° D.75° 射 角 等 于

23.(05·江苏物理·2)为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2004 年联合国第 58 次大会把 2005 年定为国际物理年.爱因斯坦在 100 年前发表了 5 篇重要论文, 内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献.某人学 了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是( B D ) A.所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.光既具有波动性,又具有粒子性 C.在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电子的最大初动能随之增大 D.质能方程表明:物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系 24.(05·天津·17)某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为 2.21eV,用波 长为 2.5×10 m 的紫外线照射阴极, 已知真空中光速为 3.0×10 m/s, 元电荷为 1.6×10 C, 普朗克常量为 6.63×10 J?s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分 别是 ( B )
-34 -7 8 -19

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A.5.3×10 HZ,2.2J C.3.3×1033HZ,2.2J

14

B.5.3×1014HZ,4.4×10-19J D.3.3×10 HZ,4.4×10 J
33 -19

25.(05·天津·20)现用电子显微镜观测线度为 d 的某生物大分子的结构。为满足测 量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为 d/n,其中 n>1。已知普朗克常量 h、 电子质量 m 和电子电荷量 e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为 ( D )

n2h2 A. med 2

2 2 B. ? md h ? 2 3 ? n e ?

?3 ? ? ?

1

C.

d 2h2 2men 2

D.

n2h2 2med 2

二、非选择题 26.(07·江苏·14)如图所示,巡查员站立于一空的贮液 池边,检查池角处出 液口的安全情况。 已知池宽为 L, 照明灯到池底的距离为 H。 若保持照明光束方向不 变,向贮液池中注入某种液体,当液面高为 的光斑距离出液口

H 时, 池底 2

L 。 4 2 H 时,池底的光斑到出液口的距离 x。 3

⑴试求当液面高为

⑵控制出液口缓慢地排出液体,使液面以 v0 的速率匀速下降,试求池底的光斑移动的 速率 vx。 答案:⑴解法一:由几何关系知:

x?l L ? h H
l l ? h2
2

由折射定律得:

L L ?H
2 2

? n?

代入 h ?

H L , l ? 得: n ? 2 4

L2 ? 4 H 2 L2 ? H 2

x?

x?l L ? h H H L 液面高度变化,折射角不变,由 h ? , l ? 得: 2 4 l L ? h 2H
解法二:由几何关系知:
21

L h 2H

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x?

L h 2H L 3 L ⑵ vx ? vh 2H

解得: x ?

27.(06·江苏·12)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在 纸上画出的界面 aa′、 bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、 ②和③所示, 其中甲、 丙同学用的是矩形玻璃砖, 乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确,且均以 aa′、bb′为界面画光路图。

则甲同学测得的折射率与真实值相比 同学测得的折射率与真实值相比 的折射率与真实值相比 答案 偏小

(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 乙

(填“偏大”、“偏小”或“不变”)丙同学测得 。

不变 可能偏大、可能偏小、可能不变

28.(06·全国Ⅱ·22)一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光 线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针 4 枚( P1 、 P2 、 P3 、 P4 )、带有刻 度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表 面与纸面垂直.在纸上画出直线 aa? 和 bb? , aa? 表示镀银的玻璃表面, bb? 表示另一表面, 如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针 P1 、 P2 (位置如图).用 P1 、 P2 的连线表 示入射光线.ⅰ.为了测量折射率,应如何正确使用大头针 P3 、 P4 ?

. 试在题图中标出 P3 、 P4 的位置.

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ⅱ.然后, 移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的 入射角 ? 1 与折射角 ? 2 .简要写出作图步骤.

ⅲ.写出用 ? 1 、 ? 1 表示的折射率公式 n ?

.

答案 ⅰ.在 bb? 一侧观察 P1 、P2 (经 bb? 折射,aa? 反射, 再经 bb? 折射后)的像,在适当的位置插上 P3 ,使得 P3 与 P1 、

P2 的像在一条直线上,即让 P3 挡住 P1 、 P2 的像;再插上 P4 ,
让它挡住 P2(或 P1 ) 的像和 P3 . P3 、P4 的位置如图.ⅱ.①过 P1 、

P2 作直线与 bb? 交于 o ;
②过 P3 、 P4 作直线与 bb? 交于 o ? ; ③利用刻度尺找到 oo? 的中点 M ; ④过 o 点作 bb? 的垂线 CD ,过 M 点作 bb? 的垂线与 aa? 相交与 N ,如图所示, 连接 ON ; ⑤ ?P OD ? ?1 , ?CON ? ? 2 . 1 ⅲ.

sin ?1 sin ? 2

29.(06·全国Ⅰ·22)(1)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:

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A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄 B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽 C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽 D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄 E.去掉滤光片后,干涉现象消失 其中正确的是 ABD 。

30.(05·广东物理·11)⑴如图 6 所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具 座上放置的光学元件依次为①光源、②_ 滤光片___、③_单缝___、④_双缝___、⑤遮光筒、 ⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取_减小双缝间距离__ 或_增大双缝到屏的距离__的方法。

31.(05·上海物理·14)部分电磁波的大致波长 范围如图所示.若要利用 缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象,可选用_____波段的电磁 波,其原因是____。 答案 微波 要产生明显的衍射现象,波长应与缝的尺寸相近
遮 光 筒 图1

32.(05·天津·22)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E 等光学元件,要把它们放在图1所示的光具座上组 装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。

⑴将白光光源 C 放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元 件的字母排列顺序应为 C、_________、A。 ⑵本实验的步骤有: ①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮; ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离; ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
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在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。 ⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐, 将该亮纹定为第 1 条亮纹, 此时手 轮上的示数如图 2 所示。 然后同方向转动测量头, 使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐, 记下此时图 3 中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距Δ x 为__________mm。

⑷已知双缝间距 d 为 2.0×10 m,测得双缝到屏的距离 l 为 0.700m,由计算式λ =________,求得所测红光波长为__________nm。 答案 ⑴E D B ⑵单缝和双缝间距 5cm~10cm,使单缝与双缝相互平行 ⑶13.870 2.310
2 ⑷ d ?x ,6.6×10

-4

l

33.(江苏物理·15)1801 年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834 年, 洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验). (1)洛埃镜实验的基本装置如图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜.试用平面镜成像 作图法在答题卡上画出 S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域. (2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a 和 L,光的波长为λ , 在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δ x 的表达式. 答案:(1)如右图 (2) ?x ?

L ? d

因为 d ? 2a ,所以

?x ?

L ? 2a

第二部分 知识方法备考
知识方法·难点
一 几何光学 1.光的反射及平面镜成像:光的反射遵守反射定律,平面镜成成等大正立的虚像,像 和物关于镜面对称。 2.光的折射和全反射

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(1)光的折射定律: n ?

sin ?1 ( ? 1 和 ? 2 分别为入射角和折射角) 。 sin ? 2

(2)折射率:当光从真空射人介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值, 其值还等于光在真空中传播速度与介质中传播速度的比值,即 n ?

sin i c ? 。 sin ? v

(3)光的色散:把分解为的现象叫光的色散。复色光--白光通过棱镜后,被分解为各 种单色光。 ①光的颜色由光的频率决定,各种单色光中,红光频率最小,紫光频率最大。在不同媒 质中,光的频率不变。 ②同种介质对不同频率的光的折射率不同,频率越高,折射率越大。 ③不同频率的色光在真空中传播速度相同为 c ? 3 ? 10 m/s , 但在其它媒质中速度各不
8

相同,同一种媒质中。 ④由于单色光在不同介质中传播时速度要变化,因此波长也要变化。 (4)全反射:当光从光密介质射向光疏介质时,折射光线消失,入射光全部反射到原 来的介质中,这种现象叫全反射。 全反射的条件: (1)光线从光密介质射向光疏介质, (2)入射角大于临界角。光从光密 介质射向光疏介质时,折射角等于 90 时入射角叫临界角, C ? arcsin
0

1 。 n

二 光的本性 1.光的波动性:光的干涉、衍射现象表明光具有波动性,光的偏振现象说明光波为横 波,光的电磁说则揭示了光波的本质——光是电磁波。 (1)光的干涉条件:频率相同的两光源发出的光在空间相遇。 ①双缝干涉:若用单色光,则在屏上形成明暗相间、等间距的干涉条纹,条纹间距与波 长、屏到双缝的距离和双缝间距有关,满足 ?x ?

L ? 。若用白光,除中央亮条纹为白色外, d

两侧为彩色条纹,它是不同波长的光干涉条纹的间距不同而形成的。 ②薄膜干涉:薄膜的前后两个表面反射的两列光叠加而成。同一条明条纹(或暗条纹) 应出现在膜的厚度相同的地方。 (2)光的衍射:光偏离直线传播,绕到障碍物后继续传播的现象叫做光的衍射,发生 明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比光波波长小或相差不多。 单缝衍射:若入射光为单色光,则中央为亮且宽的条纹,两侧为亮度逐渐衰减的明暗相 间条纹;若入射光为白光,则除中央出现亮且宽的白色条纹外,两侧出现亮度逐渐衰减的彩 色条纹。 (3)光的偏振 在与光波传播方向垂直的平面内, 光振动沿各个方向均匀分布的光称为自然光, 光振动 沿着特定方向的光即为偏振光。 (4)光的电磁本性 麦克斯韦的电磁理论预见了电磁波的存在, 赫兹用实验证明了电磁波理论的正确性。 光 波为电磁波。在电磁波谱中,各种电磁波产生机理不同,表现出来的性质也不同。 2.光的粒子性 (1)光电效应:在光的照射下,从物体发射出电子(光电子)的现象。其规律是:任

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何金属都存在极限频率,只有用高于极限频率的光照射金属,才会发生光电效应现象。在入 射光的频率大于金属极限频率的情况下,从光照射到逸出光电子,几乎是瞬时的。光电子的 最大初动能随入射光频率的增大而增大, 与光强无关。 单位时间内逸出的光电子数与入射光 的强度成正比。

(2) 光子说:即空间传播的光是一份一份地进行的,每一份的 能量等于 h? (? 为光子的频率) ,每一份叫做一个光子。光子说能解
2 释光电效应现象。爱因斯坦光电方程 mv m ? h? ? W

1 2

3.光的波粒二象性:光的干涉、衍射说明光具有波动性,光电 效应现象表明光具有粒子性,因此光具有波粒二象性。

第三部分
一、选择题 1.(09 ( AD ) · 茂 名 模 拟 )

三年联考题汇编

2009 年联考题

















A.伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因 B.牛顿最早成功利用实验方法测出了万有引力常量 C.爱因斯坦提出了量子理论,后来普朗克用光电效应实验提出了光子说 D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存 在,由赫兹用实验证实了电磁波的存在 2.(09·肇庆一模) 卢瑟福通过α 粒子散射实验, 判断出原子中心有一个很小的核, 并由此提出了原子的核式结构学说。如右图所示的平 面示意图中①、③两条线 表示α 粒子运动的轨迹,则沿②所示方向射向原子核的α 粒子可能的运动轨迹是 ( A ) A.轨迹 a B. 轨迹 b C. 轨迹 c D. 轨迹 d ③ ① ②
+ 原子核 d a b c

3.(09 · 茂 名 模 拟 ) ( BC )

氢 原 子 从 一 种 定 态 跃 迁 到 另 一 种 定 态

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A.若氢原子吸收一个光子,则其电子的动能增大,轨道半径变小 B.若氢原子吸收一个光子,则其电子的动能减小,轨道半径变大 09C.若氢原子放出一个光子,则其电子的动能增大,轨道半径变小 D.若氢原子放出一个光子,则其电子的动能减小,轨道半径变大 4.(09 · ( B ) 湛 江 模 拟 ) 关 于 天 然 放 射 现 象 , 下 列 说 法 正 确 的 是

A. β 衰变说明原子核里有电子 B. 某原子核经过一次α 衰变和两次β 衰变后,核内中子数减少 4 个 C. 放射性物质的温度升高,其半衰期将缩短 D.γ 射线的电离作用很强,可用来消除有害静电 5.(09·六校联考) 太阳 的是
2

2 1

3 4 H ?1 H ? 2 He? 01n 里的热核反应方程为:下列说法正确

( B )
3

A. 1 H 和 1 H 是两种不同元素的原子核 B.
2 1 3 H 和 1 H 是氢的两种同位素的原子核

C.这个反应既是核反应,也是化学反应 D.这个反应过程中反应前核的总质量小于反应后核的总质量 6.(09·深圳一模) 上时,下列说法中正确的 是 ( BD ) A.氢原子的能量增加 B.氢原子的能量减少 C.氢原子要吸收一定频率的光子 D.氢原子要放出一定频率的光子 7. (09·汕头模拟) 在下列四个核反应方程中,x1、x2、x3 和 x4 各代表某种粒子 ① 1 H ? x 1 ? 2 He ? 0 n
3 4 1 9 4 12 ③ 4 Be ? 2 He? 6 C ? x 3 14 4 17 ② 7 N ? 2 He? 8 O ? x 2

氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道

④ 12 Mg? 2 He? 13 Al ? x 4
24 4 27



















28

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( CD ) A.x1 是质子 B.x2 是中子
3

C.x3 是中子

D.x4 是质子

8.(09·茂名模拟) 利用氦-3( 2 He)和氘进行的聚变安全无污染,容易控制。月球上 有大量的氦-3,每个航天大国都将获取氦-3 作为开发月球的重要目标之一。“嫦娥一号” 探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦-3 的分布和储量。已知两个氘核聚变生成
2 一个氦-3 和一个中子的核反应方程是:2 1 H→ 2 He+ 1 n+3.26 MeV,若有 2g 氘全部发生聚 0

3

变,则释放的能量是(NA 为阿伏加德罗常数) A.0.5×3.26 MeV C.0.5NA×3.26 MeV B.3.26 MeV D.NA×3.26 MeV

( C )

9.(09 · 湛 师 附 中 模 拟 ) 下 列 有 关 物 理 学 史 或 物 理 理 论 的 说 法 中 , 正 确 的 是 : ( BD ) A.经典力学对处理高速运动的微观粒子具有相当高的正确性 B.伽利略认为物体的运动不需要力来维持 C.爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间都是绝对不变的 D.最早发现中子的物理学家是查德威克 D. 235U 是天然放射性元素,它的半衰期约为 7 亿年,随着地球环境的不断变化,半衰 92 期可能变短也可能变长

10.(09 · 汕 头 模 拟 ) 可 见 光 光 子 的 能 量 在 1.61eV~3.10eV 范围内.若氢原子从高能级跃迁到低能级, 根据氢原子能级图(如图)可判断 ( B )

A.从 n = 4 能级跃迁到 n = 3 能级时发出可见光 B.从 n = 3 能级跃迁到 n = 2 能级时发出可见光 C.从 n = 2 能级跃迁到 n = 1 能级时发出可见光 D.从 n = 4 能级跃迁到 n = 1 能级时发出可见光 11.(09 · 湛 江 模 拟 ) ( BC ) A. 牛顿最早论证了重物体不会比轻物体下落得快
29

下 列 说 法 符 合 物 理 史 实 的 是

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B. 卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出万有引力的引力常量 C. 卢瑟福的α 粒子散射实验可以估测原子核的大小 D. 法拉第首先发现电流可以使周围磁针偏转的效应,称为电流的磁效应 12.( 09 · 深 圳 一 模 ) ( C ) A.放射性元素发生α 衰变放出的能量 C.重核裂变放出的能量 B.放射性元素发生β 衰变放出的能量 D.热核反应放出的能量 已 建 成 的 广 东 大 亚 湾 核 电 站 利 用 的 是

13.(09·肇庆一模) 太阳的能量来自下面的反应:四个质子(氢核)聚变成一个α 粒 子,同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知α 粒子的质量为 mα ,质子的 质量为 mp,电子的质量为 me,用 NA 表示阿佛加德罗常数,用 c 表示光速,则太阳上 2 kg 的 氢核聚变成α 粒子时所放出的能量为 A.125(4mp-mα -2me) NAc
2

( C )

B.250(4mp-mα -2me) NA c C.500(4mp-mα -2me) NA c

2

2

D.1000(4mp-mα -2me) NA c

2

14.(09·湛师附中模拟) 卢瑟福通过对 a 粒子散射实验结果的分析,提出了: ( A ) A.原子的核式结构模型. C.电子是原子的组成部分. 15. (09·汕头模拟) 历史的进步.下列说法正确 的 ( AD ) A.欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系 C.麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 律 16.(09·湛江二中模拟) 在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人 类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,不正确的说法是 . ( A ) A.库伦发现了电流的磁效应
30

B.原子核内有中子存在. D.原子核是由质子和中子组成的.

在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类



B.库仑发现了电流的磁效应 D.法拉第发现了电磁感应规

B.爱因斯坦成功地解释了光电效应

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现象 C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律 天体力学的基础 17.(09·六校联考) 的氦离子能量为 氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态 D.牛顿提出的万有引力定律奠定了

E1=-54.4eV,氦离子的能级示意图如图所示.在具有下列
能量的光子或者电子中, 不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的 是 A.42.8eV (光子) C.41.0eV(电子) ( A ) B.43.2eV(电子) D.54.4eV (光子)

18.(09·陈经纶中学模拟) 某研究性学习小组在探究光的折射过程中,研究折射角与 入射角之间的关系,当光由空气斜射入玻璃中时,测得实验数据如下表

由 ( B )































A.在误差允许范围内,入射角与折射角之比总是定值 B.在误差允许范围内,入射角正弦与折射角正弦之比总是定值 C.在误差允许范围内,入射角与折射角之差总是定值 D.在误差允许范围内,入射角正弦与折射角正弦之差总是定值 二、非选择题 19.(09· 茂名模拟 ) (1)心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置, 下面是甲、 乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图 11 甲、乙所示,医生通过测量后记下甲 的心率是 60 次/分.试分析: 甲的心动周期为________________, 该心电图机图纸移动的速 度为________________,乙的心率为________________。

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(2)光热转换是将太阳光能转换成其他物质内能的过程,太阳能热水器就是一种光热转 换装置,它的主要转换器件是真空玻璃管,这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能。真空玻 璃管上采用镀膜技术增加透射光, 使尽可能多的太阳光能转化为________________, 这种镀 膜技术的物理学依据是________________。 答案 (1)1 s 25mm/s 75 次/分 ( 2)内能 光的干涉

20.(09·湛江模拟) 如图所示,是一列简谐横波在 t=0 时的 波形,波沿 x 轴正方向 传播,已知从 t=0 至 t=1.1s 时间内,P 质点第三次出现在波 峰位置,则此简谐横波的振动周期 T= m/s. 答案 0.4 2 5 s,该波的波长 ? = m,该波的波速 v=

21.(09·深圳一模) (1)根据麦克斯韦电磁场理论,如果在空间某区域有周期性变化 A/c m 的电场, 这个变化的电场就会在周围产生 .不同波段的电磁波具有不同的特性, 如红外线具有明显的 效应,紫外线具有较强的 6效应. 4 2 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1. 0 f/H z

(2)如图是一个单摆的共振曲线.此单摆的固有周期

T是
大值将

s,若将此单摆的摆长增大,共振曲线的最 (填“向左”或“向右”)移动. 荧光

答案 (1)周期性变化的磁场 热 (2)2.5 左

22.(09·肇庆一模) (1)一列横波在 x 轴上 传播,在 t1=0 和 t2=0.005s 时的波形曲线如右图所 示。由图中读出波的波长是 m;若波的周期 m/s;; 若波的周期小于(t2-t1), 并 且 波 传。

大于(t2-t1),且向右传播,则该波的波速是 速 为 6000m/s,则 波 的 传 播 方 向 是 向

(2)如右图所示,(a)、(b)两幅图是由单色光分别入射到两圆孔

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形成的图像,由图判断(a)是 光的 圆孔孔径___ 答案 (1)8 则 ?t ? (n ?

(选填“干涉”或“衍射”)图像.图(a)所对应的

_(选填“大 于”或“小于”)图(b)所对应的圆孔孔径。 400 右 (由于 Δ t>T,故若波向左传,则 Δ t ? (n ?

3 )T ;若向右传, 4

1 )T ,且 n>1,由 v=λ /T 可得 n 值,计算结果向右传时 n 为非整数,向左传时 n 4

为整数,故该情况为左传) (2)衍射 ,小于 23.(09·湛师附中模拟) (1)光电效应现象,说 明光具有 。 (选填“波动性”、 “粒子性”)

(2)一列简谐横波在 t ? 0 时的波形图如下,若波 自右向左传播的,则处于 平衡位置的 P 点此时的运动方向是 。若经过时间 。

t=0.03s 后,P 点刚好第一次到达波峰,则波的传播速度是
答案(1)粒子性 (2)向下 10m/s

24.(09 · 深 圳 高 中 模 拟 ) ( AFG )

( 1 ) 下 列 说 法 中 正 确 的 是

A.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等 B.机械波和电磁波一样从空气进入水中波长变短 C.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验,释放摆球的同时开始计时 D.在波的干涉中,振动加强的点一定处在波峰或波谷的叠加处 E.天边的彩虹是光的衍射现象 F.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场。 G.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光。 (2)某单色光在真空中的光速为 c,波长为 ? 0 ,则它在折射率为 n 的介质中传播时的 速度为 答案(2) ,波长为 .

c ; n

?0 n

25.(09·潮州模拟) (1)在简谐运动的图像如右图中,振子 的振幅是_______cm,周期是 _______ s, (2)围绕正在发声的音 叉运动一周, 就会发现声音忽强忽弱, 这是声波的 现象,

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产生这一现象的两个波源是 答案(1) 3;

,它们符合

波源的条件。

4, (2)干涉;音叉的两个叉股;相干

26.(09·汕头模拟) (1)以下说法正确的是______________ (填入选项前面的英文 代号). A.部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象 B.物理学家惠更斯认为,单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关 C.“闻其声而不见其人”是因为声波比光波更容易发生衍射现象 D.在光的折射现象中,入射角与折射角成正比 E.雷达所用的无线电波是波长很短的微波 F.光的偏振现象说明光是纵波,电磁波也是纵 波 (2)如图所示,一列简谐横波在某一时刻的波 的图象,A、B 是介质中的二个质点.已知波是向 x 轴正方向传播的,由此可以判断:质点 A 的振幅为 cm,质点 B 此刻向 运动.

答案(1)ACE.(2)0.4 ;y 轴正方向. 27.(09·湛江二中模拟) (1)已知水的折射率是 n=1.33,则光在水中的传播速度为 (2)是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过 1.00s 第一 次听到回声,又经过 0.50s 再次听到回声,已知声速为 340m/s,则两峭壁间距离为_________ (3)如图所示是一列简谐波的一段图象,已知 d 点到达波峰的时 间比 c 早 1s/200,a、 c 两点间水平距离为 3m,则该波的传播方向为 m/s。 答案(1)2.3Χ 10 m/s
8

a ·

b ·

· c · d

,波速为

(2) 425m

(3)向左

200

28.(09·六校联考) ⑴ 如图所示,实线是一列简谐横波在 t1 = 0 时的波形图, 虚线为 t2=0.5s 时的波形图,已知 0<t2- t1<T,
y/cm 5 A 0 -5 1 2 3 4 5 x/m

t1 = 0 时 x=2m 处的质点 A 正向 y 轴正方向振动。
①质点 A 的振动周期为 ②波的传播方向是 ③波速大小为 s; ; m/s。
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(2)麦克斯韦是集电磁学大成的伟大科学家,建立第一个完整的电磁理论体系,并预 言电磁波的存在;麦克斯韦电磁场理论内容:

① ② 答案(1) 2.0 沿+x 方向(或水平向右) 2.0

; 。

(2)变化的磁场产生电场

变化的电场产生磁场

2008 年联考题 一、选择题 1、(上海市闸北区 2008 年 4 月模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看 到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象 ( C ) (A)都是光的衍射现象; (B)都是光的干涉现象; (C)前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象 ; (D)前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象。 2、(上海市卢湾区 2008 年 4 月模拟)下列实验中,能证实光具有波动性的是----( B ) ○光电效应实验 ○光的双缝干涉实验 ○光的圆孔衍射实验 1 2 3 (A)○和○ 1 2 (B)○和○ 2 3 (C)○和○ 1 4 ○α 粒子散射实验 4 (D)○和○ 3 4

3.(江苏省南京市 2008 届高三质量检测)一列沿+x 方向传播的简谐横波,其振幅为 A, 波长为 ? ,某一时刻的波形图象如图所示,在该时刻,质点 P 的坐标为( ? ,0),则经过 四分之一周期后,该质点的坐标为 A.( C. ( ( A ) B.( ? ,-A )

? ,A )
5 ?, A ) 4

5 ? ,0 ) 4

D. (

4.(盐城市 2008 届高三第一次调研)如图甲所示,波源 S 从平衡位置开始上下(y 轴

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y

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方向)振动,产生的简谐波向右传播,经 0.1 秒后 P 点开始振动,已知 SP=2m,若以 P 点开 始振动作为计时起点,图乙为 P 点的振动图象, ( AB ) A.该简谐波的波速为 20m/s B.该波的周期为 0.4s C.该波的波长为 20m D.波源最初是向下振动的 5、(北京东城区 2008 年二模)如图所示,一验电器与锌板用导线 相连,现用一紫外线灯照射锌板,关灯之后,验电器指针保持一定的偏 角( AC ) S 图乙 P 则下列说法正确的是

A.将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将增大 B.将一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将不变 C.使验电器指针回到零, 改用强度更大的紫外线灯照射锌板, 验电器的指针偏角将增大 D.使验电器指针回到零,改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器的指针一定偏转 6 、 ( 北 京 宣 武 区 2008 年 二 模 ) 下 列 光 学 现 象 中 , 不 能 用 波 动 理 论 解 释 的 是 ( A ) A.光电效应现象 B.光的衍射现象 C.光的偏振现象 D.光的反射现象

7、(苏州市 2008 届五校联考)两列简谐横波在 t=0 时的波形如图所示,此时刻两列 波的波峰正好在 x=0 处重合,则该时刻两列波的波峰另一重合处到 x=0 处的最短距离为 ( B ) A.8.75cm B.17.5cm C.35cm D.87.5 cm

8 、 (08 南 通 模 拟 ) ( C )

对于正常工作的电风扇和电饭锅,下列说法中正确的是

A.电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能 B.电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能 C.电风扇消耗的电能大于产生的内能,电饭锅消耗的电能等于产生的内能 D.电风扇消耗的电能等于产生的内能,电饭锅消耗的电能大于产生的内能 9、(上海市静安区 2008 年 4 月模拟)人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系 列实验,如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具有波动性的是: ( ABD )

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10、(如东、启东 2008 届期中联合测试)一弹簧振子振幅为 A,从最大位移处经过时 间 t0 第一次到达平衡位置,若振子从最大位移处经过

t0 时的加速度大小和动能分别为 a1 和 3

E1 , 而 振 子 位 移 为
( A ) A.a1>a2 B.a1<a2

2A 时 加 速 度 大 小 和 动 能 分 别 为 a2 和 E2 , 则 3
C.E1>E2 D.E1=E2

11、(北京顺义区 2008 年三模)如图所示,只含有两种单色光的复色光束 PO,沿半径 方向射入空气中的玻璃半圆柱体后,被分成 OA 和 OB 两束,沿图示方向射出。则下列判断正

确的是

( A )

A.若用光束 OA 照射某金属,能使该金属产生光电效应现象,并测得光电子的最大初动 能为 ER。,如果改用光束 OB 照射同一金属,能产生光电效应现象,且光电子的最大初动能 大于 Ek B.若用 OA 和 OB 两束光分别进行光的干涉实验,则 OA 光束的干涉条文间距小 C.如果用 OA 光照射氢原子能使氢原子电离,则 OB 光照射氢原子不能使氢原子电离 D.OA 和 OB 两束光在玻璃中传播时,OA 光的传播速度小于 OB 光传播速度 12、(上海市闵行区2008年4月模拟)单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,则 可观察到的图象是( A )

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13、(2008 年镇江市 2 月调研)在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点, 相邻两质点的距离均为 L,如图(a)所示.一列横波沿该直线向右传播,t=0 时到达质点 1, 质点 1 开始向下运动, 经过时间Δ t 第一次出现如图 (b) 所示的波形.则该波的 ( (A)周期为Δ t,波长为 8L (C)周期为 BC )

2 12 L Δ t,波速为 3 ?t

2 Δ t,波长为 8L 3 8L (D)周期为Δ t,波速为 ?t
(B)周期为 v

1

2

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

图(a)

图(b)

14、(北京朝阳区 2008 届期末考)如图所示,一静电计与锌板相连,在 A 处用一 弧 光灯照射锌板, 关灯后, 指针保持一定的偏角。 现用一带负电的金属小球接触验电器的小球, 则静电计的指针偏角可能: A.增大 B. 减小 ( A ) C. 不变 D. 先增大后减小

15、(08 宿迁模拟)

用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转

化 为 电 信 号 的 过 程 。 下 列 装 置 属 于 这 类 传 感 器 的 是 ( A ) A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关 C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器 16、(温州市十校联合体 2008 届期中联考)A、B 两列波在某时刻的波形如图所示,经 过 t=TA 时间(TA 为波 A 的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比 vA:vB 可能是 ( ABC ) A.1:3 C.1:1 B.2:1 D.3:2
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17 、 ( 北 京 东 城 区 2008 年 三 模 ) 下 列 有 关 光 现 象 的 说 法 中 正 确 的 是 ( AC ) A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 B.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄 C.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D.光的偏振现象说明光是一种纵波 18、(南京市 2008 年高三总复习试卷)太阳光照射在平坦的大沙 漠上,我们在沙漠中向前看去,发现前方某处射来亮光,好像太阳光从 远处水面反射来的一样, 我们认为前方有水。 但走到该处仍是干燥的沙 漠,这现象在夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到。对这种现象正确的解释是 ( C ) A.越靠近地面,空气的折射率越大 C.越靠近地面,空气的折射率越小 B.这是光的干涉形成的 D.这是光的衍射形成的
弧光灯

A

解析 这是沙漠中的“海市蜃楼”, 由于太阳光照射到平坦的沙漠上, 越靠近地面的空 气温度越高,折射率越小,结果光线从光密射入光疏,当入射角大于临界角时发生了全反射 现象。 19、(北京海淀区 2008 年一模)彩虹是悬浮于空气中 的大量小水珠对阳光的色散造成的, 如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全 反射和色散的光路示意图,其中
b a 太阳光 小水珠

a、b 为两束频率不同的单色光。以下说法中正确的是
( A ) A.色光 a 如果是黄光,色光 b 可能是紫光 B.a 光光子能量大于 b 光光子能量 C.在同一装置用这两种色光做双缝干涉实验, 看到的 a 光的干涉条纹间距比 b 光的干涉 条纹间距小 D.b 光的波长大于 a 光的波长 20、(08.南通模拟) 真空中有两个静止的点电荷,它们之间的库仑力大小为 F .若

将它们之间的距离增大为原来 2 倍, 带电量都增大为原来的 4 倍, 则它们之间的库仑力大小 变为 ( A )

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A.4F 21 、 ( B )

B.2F (08 盐 城 一 中 模 拟 )

C.F

D .

F 2

关于电磁波,以下结论中正确的是

A、在电场周围空间一定能产生磁场,在磁场周围空间,也一定能产生电场,电磁场就 是这样由近及远地传播,形成电磁波; B、电磁波一定能在真空中传播; C、电磁波的频率与它传播的速度大小成正比; D、电磁波是纵波. 22、 (08.白蒲中学模拟) 保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。

盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患。 小华有一次不小心购买了盗版 的物理参考书,做练习时,他发现有一个关于电量的关键数字看不清,拿来问老师,如果你 是老师,你认为可能的是 A.6.2×10 C
-19

( B.6.4×10 C
-19

B


-19

C.6.6×10 C

D.6.8×10 C

-19

23、(北京顺义区 2008 年一模)a、b 两束单色光分 别用同一双缝干涉装置进行实验,在距双缝恒定距离的屏 上得到如图所示的干涉图样, 图甲是 a 光照射时形成的干 涉图样,图乙是 b 光照射时形成的干涉图样。下列关于 a、b 两束单色光的说法正 确的是 A. a 光子的能量较大 B. 在水中 a 光传播的速度较小 C.若用 b 光照射某金属没有光电子逸出,则 a 光照射该金属时也没有光电子逸出 D.若 a 光是氢原子的核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的, b 光可能是氢原 则 子的核外电子从第四能级向第三能级跃迁时产生的 24、北京西城区 2008 年 3 月抽样) ( 下列现象中, 属于光的全反射现象的是 A.在阳光照射下,常看到肥皂泡上有彩色花纹 B.通过狭缝看日光灯会出现彩色条纹 C.玻璃中的气泡有时看上去特别明亮 D.飞机在阳光下作特技飞行时,有时会看到飞机变得非常明亮 25、(08.宿迁模拟).如图所示的电场线,可能是下列哪种情况产生的 ( C ) ( C ) ( C )
图甲 图乙

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A.单个正点电荷 B.单个负点电荷 C.等量同种点电荷 D.等量异种点电荷 26、(2008 年天津市十二区县重点学校高三毕业班联考)一束复色可见光射到置于空 气中 的平板玻璃上,穿过玻璃后从下表面射出,变为 a、b 两束平行单色光,如图所示,对 于 a、 b 两束单色光来说,下列说法正确的是: ( A ) A.a 光的波动性比 b 光的波动性弱 B.两种光照射同一种金属,b 光更容易使金属发生光 C.a 光光子的能量小于 b 光光子的能量 D.用同样装置做光的双缝干涉实验,a 光比 b 光得到的干涉条 纹间距大 电效应

二、非选择题
27、(2008 年苏、锡、常、镇四市调查二)(1)一复色光中只含有 a 、 b 两种单色 光,在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长. ①在真空中,a 光的速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)b 光的速度.

②若用此复色光通过玻璃半球且经球心 O 射向空气时, 下列四个光路图中可能符合实际 情况的是 .

③用该复色光做双缝干涉实验,得到如图所示的干涉图样. 则实线表示 答案 ① 等于 (选填“a”或“b”)光的干涉条纹. ② BC ③ a

28、(2008 年镇江市 2 月调研)某同学自己动手利用 如图所示的装置观察光的干涉现象,其中 A 为单缝屏,B 为

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双缝屏,整个装置位于一暗箱中,实验过程如下: (A)该同学用一束太阳光照射 A 屏时,屏 C 上没有出现干涉条纹;移去 B 后,在屏上 出现不等间距条纹;此条纹是由于 产生的;

(B)移去 A 后,遮住缝 S1 或缝 S2 中的任一个,C 上均出现一窄亮斑.出现以上实验结果 的主要原因是 答案 (A)光的衍射 (B)双缝 S1、S2 太宽. 29、(南通通州市 2008 届第二次统一测试)①在地面附近有一高速飞过的火箭,关于 地 面 上 的 人 和 火 箭 中 的 人 观 察 到 的 现 象 , 以 下 说 法 正 确 的 是 ( BCD ) .

A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了 B.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了 C.火箭上的人观察到火箭的长度和 时间进程均无变化 D.火箭上的人看到地面上的物体长 度变小,时间进程变慢了 ②在某介质中形成一列简谐波,t=0 时 刻的波形如图中的实线所示.若波向右传 播,t=0 时刻刚好传到 A 点,且再经过 0.6s,P 点开始振动. 求:(1)该列波的周期 T= s; cm,所 A O P x/cm y/cm

(2)从 t=0 时起到 P 点第一次达到波 峰时止,O 点对平衡位置的位移 y0= 经过的路程 s0= cm. (2) -2 30

答案 ②(1)T=0.2s

30、(如皋市 2008 届抽样检测)(1)一列简谐横波沿 x 轴传播, 图甲是 t = 3s 时的波形图,图乙是波上 x=2m 处质点的振动图线.则该横波的速度为 m/s, 传播方向为 .

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(2)图示是一透明的圆柱体的横截面,其半径 R=20cm,折射率为 3 ,AB 是一条直 径,今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体,试求: ①光在圆柱体中的传播速度; ②距离直线 AB 多远的入射光线,折射后恰经过 B 点. 答案 (1)1,-x 方向 (2)解:①光在圆柱体中的传播速度 A O B

v?

c ? 3 ?108 m/s n
P

②设光线 PC 经折射后经过 B 点,光路图如图所示

α

C β D O B

sin ? 由折射定律有: ?n? 3 sin ?
又由几何关系有: ? ? 2 ? 解①②得

① ②

? ? 60o

光线 PC 离直线 AB 的距离 CD=Rsinα =10 3 cm 则距离直线 AB10 3 cm 的入射光线经折射后能到达 B 点. 31、(苏州市 2008 届期终考试)如图,一透明 球体置于空气中,球 半径 R=10cm,折射率 n = A M B C

2 .MN 是一条通过球心的直线,单色细光束 AB 平
行于 MN 射向球体,B 为入射点, AB 与 MN 间距为 5 2 cm,CD 为出射光线. ①补全光路并求出光从 B 点传到 C 点的时间; ②求 CD 与 MN 所成的角 α .(需写出求解过程) 答案 ①连接 BC,如图 在 B 点光线的入射角、折射角分别标为 i、r, Sini=5 2 /10= 2 /2, 所以,i=45° 由折射率定律: 在 B 点有: n ? Sin r=1/2 故:r=30°

O

P α D

N

sin i sin r
M

i B r C

O

P α D

N

BC=2Rcos r t= BCn/c=2Rncos r/c

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t=( 6 /3) ×10-9s
②由几何关系可知 ?COP ? 15?

?OCP ? 135 ?

α =30°

32、(通州市 2008 届第六次调研)(1)下列说法正确的是 A.考虑相对论效应,长度、时间的测量结果都随物体与观察者相对运动状态而改变 B.一切物理规律在不同的惯性系中是平权的 C.圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光波叠加造成的 D.在光的双缝干涉实验中,条纹间距与缝的宽度成正比 (2)如图所示,某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜 ABC, 在垂直于 AC 面的直线 MN 上插两枚大头针 P1、P2,在 AB 面的左侧通过棱 镜观察大头针 P1、P2 的像,调整视线方向,直到 P1 的像被 P2 的像挡住,再 在观察的这一侧先后插上两枚大头针 P3、P4,使 P3 挡住 P1、P2 的像,P4 挡 住 P3 和 P1、P2 的像,记下 P3、P4 和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜, 过 P3、P4 作直线与 AB 面交于 D,量出该直线与 AB 面的夹角为 45 ,则透光 物质的折射率 n= .
5
0

y/cm

v

(3) 如图所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t = 0 时刻的波形图,已知波的传播速度 v = 2m/s.试回答下列问 题: ①写出 x = 0.25 m 处质点的振动函数表达式;

0
-5

0.5 1.0

1.5

2.0 2.5

3.0

x/m

②求出 x = 0.25m 处质点在 0~4.5s 内通过的路程及 t = 4.5s 时的位移. 答案 (1)ABC (2) 2 (1.41) (3)① 波长 λ = 2.0m,

周期 T = λ /v = 1.0s,振幅 A = 5cm,则 y = 5sin(2π t+

3? ) cm 4

② n = t/T = 4.5,则 x = 0.25m 质点经 4.5 个周期后的路程 s ? 90 cm,经 4.5 个周 期后的位移 y = ? 2.5 2 cm. 33、(徐州市 2008 届第一次质检)(1)如图所示, 一列简谐横波沿+x 方向传播.已知在 t=0 时, 波传播到 x 轴上的 B 质点,在它左边的 A 质点位于负最大位移处; 在 t=0.6s 时,质点 A 第二次出现在正的最大位移处. ①这列简谐波的周期是 s,波速是 m/s. m.

②t=0.6 s 时,质点 D 已运动的路程是

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(2)在水面上放置一个足够大的遮光板, 板上有一个半径为 r 的圆孔, 圆心的正上方 h 处 放一个点光源 S,在水面下深 H 处的底部形成半径为 R 的圆形光亮区域(图中未画出).测得

r=8cm,h=6cm,H=24cm,R=26cm,求水的折射率.
答案 (1)① 0.4、5、② 0.1 (2)根据光路图,可知 sin ? 1 ?
sin ? 2 ? R?r (R ? r) ? H
2 2

r r ?h
2 2

?

8 8 ? 62
2

? 0.8

?

18 18 ? 24
2 2

? 0.6

?1

sin ? 1 4 由折射定律得 n ? ,得 n= sin ? 2 3

?2

34、(南通四县市 2008 届高三联考)(1)有以下 说法: A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误 差,应测出单摆作 n 次全振动的时间 t,利用 T ? 期 B.如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是 简谐运动 C.变化的磁场一定会产生变化的电场 D.图甲振荡电路中的电容器正处于放电状态 E.X 射线是比紫外线频率低的电磁波 F.只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍 射现象 G.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短 其中正确的是__________________________. (2)如图乙所示,一束平行单色光由空气斜射入厚度为 h 的玻璃砖,入射光束与玻璃 砖上表面夹角为 θ ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为 b1,经折射后出射光束左边缘与 玻璃砖的左端距离为 b2,可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速 c.求:光在玻璃砖 中的传播速度 v. 答案:(1)ADG(每个答案2分,共6分) (2)由光的折射定律得 图乙 h 图甲

t 求出单摆的周 n

sin i ?n sin r
θ
45

i

r

h

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又 n?

c v

由几何关系得 sin i ? cos?
sin r ? b2 ? b1 (b2 ? b1 ) 2 ? h 2
c(b2 ? b1 )

由以上各式可得 v ?

h ? ?b2 ? b1 ? cos?
2 2

35、 (徐州市 2008 届第 3 次质检) (1) 判断以下说法的正误, 在相应的括号内打“√” 或“×” A. ( ) B. 电 磁 波 都 是 由 振 荡 电 路 中 电 子 的 周 期 性 运 动 产 生 的 ( ) C. 单 摆 做 简 谐 运 动 的 回 复 力 大 小 总 与 偏 离 平 衡 位 置 的 位 移 大 小 成 正 比 ( ) D. 激 光 具 有 单 色 性 好 . 方 向 性 强 . 亮 度 高 等 特 点 , 是 进 行 全 息 照 相 的 理 想 光 源 ( ) 光 的 偏 振 现 象 说 明 光 是 横 波

E.地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆, 其长度总比杆静止时的长度 y/c 小 ( ) 10 m P F.如图为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在 t=0 时刻的波 O 形图,已知波速为 10m/s,则图中 P 质点的振动方程为
y ? 10sin 5? t (cm)

-10

2 x/m

4

6





(2)据报道:2008 年北京奥运会时,光纤通信网将覆盖所有奥运场馆,为各项比赛提供 安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输. 如图所示,一根长为 L 的直光导纤维,它的折射率为 n.如果把该光 i 纤放在空气中, 要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射, 最大 的入射角是多少(用该角的正弦函数值表示)?为简化问题,光纤外套忽略不计. 答案 (1) A.( √)B.( ×)C.(√ )D.(√ )E.( √)F.( ×) (2) n ?

sin i sin r

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sin C ?

1 n

i ? arcsin n 2 ? 1
36、(盐城市 2008 届第一次调研)(1)两列相 干波在同一水平面上传播,某时刻它们的波峰、波谷 位置如图所示。图中 M 是波峰与波峰相遇点,是凸起 最高的位置之一。回答下列问题: ①由图中时刻经 T/4,质点 M 相对平衡位置的位 移是 ②在图中标出的 M、N、O、P、Q 几点中,振动增强的点是 是 。 (2)如图所示,玻璃球的半径为 R,折射率 n= 3 , 今有一束平行光沿直径 AB 方向照射在玻璃球上,试求离 AB 多远的入射光线最终射出后沿原方向返回 答案(1)①从该时刻经 所以位移为 0。 ②该时刻振动增强的点是:M、O、P、Q;振动减弱的点是:N。 (2)解:由光路图知 θ 1=2θ
2

;振动减弱的点

A

O

·

B

T ,质点 M 恰经过平衡位置, 4

?1


d

?2 ?1 ?2

sin?1 ?n sin? 2
解①②式得 cosθ 2=



A

O

B

3 2
1

即θ 2=30°

θ 1=60°

③ ④ ⑤

∵d=Rsinθ ∴d=

3 R 2

37、(扬州市 2008 届第二次调研)

⑴电磁波的频率范围很广,不同频率的电磁波

具有不同的特性,请从电磁波谱中任选两种,分别写出它的名称和一种用途。 ①名称________,用途________________________________________________; ② 名 称 ________ , 用 途

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________________________________________________。 ⑵如图所示为两列简谐横波沿同一绳传播在 t ? 0 时刻的波形图, 已知甲波向左传, 乙波向右传。请根据图中信息判断以下正确的说法是________(填写字母序号)。

A 、由于两波振幅不等,故两列波相遇时不会发生干涉现象; B 、两列波同时传到坐标原点;

C 、 x ? 0.2cm 处的质点开始振动时的方向向 y 轴的负方向;
D 、两列波相遇时会发生干涉且 x ? 0.5cm 处为振动
加强的点; ⑶半径为 R 的半圆柱形玻璃,横截面如图所示,O 为圆心, 已知玻璃的折射率为 2 ,当光由玻璃射向空气时,发生全反射 的临界角为________。 一束与 MN 平面成 450 的平行光束射到玻璃的半圆柱面上, 经玻璃折 射后,有部分光能从 MN 平面上射出。则能从 MN 射出的光束的宽度为________。 答案(1)①无线电波 (2)BD 用于通信等 ②红外线 红外遥感等

(3)45°

2 R 2
(1)下列说法中正确的是

38 、 ( 扬 州 市 2008 届 第 四 次 调 研 ) ( BCE )

A.把调准的摆钟,由北京移至赤道,这个钟将变慢,若要重新调准,应增加摆长 B.振动的频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越短 C.1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假 设为前提的 D.调谐是电磁波发射应该经历的过程,调制是电磁波接收应该经历的过程 E.日光灯启动时,启动器内的玻璃泡中的氖气发出红光,这是由于氖原子的外层电子 受激发而产生的 F.照相机等的镜头涂有一层增透膜, 其厚度应为入射 光在真空中波长的 1/4 ;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往 在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 (2)如图所示,在真空中波长为 600nm 的激光束从 A 点射入圆形玻璃介质。 O A B

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①试证明:无论入射角多大,该激光束都能从玻璃中射出。 ②若该激光束经折射从B点射出,射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为 30°,AB弧所对的圆心角为 120°,求该激光束在玻璃中的波长。 答案(2)①证明:设从 A 点入射的入射角为θ 入射角也 为θ 2∷
1,

折射角为θ 2,根据对称性,射出时的

sin ?1 1 1 ? n,sin ? 2 ? sin ?1 ? ,?? 2 ? C ,所以无论入射角多大,该激光束都 sin ? 2 n n

能从玻璃中射出 ②由几何关系得 : 激光进入玻璃时,入射角?1 ? 45? , 折射角? 2 ? 30?.

sin?1 根据折射定律: ? n, 得 : n ? 2. sin?2

激光在玻璃中的波长? ?

?0
n

? 300 2nm.

一、选择题
1、(北京宣武区 2008 年一模)在下列自然现象之中,可以用光的干涉理论解释的是 ( C ) A.天上的彩虹 C.肥皂泡上的彩色花纹 B.阳光在树林地面上形成圆形光斑 D.水中十分明亮的空气泡

2、(上海市宝山区 2008 年 4 月模拟)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相 间 的 图 样 , 下 列 四 幅 图 片 中 属 于 光 的 单 缝 衍 射 图 样 的 是 ( D )

a A.a、c B.b、c

b C.a、d

c D.b、d

d

3、(温州市十校联合体 2008 届期中联考)如图所示,水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线,折射光线分成 a,b 两束,则

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( B ) A.在水中 a 光的速度比 b 光的速度小 B.用同一双缝干涉实验装置做实验,a 光的干涉条纹间距大于 b 光的间距 C.a、b 两束光相比较,b 光的波动性较强,a 光的波动性较弱 D.若保持入射点 A 位置不变,将入射光线顺时针旋转,则 从水面上方观察,a 光先消失 4、(北京朝阳区 2008 届期末考)如图所示,一条光线从 B 空气垂直射到直角玻璃三 棱镜的界面 AB 上,棱镜材 料的折射率为 1.414,这条光线从 BC 边射出棱镜后的光线与界 面 BC 的夹角为 A. 30? B. 45? C. 60 ? ( B ) D. 90 ? A

30?

C

5 、 ( 2008 年 天 津 市 十 二 区 县 重 点 学 校 高 三 毕 业 班 联 考 ) 下 列 说 法错 误 的 是: ( C ) A.放射性元素的半衰期指大量的放射性元素的原子核有一半发生衰变所需要的时间 B.胃镜利用了光的全反射原理 C.β 衰变中的β 粒子来源于原子的核外电子 D.无色肥皂液吹出的肥皂泡在阳光的照射下呈现彩色是由于发生了薄膜干涉 6、(北京崇文区 2008 年二模)颜色不同的 a 光和 b 光由某介质射向空气时,临界角 分别为 Ca 和 Cb,且 Ca>Cb 。当用 a 光照射某种金属时发生了光电效应,现改用 b 光照射, 则 ( B )

A.不一定能发生光电效应 B.光电子的最大初动能增加 C.单位时间内发射的光电子数增加 D.入射光强度增加 7 、 (08 苏 州 模 拟 ) 下 列 说 法 不 正 确 的 是

( A ) A.话筒是一种常见的红外线传感器 C.电子秤所使用的测力装置是力传感器 B.电熨斗内一般装有双金属片温度传感器 D.热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小

8、(北京顺义区 2008 年三模)光纤通信具有容量大、衰减小、抗干扰性强等优点, 目前已实现在一条光纤内同时传送数十万路的电话信号。 今测得, 垂直照射到同一条直光纤

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入口端面的甲、乙两单色光,甲光比乙光更迟到达光纤的另一端。若用这两种光照射同一金 属,都能发生光电效应,则下列说法正确的是 A.光纤材料对乙光的折射率较大 B.甲光所打出的光电子的最大初动能较大 C.甲光在单位时间内打出的光电子数一定更多 D. 甲光的波动性一定比乙光更显著 9、(上海市嘉定区 2008 年 4 月模拟)在演示光电效应的实验中,把某种金属板连在 验电器上,第一次,用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针就张开一个角度。第二次,在 弧光灯和金属板之间,插入一块普通玻璃板,再用弧光灯照射,验电器指针不张开。由此可 以判定,使金属板产生光电效应的是弧光中的 (A)可见光成份 (C)紫外光成份 (B)红外光成份 (D)无线电波成份 ( C ) ( B )

10 、 ( 上 海 市 徐 汇 区 2008 年 4 月 模 拟 ) 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( D ) (A)光传播的速度总是 3×10 m/s (B)托马斯·杨的双缝干涉实验现象表明光是一种电磁波 (C)为了解释光电效应实验现象普朗克提出了光子说 (D)光和无线电波都能在真空中传播 11、北京顺义区 2008 年三模) ( 下列说法中正确的是 A.质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量 B. 226 Ra (镭)衰变为 222 Rn (氡)要经过 1 次α 衰变和 1 次β 衰变 88 86 C.β 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 D.放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间 12.(08.淮安中学模拟) ( B ) A.一点电荷分别处于电场中的A、B 两点,电荷受到的电场力大则该处场强大 B.在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零 C.电场中某点场强为零,则试探电荷在该点受到的电场力为零 D.一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为 r 的球面上各点所受电场力不同 关于电场力和电场强度,以下说法中不正确的是 ...
电源 光电管
8

( D

a G b



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13、 (北京丰台区 2008 年三模)如右图 ABC 是一个足够大的直角棱镜主截面的一部分,

A 为直角。 今有一细束单色光 PO 以

和 BA 成 30°角的方向入射在 AB 侧面上的 O 点,

要使此束光线经 AB 和 AC 两界面折射后最终能从 AC 面射出,棱镜介质对该单色光的折射率 应当小于 A. ( C ) B. 3 C.

4 3

7 2

D.1.5

14.(08.淮安模拟) 关于电容器的电容,下列说法正确的是 ( D )

A.电容器不带电时,其电容为零 B.电容器带电荷量越多,其电容越大 C.电容器两极板间电压越低,其电容越小 D.电容器的电容只由它本身的性质决定 15.、(北京朝阳区 2008 年一模)一束可见光射到置于空气 中的平行玻璃砖上,穿过玻 璃砖后从下表面射出,变为 a、b 两

束平行单色光,如图所示。如果光束 b 是蓝光, 则光束 a 可能是 ( D ) A. 红光 B. 黄光 C. 绿光 D. 紫光

16 、 ( 上 海 市 宝 山 区 2008 年 4 月 模 拟 ) 下 列 关 于 光 的 说 法 中 正 确 的 是 ( AD ) A.红光光子能量比紫光光子能量小 B.在真空中红光波长比紫光波长短 C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象 D.红光照射某金属时有电子向外发射,紫光照射该金属时也一定有电子向外发射 17. (08 启 东 模 拟 ) ( B ) A .麦克斯韦首先预言了电磁波的存在 B.变化的电场一定产生变化的磁场 C .电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 D .频率为 750KHz 的电磁波在真空中传播时,其波长为 0.4×10 m
3

关电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是

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18、(北京东城区 2008 年最后一卷)如图所示,有三块截面为等腰直角三角形的透明 材料(图中 I、II、III)恰好拼成一个正方形棱镜. 从 E 点垂直于边射入的单色光在 F 处 发生全反射,在 G、H 连续发生两次折射后射出. 若该单色光在三块材料中的传播速率依次 为 v1、v2、v3,下列关系式中正确的是 A.v3>v1>v2 D.v1>v2>v3 19 、 ( 北 京 朝 阳 区 2008 届 期 末 考 ) 关 于 光 的 以 下 说 法 中 正 确 的 是 ( D ) A. 光电效应现象说明光是电磁波 B. 杨氏双缝干涉实验说明光波是横波 C. “泊松斑”说明光波是纵波 D. 光的偏振现象说明光波是横波 20、(北京朝阳区 2008 年二模)MN 为半圆形玻璃砖截面的直径,OO′为过圆心且垂直 于 MN 的直线。两束可见单色光 a、b 与 OO′的距离均为 d,从空气垂直 MN 射入玻璃砖中, 光路如图所示。由此可知 ( D ) B.v2>v3>v1 ( D ) C.v3>v2>v1

A.玻璃对 a 光的折射率比对 b 光的小 B.a 光的频率比 b 光的小 C.相同条件下 a 光的干涉条纹间距比 b 光的大 D.若 b 光照射某金属能发生光电效应,则 a 光照射该金属也能发生光电效应

二、非选择题
21 、 ( 2008 届 南 通 市 部 分 重 点 中 学 三 模 ) ( 1 ) 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ABDEFG ) A.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等 B.简谐机械波在给定的介质中传播时, 振动的频率越高, 则波传播一个波长的距离所用 的时间越短。 C.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验,开始计时时,秒表提前按下。 D.能产生干涉现象的两束光是频率相同、相位差恒定的两束光。 E.按照麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场。 F.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场。 G.除了从光源直接发出的光以外, 我们通常看到的绝大 部分光都是偏振光。 M
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S ω d O a

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H.力学规律在任何参考系中都是相同的 (2):如图 a 所示,临界角 C 为 45 的液面上有一点光源 S 发出一束光垂直入射到水 平放置于液体中且距液面为 d 的平面镜 M 上, 当平面镜 M 绕垂直过中心 O 的轴以角速度ω 做 逆时针匀速转动时, 观察者发现水面上有一光斑掠过, 则观察者们观察到的光斑在水面上掠 过的最大速度为多少? 答案(2)设平面镜转过θ 角时,光线反射到水面上的 P 点,光 斑速度为 v,由图 6(b)可知: 且
0

v?
v?

v? d ,而 v ? ? L.2? ? 2? cos 2? cos 2?
2?d , cos2 2?
0



液体的临界角为 C,当 2θ =C=45 时,v 达到最大速度 vmax, 即 v max ?

2?d ? 4?d cos2 C

22、(南京市 2008 届第二次调研)(1)分析判断以下说法的正误,在相应的括号内 打“√”或“×” A.雨后,马路上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光具有波动性的缘故 ( ) B.从地面上观察,在高速运行的飞船上,一切物理、化学过程和生命过程都变慢了 ( ) C.根据大爆炸理论,我们所生活的宇宙是在不断膨胀的,各星球都离地球而远去,由此 可以推测出地球上接受到遥远星球发出的光的波长要变短 ( )

D.电磁波中每一点的电场强度和磁感应强度总是相互垂直,且与波的传播方向垂直 ( ) (2)如图所示,某透明液体深 1m,一束与水平面 成 30°的光线照向该液体, 进入该液体的光线与水平面 的夹角为 45°.则该液体的折射率为 面后的光线经过 秒可以照到底面。 ,进入液

(3) 如图所示分别为一列沿 x 轴传播的间歇横波在零时刻的图像和在 x=6m 处的质点从 该时刻开始计时的振动图像。求: ①该横波的传播方向和速度的大小

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②x=6m 处的质点位移随时间变化的关系式

答案(1)√√×√

(2)

6 3 , ? 10 ?8 2 3
-2

(3)①该波沿 x 轴负方向传播 由图可见, ? =8m,T=8×10 s,所以 v= ② y=5x10 sin25 ? (m)
-2

? =100m/s T

23.(08 宿迁市模拟)3.平行板电容器两极板间的距离和介质确定后,当两极板的正对 面积增大时,其电容(填“增大”、“减小”或“不变”)平行板电容器两极板的正对面积 和介质确定后, 当两极板间距离增大时, 其电容 答案 增大 减小 24.(08徐州模拟)如图所示, 一个很小的带电油滴在电场内, 调节场强 E, 使作用在油滴 上的电场力与油滴的重力平衡. 果油滴的质量是 m ? 1.6 ? 10 ? 14 kg ,所带电荷量是 Q 如 ? 8 ?10 ? 强度 E ? ? 答案 负 2×10
5

(填“增大”、 “减小”或“不变”) .

19 C ,由此可 判定:该油滴带 N/C. g 取 10 m/s2) (

电(填“正”或“负”)此时的 电场

25、(南通市 2008 届第三次调研)(1)在以下说法中,正确的是 A.电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线 B.牛顿环是簿膜干涉的结果, 当用频率更高的单色光照射时, 同级牛顿环半径将会变大 C.机械波是介质传递波源质点以及振动能量的一种方式 D.麦克耳孙-莫雷实验结果表明:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样 的

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(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进 的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期 T 与摆长 L 的关系”,他们通过校园网交换实验数 据,并由计算机绘制了 T ~L 图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是 (选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图 T2/s2 L A 象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比 a ? B Lb
2

. y/cm b 3 t/s

4 a 2 (3)如图所示,半圆玻璃砖的半径 R=10cm,折射率为 n= 3 ,直径 AB 0 1 2 与屏幕垂直并接触于 A 点.激光 a 以入射角 i=30°射向半圆玻璃 -2 -4 0 L/m 砖的圆心 O,结果在水平屏幕 MN 上出现两个光斑.求两个光斑 图 图 甲 乙 之间的距离 L. 答案 (1)AD (2)B 4/9 A

M (3)画出如图光路图,设折射角为 r,根据折射定律

N

n?

sin r sin i

O

i a

解得 r ? 60? 由几何知识得,Δ OPQ 为直角三角形,所以两个光斑 B M P A

PQ 之间的距离

N Q

L ? PA ? AQ ? R tan 30? ? 2R sin 60?
r 解得

L?

40 3 ? 23.1cm 3

O

i a

B 26、(淮安、连云港、宿迁、徐州四市 2008 第三次调研)(1)有以下说法: A.在电磁波接收过程中,使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 B.火车过桥要慢行, 目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率, 以免发生共振损坏桥 梁 C.通过测量星球上某些元素发出光波的频率, 然后与地球上这些元素静止时发光的频率 对照,就可以算出星球靠近或远离我们的速度 D.光导纤维有很多的用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯要大 E.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变窄 F.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的, 与光源、 观察者间的相对运动没有
y/cm 10 56 O -10 1 v A 2 3 4 B 5 x/m

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关系 其中正确的是___ ___

⑵如图,质点 O 在垂直 x 轴方向上做简谐运动,形 成了沿 x 轴正方向传播的横波。在 t=0 时刻质点 O 开 始向下运动,经 0.4s 第一次形成图示波形,则该简谐 波周期为 s,波速为 m/s,x=5m 处的质 cm。

点 B 在 t=1.6s 时刻相对平衡位置的位移为 ⑴BCF ⑵0.8 5 10

27、(2008 年苏、锡、常、镇四市调查二)一简谐横波沿 x 轴正方向传播,在 t=0 时 刻的波 形如图所示.已知介质中质点 P 的振动周期为 2s,此时 P 质 y/cm 4 点所在位置的纵坐标为 2cm,横坐标为 0.5 m.试求从图示时刻 P 开始在哪些时刻质点 P 会出现在波峰? 解析:P 质点振动方程为 y ? A sin(?t ? ? ) 由题意知此时刻 P 向下振动, 0 3 x/m 6 v

t=0 时, ? =-

? 6

-4

所以 P 向下振动到平衡位置(令上述振动方程中 y =0)所用时为 第一次到达波峰需时为 T ?

1 s 6

3 4

1 5 s= s 6 3 5 3

考虑到周期性,图示位置开始在 t=kT+ s= 现在波峰位置 另解:波的传播速度为 v=

6k ? 5 质点 P 会出 s (式中 k ? N ) 时刻, 3

? T

由题意知此时刻 P 向下振动, 所以 P 向下振动到平衡位置所需时间等于波沿 x 轴方向传 播 0.5 m 的时间 t1=

x v 3 4

第一次到达波峰的的时刻为 t2= T + t1 所以质点 P 会出现在波峰位置的时刻是 t=kT + t2 即:t= (k ?N )

6k ? 5 s 3

(k ?N )

28、(如东、启东 2008 届期中联合测试)如图所示是一列横波上 A、B 两质点的振动 图象,该波由 A 传向 B,两质点沿波的传播方向上的距离Δ x=4.0m,波长大于 3.0m,求这列

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波的波速. y/cm 5 O -5 A 质点 答案:由振动图象可知,质点振动周期 T=0.4s 取 t=0 时刻分析,质点 A 经平衡位置向上振动,质点 B 处于波谷,设波长为 λ 0.2 0.4 t/s -5 B 质点 5 0.4 O 0.2 t/s y/cm

1 ?x ? n? ? ? (n=0、1、2、3??) 4 4?x 16 所以该波波长为 ? ? ? m 4n ? 1 4 n ? 1
则 因为有 λ >3.0m 的条件,所以取 n=0,1 当 n=0 时, ?1 ? 16m ,波速 v1 ?



?1
T

? 40m/s

当 n=1 时, ?1 ? 3.2m ,波速 v2 ?

?2
T

? 8.0m/s

29.(08常州模拟) 真空中有两个点电荷,电荷量均为 q,当两点电荷相距为 L 时,它 们之间库仑力的大小为 F. (1)若保持两点电荷的电荷量不变,仅将它们之间的距离减小为 库仑力的大小 F1________。 (2)若保持两点电荷之间的距离不变,仅将它们的电荷量都增大为 2q,求它们之间的 库仑力的大小 F2 ________。 答案 4F 4F

1 L ,求它们之间的 2

(盐城市)2.在竖直向下、电场强度为 E 的匀强电场中,一个质量为 m 的带点液滴,沿着 水平方向直线运动,则该液滴带 答案 负 电,电荷量大小为 。

mg/E
(填“能”或

30.(08 启东模拟).英国物理学家麦克斯韦认为:变化的磁场

“不能”)产生电场.已知电磁波在空气中的传播速度近似等于 3.0 ?108 m/s,南通人民广播 电 台 的 “ 经 济 、 生 活 ” 节 目 的 频 率 是 1.03 × 10 HZ , 该 电 磁 波 在 空 气 中 的 波 长 为
8

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m.(结果保留 2 位有效数字) .答案 能; 2.9

31、(江苏省南京市 2008 届高三质量检测)如图所示,玻璃棱镜 ABCD 可以看成是由 ADE、ABE、BCD 三个直角三棱镜组成。一束频率 5.3×10 Hz 的单色细光束从 AD 面入射,在 棱镜中的折射光线如图中 ab 所示,ab 与 AD 面的夹角 ? ? 60? 。已知光在真空中的速度 c=3 ×10 m/s,玻璃的折射率 n=1.5,求: (1)这束入射光线的入射角多大? (2)光在棱镜中的波长是多大? (3)该束光线第一次从 CD 面出射时的折射角。 (结果可用三角函数表示) 答案:(1)设光在 AD 面的入射角、折射角分别为 i、r r=30° 根据 n ?
8 14

sin i sin r

得 sin i ? n sin r ? 1.5 ? sin 30? ? 0.75, i ? arcsin 0.75

c c 3 ? 10 8 (2)根据 n ? ,得v ? ? m / s ? 2 ? 10 8 m / s v n 1.5
根据 v ? ?f,得? ? (

v 2 ? 10 8 ? m / s ? 3.77 ? 10 ?7 m f 5.3 ? 10 14

3)光路如图所示 ab 光线在 AB 面的入射角为 45° 设玻璃的临界解为 C,则 sin C ?

1 1 ? ? 0.67 n 1.5

sin45°>0.67,因此光线 ab 在 AB 面会发生全反射 光线在 CD 面的入射角 r′=r=30° 根据 n ?

sin i ,光线 CD 面的出射光线与法线的夹角 sin r
0

i? ? i ? arcsin 0.75
32、(徐州市 2008 届摸底考试)如图所示,某透明液体深 1m,一束与水平面成 30 角 的光线照向该液体,进入该液体的光线与水平面的夹角为 45 。试求: ①该液体的折射率;
0

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N C

B

②进入液面的光线经多长时间可以照到底面。 答案 ①因为入射角 i ? 90? ? 30? ? 60? 折射角 r ? 90? ? 45? ? 45? d 30
0

A M 4 5 第 12 题图
0

sin i sin 60? 6 所以 n ? ? ? sin r sin 45? 2
②光在液体中传播的速度时:

h ? 2m cos r c 速度 v ? ? 6 ? 10 8 m/s n
位移 s ? 所以: t ?

s 3 ? ? 10 ?8 s v 3

33、(苏北四市高三第三次调研)选修 3-4 ( 1 ) 下 列 说 法 中 正 确 的 是

( ADEG ) A.在地面附近有一高速飞过的火箭 , 地面上的人观察到火箭变短了, 火箭上的时间进 程变慢了;火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化 B.托马斯?杨通过光的单缝衍射实验,证明了光是一种波 C.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 D.在光的双缝干涉实验中, 若仅将入射光由绿光改为红光, 则干涉 条纹间距变宽 E.光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 F.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来由他又用实验证实电磁波的存在 G.次声波是频率低于 20 Hz 的声波,它比超声波更易发生衍射 (2)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜 ABC,∠A=30?.它对红光的折射率为 n1. 对紫光的折射率为 n2.在距 AC 边 d 处有一与 AC 平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很 细的光束垂直 AB 边射入棱镜. ① 红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少? ② 若两种光都能从 AC 面射出,求在光屏 MN 上两 光点间的距离. 答案( 2 )解析:① v 红=c/n1 B N C ∟ r2 r ) ╮1
60

d A
第 12 题图

M

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v 紫=c/n2
∴ v 红/ v 紫=n2/n1 ②

sin r1 ? n1 sin 30 ?

sin r2 ? n2 sin 30 ?

x=d(tanr2-tanr1)=d ?

?

? 2 ? 4 ? n2

n2

?

? ? 2 ? 4 ? n1 ? n1

2007 年联考题

一、选择题
1.(07 淮安联考).如图所示,两束单色光以不同的入射角从空气射 入 玻 璃 中 , 若 折 射 角 相 同 , 则 下 列 说 法 正 确 的 是 (BC) (A)若此两种单色光从玻璃射入空气,则Ⅱ单色光发生全反射的 临界角较小 (B)若此两种单色光分别通过相同的障碍物,则Ⅱ单色光比Ⅰ单色光发生的衍射现象 明显 (C)此两种单色光相比,Ⅱ单色光的光子能量较小 (D)用此两种单色光分别照射某种金属,若用Ⅱ单色光照射恰好能发生光电效应,则 用Ⅰ单色光照射时一定不能发生光电效应 2.(07 南通四县市联考)极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大 气层后,由于地磁场的作用而产生的.科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺 旋 运 动 , 旋 转 半 径 不 断 减 小 . 此 运 动 形 成 的 原 因 是 ( BD ) A.可能是洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小 B.可能是介质阻力对粒子做负功,使其动能减小 C.可能是粒子的带电量减小 D.南北两极的磁感应强度较强

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3、(江苏省九名校2007年第二次联考)左图为富兰克(Franck)—赫兹(Hertz) 实验装 置示意图,其中夫兰克-赫兹管内含有水银蒸气.1914年,夫兰克与赫兹用实验观察热电子 被加速穿透汞蒸气时到达回路阳极的热电子流大小的起伏变化, 以验证汞原子内的电子能态 是量子化的.右图为实验结果电流与电压的关系.下列有关此实验的叙述正确的是 ( AD )

A.右图中甲乙之间为原子吸收电子能量, 使得电 流降低 B.富兰克-赫兹管中汞原子的电离能为4 .9 eV C.富兰克-赫兹管中电子由右向左运动 D.可验证原子具不连续能量稳定态 解析:电子的定向移动形成电流,甲、乙之间的电流突然减小,说明电子的速度减小, 也即其能量减小,只有是被汞原子吸收的结果,选项 A 正确.4.9eV 的能量只对应汞原子低 能级之间的一次跃迁,而不是其电离能,B 错.从左图的电路可知,电子从左右两个阴极向 之间阳极运动,C 错.从右图可知,电流随电压是起伏变化的,即汞原子吸收电子的能量而 跃迁是不连续的,故选项 D 正确。 4、(江苏省九名校 2007 年第二次联考)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t 时刻波形 图如图中的实线所示,此时波刚好传到 P 点,t+0.6s 时刻的波形如图中的虚线所示,a、b、

c 、 P 、 Q
( ACD )

是 介 质 中 的 质 点 , 则 以 下 说 法 正 确 的 是

y/cm
10 5 0

b a
20 40

P
60 c 80

Q x/m

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A.这列波的波速可能为 150m/s B.质点 a 在这段时间内通过的路程一定小于 30cm C.质点 c 在这段时间内通过的路程可能为 60cm D.如果 T=0.8s,则当 t+0.5s 时刻,质点 b、P 的位移相同 5、(江苏省九名校2007年第二次联考)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子 的最大初动能随入射光频率的变化图线,由图可知 ( AC )

A.该金属的极限频率为 4.27×10 B.该金属的极限频率为 5.5×10

14

Hz Hz

14

C.该图线的斜率表示普朗克常量 D.该金属的逸出功为 0.5Ev 6、(江苏省九名校 2007 年第二次联考)如图所示,截面为 ABC 的玻璃直角三棱镜放 置在空气中,宽度均为 d 的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边 AB,在三棱镜的另 一侧放置一平行于 AB 边的光屏,屏的距离远近可调,在屏上出现紫、红两条光带,可能是 ( CD ) A.紫色光带在上,红色光带在下,紫色光带较宽 B.紫色光带在下,红色光带在上,紫色光带较宽 C.红色光带在上,紫色光带在下,红色光带较宽 D.红色光带在下,紫色光带在上,红色光带较宽 B 解析:紫光的频率比红光大,故三棱镜对紫光的折射率比对红光大,通过三棱镜后紫光 偏离入射方向的角度大,当光屏离三棱镜的距离适当时,紫光既可以在红光的上面,也可以 在红光的下面.) 7.(07 武汉联考)下列有关光现象的说法正确的是( ABC ) A.在平静的幅面上出现岸边树的倒影是光的反射现象 B.玻璃中的气泡开起来特别明亮,是光的全反射现象 C.在阳光照射下,水面的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象 D.在光的双缝干涉实验中,把入射光有绿光改为黄光,条纹间距将变窄
63

A

紫 红

d

d C

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第四部分

创新预测题精选

预测 2010 年高考本考点热点内容有:光的反射、反射定律;光的折射、折射定律、折

l λ 的含义;光的干涉、 d m? 衍射、偏振;红外线、紫外线、X 射线、γ 射线的性质及其应用;光电效应, h? =W+ ; 2
射率、全反射;色散成因及规律;双缝干涉、薄膜干涉;公式△X= 对几何光学的考查,以定性和半定量为主,注重对物理规律的理解和对物理现象、物理

情景分析能力的考查;平面镜问题和不同色光的折射率、全反射、光导纤维等问题要引起
注意.光的本性考点主要是光的波动性、粒子性等知识的考查,与几何光学的综合也是考查 重点内容之一, 另外近代物理光学的初步理论, 以及建立这些理论的实验基础和一些重要物 理现象也要引起重视。 1.一点光源 S 通过平面镜成像 S'如图 17 所示,镜面与 OS 夹 角 30°,设 S 不动,平面镜以速度 v 沿 OS 方向光源平移,则 S 的 像 S'将( )。

A.以速率 v 平行于 OS 向右移动 B.以速率 v 垂直于 OS 向下移动 C.以速率 v 沿 SS'连线向 S 移动 D.以速率 3v 沿 SS'连线向 S 移动 图 17

1.【解析】物体 S 和它的虚像 S'以平面镜来说总是对称的,因此平面镜以速度 v 沿 OS 方向向光源靠近时, 若以平面镜为参照物, 则不难看出 S 是沿 SS'连线逐渐向平面镜靠近, 所以 S'也是沿 SS'连线逐渐向平面镜移动。 由几何知识和平面镜成像特点可求出答案。 设平 面镜从图 32 所示的位置Ⅰ, 移动位置Ⅱ, OS 方向向光源 沿 移动的距离为 L,速度 v=

L 与此同时,光源 S 沿 S'连线向 t

平面镜移动距离 d=Lsin30°,据物像对称规律可知虚像沿 SS'连线向平面镜移动 d=Lsin30°,所以像 S'沿 SS'连线向 光 源 移 动 的 距 离 为 d'=2d=L 。 则 像 移 动 速 率 为 v'=

d? L ? ? v ,故选 C t t
【答案】C

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2.某人身高 1.7m,为了测试路灯的高度,他从路灯正下方沿平直公路以 1m/s 的速度 匀速走开。某时刻他的影子长为 1.3m,再经过 2s,他的影子长为 1.8m,路灯距地面的高度 是多少? 2.【解析】根据光的直线传播,可以作出人影形成的图像,由图中的几何关系,可以 求出路灯距地面的高度。如图 33 所示,设图中 A 点为路灯位置,AB 为由路灯向地面引的垂 线,GE 为题述某时刻人的位置,ED 为此刻地面上他的影子;再过 2s,人位于 HF,其对应影 子则位于 FC.则由题意有:EF=vt=2m 由于△ABD∽△GED,故有 即

AB BD = GE ED

AB BE+E+ ----------① = GE ED AB BC 由于△ABC∽△HFC,故有 = HF FC AB BE+E+ 即 -----------② = HF FC
之可得路灯距地面的高度为 AB=8.5m 【答案】8.5m

图 33

以 GE=HF=1.7m, ED=1.3m, EC=EF 十 FC=2m+1.8m=3.8m 分别代入①②两式联立解

3.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射 出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是 A.红光以 30°的入射角入射 B.红光以 45°的入射角入射 C.紫光以 30°的入射角入射 D.紫光以 45°的入射角入射 3.【解析】因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大, A、 项错; B 设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离 ?x ? 光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。 【答案】D

d sin i (1 ? cos i ) n 2 ? sin 2 i

,可见对于同一种色

4.半径为 r 的圆形木板浮在深 H 的贮水池的水面上,在木板圆心的正上方 h 高处有一

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点光源 s,求在水池的平底上影圈的半径 R 是多少?水的折射率为 n。

4.【解析】点光源 s 射向圆形木板边缘的光线进入水中后折向水底,在水底以 O 为圆 心,以 R 为半径的圆形区域是点光源 s 发射的光线照射不到的影区(如图 34) 由

sin i ? n, sin i ? sin r

r h2 ? r 2



得 sin r ?

sin i r ? n n h2 ? r 2

? R ? r ? Htgr ? r ? H

sin r 1 ? sin 2 r

r ?r?H 2 2 ? R ? r ? (n 2 ? 1)r 2? H n h Htgr ?
【答案】

sin r 1 ? sin 2 r

?r?H

r n h ? (n 2 ? 1)r 2
2 2

图 34

5. 图 18 是一个

1 圆柱体棱镜的截面图,图中 E、F、G、H 将半径 4
5 ,若平行光束垂直入射并覆盖 3

OM 分成 5 等份,虚线 EE1、FF1、GG1、HH1 平行于半径 ON,ON 边可吸收到达 其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n= OM,则光线( )

? A. 不能从圆孤 NF1 射出 ? C.能从圆孤 G1 H 1 射出

? B.只能从圆孤 NG1 射出 ? D.能从圆孤 H 1 M 射出
图 18

5.【解析】本题考查光的折射有关的知识,本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率 为n ?

5 1 3 可知其临界角 C 满足: sinC ? ? ,可求出 GG1 右边的入射光线没有发生全反射, 3 n 5

其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1 射出。 【答案】B

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6.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴 (图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图 19 所示。有 一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与 圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为 1.5,则光束在桌面上形成的光斑半 径为( ) A.r B.1.5r C.2r D.2.5r

r

桌面

图 19

6.【解析】如图 35 所示,光线射到 A 或 B 时,入射角大于临界 角,发生全反射,而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直打 出.O 点为?ABC 的重心,设 EC=x,则由几何关系得到: 得光斑半径 x=2r 【答案】C

x 2 ? .解 x?r 3

7.光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹,衍射条纹的图样与障碍物 的形状相对应。这一现象说明( A.光是电磁波 C.光可以携带信息 ) B.光具有波动性 D.光具有波粒二象性

7.【解析】衍射现象说明光具有波动性,利用衍射条纹的图样与障碍物的形状对应, 可以让光携带不同的信息。所以选项 BC 正确。 【答案】BC

8.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如下图 20 甲所示,将一块平板坡璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹如下 特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹 所对应的薄膜厚度恒定, 现若在图甲装置中抽去一张纸片, 则当光垂入射到新的劈形空气薄 膜后,从上往下观察到的干涉条纹( ) ↓↓↓↓ 两 张 纸 片

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甲(侧视图) 乙 A、变疏 B、变密 C、不变 D 消失 图 20

8.【解析】撤去一张纸后劈形空气的薄膜的劈势减缓,相同水平距离上,劈势厚度变化 减小,以致波程差变化减小,条纹变宽,条纹数量变少(变疏)故 A 正确。 【答案】A

9.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程,太阳能热水器就是一种光热转换 装置,它的主要转换器件是真空玻璃管,这些玻璃管将太阳能转换 成水的内能。如图 21 所示,真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射 光,使尽可能多的太阳能转换成热能,这种镀膜技术的物理依据是 ( ) A. 光的直线传播 B.光的粒子性 C.光的干涉 D.光的衍射 图 21

9. 【解析】真空玻璃管上采用镀膜技术,利用的是从镀膜前后表面反射回的相互叠加, 增加光的强度, 该技术对镀膜的厚度有要求, 即镀膜厚度应为自然光中主要色光的半波长的 整数倍,故该技术运用了光的干涉原理 【答案】C

10.如图 22 所示, 是一偏振片,P 的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。 P 下列四种入射光束中,哪几种照射 P 时能在 P 的另一侧观察到透射光?( ) A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成 45°角振动的光 图 22
光束 P

10.【解析】太阳光是自然光,沿各个方向振动的光都有,所以在偏振片另一侧可看到 透射光; 沿竖直方向振动的光, p 的透振方向相同, 与 能透过偏振光; 沿与竖直方向成 45° 角的透振光,有部分能透过偏振片 p ,故选 ABD 正确。 【答案】ABD
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11.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼,严重影响行车 安全.若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃 也采用偏振玻璃, 其透偏方向正好与灯光的振动方向垂直, 但还要能看清自己车灯发出的光 所照亮的物体. 假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置, 如下措施中可行的 是( ) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上 45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上 45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上 45° 11. 【解析】玻璃的透振方向是允许透过的偏振方向。要能看清自己车灯发出的光所照 亮的物体, 即车灯的透射炮经对面物体反射后能进入本车车窗玻璃, 则同一车前窗玻璃和前 灯玻璃的透振方向必须相同,选项 AC 错;若使对面的车灯不进入车窗玻璃,则车窗玻璃的 透振方向和对面车灯的透振方向必须竖直, 项中对面车灯光的偏振方向和本车车窗玻璃的 B 透射方向相同,而 D 项符合垂直条件,故选项 D 正确。 【答案】D

12. 现有 a、b、c 三束单色光,其波长关系为 ? a> ? b> ? c,用 b 光束照射某种金属 时,恰能发生光电效应,若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属,则可以断定( A.a 光束照射时,不能发生光电效应 B.c 光束照射时,不能发生光电效应 C.a 光束照射时,释放出的光电子数目最多 D.c 光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小 12.【解析】因光子的频率为?
=



c ,又 a、b、c 三束单色光波长关系 ? a> ? b> ? c, ?

得? a<? b<? d,已知用 b 光束照射某种金属时,恰能发生光电效应,则 c 光束照射能发生 光电效应,a 光不能,故 B、C 错,由光电效应方程 Ek=h? -W,则 c 光束照射时,释放出的 光电子的最大初动能最大,D 错,所以只有 A 正确。 【答案】A

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13.人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出
了何种学说很好地解释了上述规律?已知锌的逸出功为 3.34eV ,用某单色紫外线照射锌板 时 , 逸 出 光 电 子 的 最 大 速 度 为 10 m / s , 求 该 紫 外 线 的 波 长 ? ( 电 子 质 量
6

me ? 9.11 ? 10 ?31 kg ,普朗克常量 h ? 6.63 ?10 ?34 J ? s , 1eV ? 1.60 ? 10 ?19 J )
13.【解析】由爱因斯坦光电效应方程列式 h? ? W ?
又因为 C ? ?? 联立上式得: ? ?

1 mm v 2 2




??

h? 【答案】 3.23 ? 10 ?7 m ? 1 2 W ? mm v 2

h? ? 3.23 ? 10 ?7 m 1 W ? mm v 2 2

14. 如图 23 是研究光电效应的实验电路. 现用等离子态的氢气(电 离态)跃迁时所发出的光照射光电管的阴极 K, 测得微安表的示数是 40 μ A, 电压表的示数是 20V. 已知光电管阴极材料的逸出功是 3.6eV. 求: (1)氢气发光的最短波长; (2)光电管阴极材料的极限波长;(3)光电 子到达阳极 A 的最大动能。 14. 【解析】(1) hν λ (2) λ
极 max min

图 23
max

= hc/λ
-34

=13.6×1.6×10 =2.2×10
8 -18

-19

-18

J

=6.63 ×10 ×3×10 /2.2×10
0

=9.1×10
-19

-8

m



=hc/λ =w=3.6×1.6×10
8 -19

-19

=5.76×10 J
-7

=6.63 ×10 ×3×10 /5.76×10

-34

=3.5×10 m

(3) EKA –EKK = e U ,EKK=hν -w EKA=eU+ EKK =eU+hν -w=20+13.6-3.6=30eV 【答案】(1)9.1×10
-8

m (2)3.5×10 m

-7

(3)30eV

第五部分 教师备课题库
1.(海南省民族中学2009届高三阶段考试卷.物理.9)如图7所示,一细束红蓝复色 光垂直与AB边射入直角三棱镜,在AC面上反射和折射分成两束细

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光束,其中一束细光束为单色光束。若用V1和V2分别表示红、蓝光在三棱镜内的速度,下列 判断正确的是( )

A.V1<V2 单色光束为红色 B.V1<V2 单色光束为蓝色 C.V1>V2 单色光束为红色 D.V1>V2 单色光束为蓝色 图7

1.【解析】 红光折射率小于蓝光折射率,由折射率公式n=c/v知红光在同种介质中的 速度较大, 1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知红光折射率小临界角大; 所以蓝光发生全反射 即V 时红光依然有折射现象。选C 【答案】C

2.(2009 年安徽高考信息交流试卷.理综.17)如图 8 所示,P、Q 是两种透明材料制 成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体,一单色光从 P 的上表面射入, 折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率 nP<nQ,射到 P 上表面的光线与 P 的上表面的夹角为 θ ,下列判断正确的是( )
θ

A.光线一定从 Q 的下表面射出 B.光线若从 Q 的下表面射出时,出射光线与下表面 的夹角一定等于 θ Q P 图8

C.光线若从 Q 的下表面射出时,出射光线与下表面的夹角一定大 于θ D.光线若从 Q 的下表面射出时,出射光线与下表面的夹角一定小 于θ 2.【解析】由于没有确定几何尺寸,所以光线可能射向 Q 的右侧面,也可能射向 Q 的 下表面,A 错误;当光线射向 Q 的下表面时,它的入射角与在 P 中的折射角相等,由于 nP <nQ,进入空气中的折射角大于进入 P 上表面的入射角,那么出射光线与下表面的夹角一定 小于 θ ,B、C 错误,D 正确。 【答案】D

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3.(河北省衡水中学 2009 届高三调研卷.物理.8)金属中存在着大量的价电子(可 理解为原子的最外层电子),价电子在原子核和核外的其他电子产生的电场中运动,电子在 金属外部时的电势能比它在金属内部作为价电子时的电势能大, 前后两者的电势能差值称为 势垒,用符号 V 表示,价电子就像被关在深度为 V 的方箱里的粒子,这个方箱叫做势阱,价 电子在势阱内运动具有动能, 但动能的取值是连续的, 价电子处于最高能级时的动能称为费 米能,用 Ef 表示。用红宝石激光器向金属发射频率为 ν 的光子,具有费米能的电子如果吸 收了一个频率为 ν 的光子而跳出势阱,则 ( )

A.具有费米能的电子跳出势阱时的动能为 Ek=hν -V+Ef B.具有费米能的电子跳出势阱时的动能为 Ek=hν -V-Ef C.若增大激光器的强度,具有费米能的电子跳出势阱时的动能增 大 D.若增大激光器的强度,具有费米能的电子跳出势阱时的动能不 变 3.【解析】由能量守恒可知,A 正确,B 错误;由光子学说及光电效应的规律可知,C 错误,D 正确。 【答案】AD

4.(上海市闸北区 2008 年 4 月模拟卷.物理.12)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻 璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象 ( ) (A)都是光的衍射现象; (B)都是光的干涉现象; (C)前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象 ; (D)前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象。 4.【解析】两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹是薄膜干涉,狭缝观察发光的白炽灯 也会看到彩色条纹是单缝衍射 【答案】C

5.(上海市宝山区 2008 年 4 月模拟卷.物理.15)在光的单缝衍射实验中可观察到清
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晰的亮暗相间的图样,图 9 中四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(



a

b 图9

c

d

A.a、c

B.b、c

C.a、d

D.b、d

5.【解析】单缝衍射的条纹是不等间距,中央亮纹又宽又亮 【答案】D

6.(苏北四市 2009 届高三调研卷.物理.37) (1)下列说法中正确的是 ( )

A.在地面附近有一高速飞过的火箭 ,地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间 进程变慢了;火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化 B.托马斯?杨通过光的单缝衍射实验,证明了光是一种波 C.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干 涉条纹间距变宽 E.光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 F.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来由他又 用实验证实电磁波的存在 G.次声波是频率低于 20 Hz 的声波,它比超声波更易发生衍 射 (2)如图 10 所示,有一截面是直角三角形的棱镜 ABC,∠ d A 30?.它对红光的折射率为 n1.对紫光的折射率为 n2.在距 AC 边d处 有一与 AC 平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂 直 AB 边射入棱镜。 若两种光都能从 AC 面射出,求在光屏 MN 图 10 M B C N

A=

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上两光点间的距离。 6.【解析】(1)ADEG N (2)如图 29 所示,

sin r1 ? n1 sin 30 ?

sin r2 ? n2 sin 30 ?

B

C ∟ r2 r ) ╮1 d A 图 29 M

? n n1 2 x=d(tanr2-tanr1)=d ? ? ? 2 2 4 ? n1 ? 4 ? n2 ? n 2 【答案】 ADEG (1) (2) ? d ? ? 2 4 ? n2 ?

? ? ? ? ? n1 ? 2 ? 4 ? n1 ?

7.(广东省汕头市 2008 年普通高校招生模拟 考试卷.物理.32)如图 11 所示,一玻璃柱体的横 截面为半圆形,细的单色光束从空气射向柱体的 O M 点(半圆的圆心),产生反射光束 1 和透射光束 2, 已知玻璃折射率为 3 ,当入射角 i ? 60? 时,求反 射光束 1 和透射光束 2 之间的夹角多大? 7.【解析】反射角 i' ? i ? 60° 由折射定律 ③ A B C

O

P α D

N

n?

sin i sin r

④ i B ⑤ M r C

解得折射角 r = 30° 因此反射光束 1 和透射光束 2 之间的夹角

O

P α D

N

? ? 180 ? ? (i'?r ) ? 90?
? ? 180 ? ?【答案】90? (i'?r ) ?

8. (常州市 2008~2009 学年度第二学期期中质量调研卷.物
入射光

理.26)如图 12 所示,一透明球体置于空气中,球半径 R= 10cm,折射率 n= 2 .MN 是一条通过球心的直线,单色细

1

i
O

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2

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光束 AB 平行于 MN 射向球体,B 为入射点, AB 与 MN 间距 为 5 2 cm,CD 为出射光线。 图 11 ①补全光路并求出光从 B 点传到 C 点的时间; ②求 CD 与 MN 所成的角 α .(需写出求解过程) 8.【解析】①连接 BC,如图 30 所示 在 B 点光线的入射角、折射角分别 标为 i、r, Sini=5 2 /10= 2 /2, 所以, i=45° 由折射率定律: 图 30

n?
在 B 点有:

sin i sin r
BC=2Rcos r t= BCn/C=2Rncos r/C

Sin r=1/2 故:r=30° t=( 6 /3) ×10-9s ②由几何关系 可知 ?cop ? 15?

?ocp ? 135 ?

α =30°

【答案】(1)t=( 6 /3) ×10-9s (2)α =30°

9.(海口市 2008 年高考调研测试卷.物理.36) 某校 开展研究性学习, 某研究小组根据光学知识, 设计了一个测液 体折射率的仪器。如图 13 所示,在一个圆盘上,过其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF。在半径 OA 上,垂直盘面插上 两枚大头针 P1、P2 并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下 半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径 BC 相平,EF 作为界面的法线,而后在图中 右上方区域观察 P1、P2。同学们通过计算,预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值,这样只 要根据 P3 所插的位置,就可以直接读出液体折射率的值。

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①若∠AOF=30°,OP3 与 OC 之间的夹角为 45°, 则在 P3 处刻的折射率应多大? 图 13

②若在同一液体中沿 AO 方向射入一束白光, 最靠近 0C 边的是哪种颜色的光?增大入射 角度,哪种颜色的光在刻度盘上先消失? 9.【解析】①P3 应刻的折射率

sin 45 0 n? ? 2 sin 30 0
② 最靠近 0C 边的是紫光; 增大入射角度,紫光在刻度盘上最先消失 【答案】(1) 2 (2)紫光在刻度盘上最先消失

(3)该束光线第一次从 CD 面出射时的折射角。 (结果可用三角函数表示)

10.(江苏省南京市 2008 届高三质量检测卷.物理.32)如图 14 所示,玻璃棱镜 ABCD 可以看成是由 ADE、ABE、BCD 三个直角三棱镜组成。一束频率 5.3×10 Hz 的单色细光束从 AD 面入射,在棱镜中的折射光线如图中 ab 所示,ab 与 AD 面的夹角 ? ? 60? 。已知光在真 空中的速度 c=3×10 m/s,玻璃的折射率 n=1.5,求: (1)这束入射光线的入射角多大? (2)光在棱镜中的波长是多大? (3)该束光线第一次从 CD 面出射时的折射角。 (结果可用三角函数表示) 10.【解析】(1)设光在 AD 面的入射角、折射角分别为 i、r r=30° 根据 n ? 图 14
8 14

sin i sin r

得 sin i ? n sin r ? 1.5 ? sin 30? ? 0.75, i ? arcsin 0.75

c c 3 ? 10 8 (2)根据 n ? ,得v ? ? m / s ? 2 ? 10 8 m / s v n 1.5
根据 v ? ?f,得? ?

v 2 ? 10 8 ? m / s ? 3.77 ? 10 ?7 m f 5.3 ? 10 14

(2 分)

(3)光路如图 31 所示

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ab 光线在 AB 面的入射角为 45° 设玻璃的临界解为 C,则 sin C ?

1 1 ? ? 0.67 n 1.5

sin45°>0.67,因此光线 ab 在 AB 面会发生全反射 光线在 CD 面的入射角 r′=r=30° 根据 n ? 图 31

sin i ,光线 CD 面的出射光线与法线的夹角 sin r sin ? ?n? 3 i? ? i ? arcsin 0.75 由折射定律有: sin ?



又由几何关系有: ? ? 2 ?



解①②得

? ? 60o

光线 PC 离直线 AB 的距离 CD=Rsinα =10 3 cm(1 分) 则距离直线 AB 为 10 3 cm 的入射光线经折射后能到达 B 点.

v 2 ? 10 8 【答案】(1) , i (2) sin i ? n sin r ? 1.5 ? sin 30????0,得???arcsin 0.75 14 m / s ? 3.77 ? 10 ?7 m v f .75 ? f 5.3 ? 10

(3) ? ? 60o

11.(山东省潍坊市 2008 年高三教学质量检测卷.理综.37) 如图 15 所示,一束截 面为圆形半径为 R 的平行单色光, 垂直射向一玻璃半球的平面, 经折射后在屏幕 S 上形成一 个圆形亮区,已知玻璃半球的半径为 R,屏幕 S 到球心的距离为 d(d>3R),不考虑光的干 涉和衍射,玻璃对该光的折射率为 n,求屏幕上被照亮区域的半径。

11.【解析】光恰要发生全反射时的临界线射到屏幕 S 上的 E 点到亮区中心 O′的距离 r,就是所求最大半径, 设临界角为 C,如图所示

1 ????① n R 又 OF ? ????② cosC sin C ?
O?E ? (d ? OF ) cot C ????③
解得 r ? O ?E ? d ? n ? 1 ? nR ????④
2

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【答案】 r ? O ?E ? d ? n ? 1 ? nR
2

12.(广东省华南师大附中 2009 届高三综合测试卷.物理.23)如图 16 所示,阴极

K 用极限波长λ 0=0.66μ m 的金属铯制成, 用波长λ =0.50μ m 的绿光照射阴极 K, 调整两
个极板电压.当 A 板电压比阴极高出 2.5V 时, 光电流达到饱和, 电流表示数为 0.64μ A, 求: (1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能。 (2)如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的 2 倍,每秒钟阴极发射的光电子和光 电子飞出阴极的最大初动能。

图 16 12.【解析】由光电效应规律可知:当阴极发射的光电子全部达到阳极 A 时,光电 流达到饱和,由电流可知每秒到达阳极的电子数,即每秒发射的电子数.由爱因斯坦光 电效应方程可计算最大的初动能,光强加倍,每秒钟发射的光电子数加倍,但入射光频 率不变,发射的光电子的最大初动能不变. (1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极 A,阴极每秒钟发射的光 电子的个数

n?

I m 0.64 ? 10 ?6 ? ? 4.0 ? 1012 个 ?19 e 1.6 ? 10

根据爱因斯坦光电方程,光电子的最大初动能:

1 2 c c mvm ? hv ? W ? h ? h 2 ? ?0

? 6.63 ? 10 ?34 ? 3 ? 108 ? (
? 9.5 ? 10 ?20 J.

1 1 J ? ) ?6 0.50 ? 10 0.66 ? 10 ? 6

(2)如果照射光的频率不变,光强加倍,根据光电效应实验规律,阴极每秒发射的 光电子数
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n? ? 2n ? 8.0 ? 1012 个

1 2 mvm ? 9.5 ? 10 ? 20 J. 2 1 2 【答案】(1) 9.5 ? 10 ?20 J. (2) mvm ? 9.5 ? 10 ? 20 J. ? 2
光电子的最大初动能仍然是

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