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專題十五光學(xué) 高考物理 北京市專用 1 2017北京理綜 14 6分 如圖所示 一束可見(jiàn)光穿過(guò)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 考點(diǎn)一光的折射 全反射和色散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(jiàn)光穿過(guò)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(shuō)明玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率 同種介質(zhì)對(duì)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(xiàng)符合題意 知識(shí)歸納色光中相關(guān)物理量的變化 2 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 現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)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(shí)折射角取負(fù)值 現(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(duì)此電磁波的折射率n 1 正確反映電磁波穿過(guò)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(xiàng)A D錯(cuò)誤 因?yàn)椴牧险凵渎蕁 1 電磁波由空氣進(jìn)入介質(zhì)時(shí) sin sin 得 則C項(xiàng)錯(cuò) 故正確選項(xiàng)為B 考查點(diǎn)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 3 2013北京理綜 14 6分 0 93 如圖所示 一束可見(jiàn)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(duì)a光的折射率小于對(duì)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(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)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(shuō)明玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率 a光的頻率大于b光的頻率 A選項(xiàng)錯(cuò)誤 B選項(xiàng)正確 光在真空中的波長(zhǎng) 故頻率大的光波長(zhǎng)短 C選項(xiàng)錯(cuò)誤 光子能量E h 為光的頻率 故頻率越大 光子能量越大 D選項(xiàng)錯(cuò)誤 考查點(diǎn)折射定律 折射率 色散 光的波長(zhǎng) 頻率和光子能量 思路點(diǎn)撥由圖中的折射情況先確定玻璃對(duì)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 4 2018課標(biāo) 34 2 10分 如圖 某同學(xué)在一張水平放置的白紙上畫(huà)了一個(gè)小標(biāo)記 圖中O點(diǎn) 然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個(gè)標(biāo)記上 小標(biāo)記位于AC邊上 D位于AB邊上 過(guò)D點(diǎn)做AC邊的垂線交AC于F 該同學(xué)在D點(diǎn)正上方向下順著直線DF的方向觀察 恰好可以看到小標(biāo)記的像 過(guò)O點(diǎn)做AB邊的垂線交直線DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱鏡的折射率 不考慮光線在三棱鏡中的反射 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 答案 解析本題考查折射定律 過(guò)D點(diǎn)作AB邊的法線NN 連接OD 則 ODN 為O點(diǎn)發(fā)出的光線在D點(diǎn)的入射角 設(shè)該光線在D點(diǎn)的折射角為 如圖所示 根據(jù)折射定律有nsin sin 式中n為三棱鏡的折射率 由幾何關(guān)系可知 60 EOF 30 OEF中有EF OEsin EOF 由 式和題給條件得OE 2cm 根據(jù)題給條件可知 OED為等腰三角形 有 30 由 式得 n 解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)題設(shè)條件 畫(huà)出光路圖 利用圖中幾何關(guān)系 列方程求解 5 2018課標(biāo) 34 2 10分 如圖 ABC是一直角三棱鏡的橫截面 A 90 B 60 一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后 射到AC邊的E點(diǎn) 發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出 EG垂直于AC交BC于G D恰好是CG的中點(diǎn) 不計(jì)多次反射 求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角 為實(shí)現(xiàn)上述光路 棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍 解析本題考查光的折射和全反射 折射率 光線在BC邊上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n為棱鏡的折射率 i1和r1分別是該光線在BC邊上的入射角和折射角 光線在AC邊上發(fā)生全反射 由反射定律有r2 i2 式中i2和r2分別是該光線在AC邊上的入射角和反射角 光線在AB邊上發(fā)生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 答案 60 n 2 式中i3和r3分別是該光線在AB邊上的入射角和折射角 由幾何關(guān)系得i2 r2 60 r1 i3 30 F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 光線在AC邊上發(fā)生全反射 光線在AB邊上不發(fā)生全反射 有nsini2 nsinC nsini3 式中C是全反射臨界角 滿足nsinC 1 由 式知 棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為 n 2 解題關(guān)鍵畫(huà)圖是解決物理問(wèn)題的基本功對(duì)于幾何光學(xué)題 畫(huà)好光路圖是解題的關(guān)鍵 充分利用幾何知識(shí)便可順利解題 6 2017課標(biāo) 34 2 10分 一直桶狀容器的高為2l 底面是邊長(zhǎng)為l的正方形 容器內(nèi)裝滿某種透明液體 過(guò)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(diǎn)光源 已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的兩束光線相互垂直 求該液體的折射率 解析設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點(diǎn)的光線的入射角為i1 折射角為r1 在剖面內(nèi)作光源相對(duì)于反光壁的鏡像對(duì)稱點(diǎn)C 連接C D 交反光壁于E點(diǎn) 由光源射向E點(diǎn)的光線 反射后沿ED射向D點(diǎn) 光線在D點(diǎn)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 nsini2 sinr2 由題意知r1 r2 90 聯(lián)立 式得n2 由幾何關(guān)系可知sini1 答案1 55 sini2 聯(lián)立 式得n 1 55 解題關(guān)鍵正確畫(huà)出光路圖 由數(shù)學(xué)知識(shí)找出相關(guān)角的關(guān)系 7 2017課標(biāo) 34 2 10分 如圖 一半徑為R的玻璃半球 O點(diǎn)是半球的球心 虛線OO 表示光軸 過(guò)球心O與半球底面垂直的直線 已知玻璃的折射率為1 5 現(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 從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值 距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離 解析本題考查全反射 折射 折射率 折射定律 如圖 從底面上A處射入的光線 在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i 當(dāng)i等于全反射臨界角iC時(shí) 對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大 設(shè)最大距離為l i iC 設(shè)n是玻璃的折射率 由全反射臨界角的定義有nsiniC 1 由幾何關(guān)系有sini 聯(lián)立 式并利用題給條件 得 答案 R R 或2 74R l R 設(shè)與光軸相距的光線在球面B點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)的入射角和折射角分別為i1和r1 由折射定律有nsini1 sinr1 設(shè)折射光線與光軸的交點(diǎn)為C 在 OBC中 由正弦定理有 由幾何關(guān)系有 C r1 i1 sini1 聯(lián)立 式及題給條件得OC R 2 74R 8 2016課標(biāo) 34 2 10分 如圖 在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A 它到池邊的水平距離為3 0m 從點(diǎn)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 求池內(nèi)的水深 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(diǎn)光源A時(shí) 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 解析 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 90 由折射定律有nsini sin 由幾何關(guān)系有sini 式中 l 3m h是池內(nèi)水的深度 聯(lián)立 式并代入題給數(shù)據(jù)得h m 2 6m 設(shè)此時(shí)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 答案 2 6m 0 7m 45 由折射定律有nsini sin 式中 i 是光線在水面的入射角 設(shè)池底點(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)的水平距離為a 由幾何關(guān)系有sini x l a h 式中h 2m 聯(lián)立 式得x m 0 7m 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(huà)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 9 2007北京理綜 13 6分 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示 其內(nèi)芯和外套材料不同 光在內(nèi)芯中傳播 以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是 A 內(nèi)芯的折射率比外套大 光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B 內(nèi)芯的折射率比外套小 光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射C 內(nèi)芯的折射率比外套小 光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D 內(nèi)芯的折射率與外套相同 外套的材料有韌性 可以起保護(hù)作用 C組教師專用題組 答案A光導(dǎo)纖維要保證光能在內(nèi)芯中傳播 就要求光不能從外套射出 因此當(dāng)光射到內(nèi)芯和外套的界面上時(shí) 一定要發(fā)生全反射 光在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生全反射的條件是 光從折射率較大的介質(zhì)射向折射率較小的介質(zhì) 入射角大于等于臨界角 因此 要保證光能在內(nèi)芯與外套之間發(fā)生全反射 則要求內(nèi)芯的折射率一定要比外套的大 所以選項(xiàng)A正確 10 2016課標(biāo) 34 2 10分 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(guò)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(diǎn) 該光線的延長(zhǎng)線恰好過(guò)底面邊緣上的A點(diǎn) 求該光線從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角 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 有cos 即 30 由題意MA AB所以 OAM 60 設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn) 所考慮的光線的光路圖如圖所示 設(shè)光線在M點(diǎn)的入射角為i 折射角為r 在N點(diǎn)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 答案150 由折射定律有sini nsinr 代入題給條件n 得r 30 作底面在N點(diǎn)的法線NE 由于NE AM 有i 30 根據(jù)反射定律 有i 30 連接ON 由幾何關(guān)系知 MAN MON 故有 MNO 60 由 式得 ENO 30 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(duì)于入射光線的偏角 為 180 ENO 150 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(diǎn)的入射角i OMA 2 從AB面反射的光線經(jīng)過(guò)圓心O 故該反射光線會(huì)垂直球面射出球冠 評(píng)分參考 式各1分 1 2018北京理綜 15 6分 用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋 在光源與單縫之間加上紅色濾光片后 A 干涉條紋消失B 彩色條紋中的紅色條紋消失C 中央條紋變成暗條紋D 中央條紋變成紅色 考點(diǎn)二光的干涉 衍射和偏振A組自主命題 北京卷題組 答案D本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí) 屏上呈現(xiàn)彩色條紋 在光源與單縫間加紅色濾光片 光源發(fā)出的白光照射濾光片后 僅有紅光透過(guò)濾光片 故射到雙縫上的光為紅光 屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條紋 中央條紋為紅色 選項(xiàng)D正確 易錯(cuò)點(diǎn)撥雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中濾光片的作用不要把紅色濾光片誤認(rèn)為是 濾掉 紅光的濾光片 2 2011北京理綜 14 6分 如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 用綠光照射單縫S時(shí) 在光屏P上觀察到干涉條紋 要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣 可以 A 增大S1與S2的間距B 減小雙縫屏到光屏的距離C 將綠光換為紅光D 將綠光換為紫光 答案C由雙縫干涉條紋間距公式 x 可知 增大S1與S2的間距d x將減小 A項(xiàng)錯(cuò)誤 減小雙縫屏到光屏的距離L x將減小 B項(xiàng)錯(cuò)誤 紅光波長(zhǎng)大于綠光 變大 x將變大 C項(xiàng)正確 紫光波長(zhǎng)小于綠光 變小 x將變小 D項(xiàng)錯(cuò)誤 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 3 2014大綱全國(guó) 17 6分 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 一鈉燈發(fā)出的波長(zhǎng)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 x 可得雙縫間距d m 1 68 10 4m 選項(xiàng)C正確 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 4 2017課標(biāo) 34 1 5分 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(dòng)E 將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 解析本題考查雙縫干涉 由相鄰兩亮條紋間距 x 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(zhǎng) 而 紅 綠 藍(lán) 故選項(xiàng)A C D正確 答案ACD 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(zhǎng)大小關(guān)系 5 2010北京理綜 14 6分 對(duì)于紅 黃 綠 藍(lán)四種單色光 下列表述正確的是 A 在相同介質(zhì)中 綠光的折射率最大B 紅光的頻率最高C 在相同介質(zhì)中 藍(lán)光的波長(zhǎng)最短D 黃光光子的能量最小 答案C在紅 黃 綠 藍(lán)四種單色光中 藍(lán)光的折射率最大 頻率最高 波長(zhǎng)最短 光子能量最大 C組教師專用題組 1 2017北京理綜 18 6分 2017年年初 我國(guó)研制的 大連光源 極紫外自由電子激光裝置 發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm 1nm 10 9m 附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)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(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子 但又不會(huì)把分子打碎 據(jù)此判斷 能夠電離一個(gè)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 考點(diǎn)三光的粒子性A組自主命題 北京卷題組 答案B本題考查光子能量 由題意知 電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量 E h h 2 10 18J 故選項(xiàng)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(zhǎng)為 100nm 10 7m 照射不會(huì)把分子打碎 說(shuō)明光子能量幾乎全部用來(lái)使分子電離 所以只要計(jì)算激光脈沖光子能量即可 2 2013北京理綜 20 6分 0 53 以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng) 即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出 強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí) 用強(qiáng)激光照射金屬 由于其光子密度極大 一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能 從而形成多光子光電效應(yīng) 這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí) 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖 用頻率為 的普通光源照射陰極K 沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng) 換用同樣頻率 的強(qiáng)激光照射陰極K 則發(fā)生了光電效應(yīng) 此時(shí) 若加上反向電壓U 即將陰極K接電源正極 陽(yáng)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(chǎng) 逐漸增大U 光電流會(huì)逐漸減小 當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí) 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 2h WD 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(qiáng)激光能使其發(fā)生光電效應(yīng) 說(shuō)明一個(gè)電子吸收了多個(gè)光子 設(shè)吸收的光子個(gè)數(shù)為n 光電子逸出的最大初動(dòng)能為Ek 由光電效應(yīng)方程知 Ek nh W n 2 光電子逸出后克服電場(chǎng)力做功 由動(dòng)能定理知Ek eU 聯(lián)立上述兩式得U n 2 當(dāng)n 2時(shí) 即B選項(xiàng) 其他選項(xiàng)均不可能 考查點(diǎn)光電效應(yīng) 思路點(diǎn)撥電子一次吸收的能量只能是一個(gè)光子能量的整數(shù)倍 本題中倍數(shù)n 2 3 2018課標(biāo) 17 6分 用波長(zhǎng)為300nm的光照射鋅板 電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1 28 10 19J 已知普朗克常量為6 63 10 34J s 真空中的光速為3 00 108m s 1 能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為 A 1 1014HzB 8 1014HzC 2 1015HzD 8 1015Hz 答案B本題考查光電效應(yīng)規(guī)律 由光電效應(yīng)方程得Ek W0 而能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率 0應(yīng)滿足h 0 W0 聯(lián)立得 0 8 1014Hz 故選項(xiàng)B正確 方法技巧光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率即恰好發(fā)生光電效應(yīng)的條件 照射光的能量等于金屬的逸出功 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 4 2017課標(biāo) 19 6分 多選 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 分別用頻率為 a b的單色光a b照射到同種金屬上 測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub 光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb h為普朗克常量 下列說(shuō)法正確的是 A 若 a b 則一定有Ua b 則一定有Eka EkbC 若Ua b 則一定有h a Eka h b Ekb 答案BC本題考查光電效應(yīng)方程 對(duì)遏止電壓的理解 光照射到同種金屬上 同種金屬的逸出功相同 若 a b 據(jù)Ek h W0可知 Eka Ekb 則B項(xiàng)正確 由Ek eU 可知Ua Ub 則A項(xiàng)錯(cuò)誤 若Ua Ub 說(shuō)明Eka Ekb 則C項(xiàng)正確 由Ek h W0得h Ek W0 而同一種金屬W0相同 與入射光的頻率無(wú)關(guān) 故h a Eka h b Ekb 則D項(xiàng)錯(cuò)誤 歸納總結(jié)對(duì)光子能量 逸出功及最大初動(dòng)能的理解 同一種金屬逸出功相同 與入射光的頻率無(wú)關(guān) 遏止電壓只與光電子的最大初動(dòng)能有關(guān) eU Ek 光電效應(yīng)方程 h W0 Ek 5 2016課標(biāo) 35 1 5分 現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí) 有光電流產(chǎn)生 下列說(shuō)法正確的是 A 保持入射光的頻率不變 入射光的光強(qiáng)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(dòng)能變大D 保持入射光的光強(qiáng)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(qiáng)無(wú)關(guān) 答案ACE 解析保持入射光的頻率不變 入射光的光強(qiáng)變大 單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)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(wú)直接關(guān)系 故B錯(cuò) 由Ek h W 可知C正確 當(dāng)入射光的頻率小于金屬的極限頻率時(shí) 光電效應(yīng)不能發(fā)生 故D錯(cuò) 由eU mv2 h W得eU h W 可見(jiàn) 遏止電壓U隨 的增大而增大 與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān) 故E正確 知識(shí)歸納關(guān)于光電效應(yīng)的問(wèn)題 熟練掌握以下關(guān)系式很重要 h W mv2 h 0 W eU mv2 6 2015課標(biāo) 35 1 5分 0 445 實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性 下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是 A 電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B 射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡C 人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)D 人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān) 與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) 答案ACD 解析電子束通過(guò)雙縫產(chǎn)生干涉圖樣 體現(xiàn)的是波動(dòng)性 A正確 射線在云室中留下清晰的徑跡 不能體現(xiàn)波動(dòng)性 B錯(cuò)誤 衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性 C正確 電子顯微鏡利用了電子束波長(zhǎng)短的特性 D正確 光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性 E錯(cuò)誤 7 2015課標(biāo) 35 1 5分 0 425 在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率 的關(guān)系如圖所示 若該直線的斜率和截距分別為k和b 電子電荷量的絕對(duì)值為e 則普朗克常量可表示為 所用材料的逸出功可表示為 答案ek 2分 eb 3分 解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有Ekm h W0 又因?yàn)镋km eUc 得到Uc 所以 k h ek b W0 eb 8 2008北京理綜 13 6分 下列說(shuō)法正確的是 A 用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B 用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C 光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象D 門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象 答案A用分光鏡觀測(cè)光譜是利用了不同色光的折射率不同 A對(duì) 用X光機(jī)透視人體是利用了X光的穿透能力強(qiáng) B錯(cuò) 光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用了光的全反射現(xiàn)象 C錯(cuò) 門鏡擴(kuò)大視野利用了光的折射現(xiàn)象 D錯(cuò) 故選A C組教師專用題組 1 2018北京房山一模 20 熱反射玻璃一般是在玻璃表面鍍一層或多層諸如鉻 鈦或不銹鋼等金屬或其化合物組成的薄膜 使產(chǎn)品呈豐富的色彩 對(duì)于可見(jiàn)光有適當(dāng)?shù)耐干渎?對(duì)紅外線有較高的反射率 對(duì)紫外線有較高的吸收率 因此 也稱為陽(yáng)光控制玻璃 主要用于建筑和玻璃幕墻 其透視方向由光的強(qiáng)度決定 當(dāng)室外比室內(nèi)明亮?xí)r 單向透視玻璃與普通鏡子相似 室外看不到室內(nèi)的景物 但室內(nèi)可以看清室外的景物 而當(dāng)室外比室內(nèi)昏暗時(shí) 室外可看到室內(nèi)的景物 且室內(nèi)也能看到室外的景物 其清晰程度取決于室外照度的強(qiáng)弱 根據(jù)以上信息和你所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)判斷 下列說(shuō)法中不正確的是 考點(diǎn)一光的折射 全反射和色散 A組2016 2018年高考模擬 基礎(chǔ)題組 三年模擬 A 熱反射玻璃可以有效地阻止過(guò)強(qiáng)紫外線對(duì)人體的傷害B 熱反射玻璃應(yīng)該具有保溫隔熱作用C 熱反射玻璃和普通玻璃一樣 能有效地減弱噪聲D 熱反射玻璃的單向透視性不遵從光路可逆性 答案D熱反射玻璃吸收紫外線 則A正確 反射紅外線則射入室內(nèi) 射出室外的光中熱效應(yīng)顯著的紅外線很少 B正確 熱反射玻璃和普通玻璃一樣 能有效減弱噪聲 C正確 單向透視性主要是玻璃表面薄膜作用 但光路仍可逆 D錯(cuò)誤 審題技巧從題目所給材料中挖掘有用信息 2 2018北京海淀零模 16 如圖所示是一透明玻璃球體 其半徑為R O為球心 AB為水平直徑 M點(diǎn)是玻璃球的最高點(diǎn) 一條平行于AB的光線自D點(diǎn)射入球體內(nèi) 其折射光線為DB 已知 ABD 30 光在真空中的傳播速度為c 波長(zhǎng)為 則 A 此玻璃的折射率為B 光線從D傳播到B的時(shí)間是C 光在玻璃體內(nèi)的波長(zhǎng)為 D 光在B點(diǎn)會(huì)發(fā)生全反射 答案A由圖可知 折射角 ABD 30 AOD 2 ABD 入射角 AOD 60 折射率n A正確 由D傳播到B的時(shí)間t B錯(cuò)誤 C錯(cuò)誤 臨界角滿足sinC 臨界角C 30 光在B點(diǎn)不會(huì)發(fā)生全反射 D錯(cuò)誤 解題關(guān)鍵折射率的定義 光在介質(zhì)中的傳播速度及波長(zhǎng) 臨界角的定義 3 2018北京朝陽(yáng)二模 13 對(duì)于紅 藍(lán)兩種單色光 下列說(shuō)法正確的是 A 在水中紅光的傳播速度較大B 在水中藍(lán)光的傳播速度較大C 在真空中紅光的傳播速度較大D 在真空中藍(lán)光的傳播速度較大 答案A各種色光在真空中傳播速度都相同 為c 3 108m s 由色散規(guī)律可知水對(duì)藍(lán)光的折射率大 由n 可知A對(duì) 解題關(guān)鍵熟記色散現(xiàn)象結(jié)論 同一種介質(zhì)對(duì)不同色光折射率不同 且n紅 n藍(lán) 4 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(duì)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(zhǎng)為其在真空中波長(zhǎng)的一半 答案D該介質(zhì)對(duì)于這束單色光的折射率n 2 故A項(xiàng)錯(cuò)誤 由sinC 代入數(shù)據(jù)得sinC 則C 30 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí) 頻率不變 C項(xiàng)錯(cuò)誤 由c 0f和v f知 故 0 D項(xiàng)正確 5 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(gè)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(shí) 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^(guò)程中 在每?jī)蓪咏橘|(zhì)的分界面上發(fā)生折射時(shí) 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(shí) 發(fā)生全反射 之后的光路將與全反射之前對(duì)稱 可知 只有C選項(xiàng)滿足要求 6 2017北京豐臺(tái)一模 14 已知一束可見(jiàn)光m是由a b c三種單色光組成的 光束m通過(guò)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(shuō)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(guò)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(xiàng)錯(cuò)誤 由折射率的定義易知A項(xiàng)錯(cuò)誤 由n 可知C項(xiàng)錯(cuò)誤 由sinC 可知D項(xiàng)正確 考查點(diǎn)折射率 全反射 臨界角 審題技巧在對(duì)光學(xué)知識(shí)的考查中 常以白光通過(guò)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(shí)也和干涉 衍射 光電效應(yīng)現(xiàn)象組成光學(xué)類綜合問(wèn)題 7 2018北京西城二模 14 一束激光照在一個(gè)很小的圓盤上 在屏上觀察到如圖所示的圖樣 在影的中心有一個(gè)亮斑 這就是著名的 泊松亮斑 下列說(shuō)法正確的是 A 圓盤中心有個(gè)小孔 這是光的衍射現(xiàn)象B 圓盤中心是不透光的 這是光的衍射現(xiàn)象C 圓盤中心有個(gè)小孔 這是光的干涉現(xiàn)象D 圓盤中心是不透光的 這是光的干涉現(xiàn)象 考點(diǎn)二光的干涉 衍射和偏振 答案B小孔衍射圖樣正中心為較大的亮斑 圓盤衍射圖樣的正中心為較小的亮點(diǎn) 是光照在不透光的圓盤上產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象 B正確 解題關(guān)鍵小孔衍射與圓盤衍射的特點(diǎn) 8 2018北京東城一模 14 下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是 A 陽(yáng)光照射到樹(shù)葉上 在地面上形成圓形亮斑B 光照射細(xì)金屬絲 在其后形成的陰影中有亮線C 在陽(yáng)光照射下 肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋D 光照射到凸透鏡上 在其后形成圓形亮斑 答案BA項(xiàng)是光沿直線傳播的原理 C項(xiàng)是光的干涉 D項(xiàng)是光的折射 解題關(guān)鍵正確理解各種光現(xiàn)象的原理 9 2018北京豐臺(tái)一模 20 單縫衍射實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度 光的波長(zhǎng) 縫屏距離的關(guān)系 和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距 光的波長(zhǎng) 縫屏距離的關(guān)系相同 利用單縫衍射實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量金屬的線膨脹系數(shù) 線膨脹系數(shù)是表征物體受熱時(shí)長(zhǎng)度增加程度的物理量 如圖是實(shí)驗(yàn)的示意圖 擋光片A固定 擋光片B放置在待測(cè)金屬棒上端 A B間形成平直的狹縫 激光通過(guò)狹縫 在光屏上形成衍射圖樣 溫度升高 金屬棒膨脹使得狹縫寬度發(fā)生變化 衍射圖樣也隨之發(fā)生變化 在激光波長(zhǎng)已知的情況下 通過(guò)測(cè)量縫屏距離和中央亮條紋寬度 可算出狹縫寬度及變化 進(jìn)而計(jì)算出金屬的線膨脹系數(shù) 下列說(shuō)法正確的是 A 其他實(shí)驗(yàn)條件不變 使用激光波長(zhǎng)越短 中央亮條紋寬度越寬B 相同實(shí)驗(yàn)條件下 金屬的膨脹量越大 中央亮條紋寬度越窄C 相同實(shí)驗(yàn)條件下 中央亮條紋寬度變化越大 說(shuō)明金屬膨脹量越大D 其他實(shí)驗(yàn)條件相同 狹縫到光屏距離越大 測(cè)得金屬的線膨脹系數(shù)越大 答案C根據(jù)題意 單縫衍射形成的中央亮條紋寬度x 其他實(shí)驗(yàn)條件不變時(shí) 使用激光的波長(zhǎng)越短 x越小 A項(xiàng)錯(cuò)誤 相同實(shí)驗(yàn)條件下 金屬的膨脹量越大 造成單縫寬度d越小 x越大 B項(xiàng)錯(cuò)誤 相同實(shí)驗(yàn)條件下 中央亮條紋寬度變化越大 d變化越大 金屬膨脹量越大 C項(xiàng)正確 金屬的線膨脹系數(shù)取決于金屬的材料 與d L x均無(wú)關(guān) D項(xiàng)錯(cuò)誤 解題關(guān)鍵題目交代了單縫衍射實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度 光的波長(zhǎng) 縫屏距離的關(guān)系 和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距 光的波長(zhǎng) 縫屏距離的關(guān)系相同 金屬棒膨脹 單縫寬度d減小 可以由條紋寬度變化判斷出d變化情況 條紋越寬 說(shuō)明單縫越窄 金屬膨脹量越大 金屬線膨脹系數(shù)是表征金屬特征的物理量 由金屬材料性質(zhì)決定 10 2018北京西城一模 20 2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了三位美國(guó)科學(xué)家 以表彰他們?yōu)榘l(fā)現(xiàn)引力波所做的貢獻(xiàn) 引力波被認(rèn)為是時(shí)空彎曲的一種效應(yīng) 物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)給宇宙時(shí)空帶來(lái)擾動(dòng) 這種擾動(dòng)會(huì)以光速向外傳播能量 如圖為科學(xué)家們探測(cè)引力波的裝置示意圖 發(fā)射器發(fā)出的激光S經(jīng)半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1和S2 然后經(jīng)過(guò)4km長(zhǎng)的兩臂 在兩臂端點(diǎn)處經(jīng)反射鏡反射回來(lái) S1 和S2 相遇形成干涉 被探測(cè)器接收 精確調(diào)節(jié)兩臂 使探測(cè)器在無(wú)引力波作用時(shí) 接收到的信號(hào)強(qiáng)度為0 當(dāng)有引力波作用時(shí) 兩臂長(zhǎng)度將因此而發(fā)生改變 則接收到的信號(hào)強(qiáng)度不為0 下列說(shuō)法正確的是 A 引力波可以超光速傳播B 引力波不能傳播能量C 探測(cè)器接收到的兩束波的頻率相同D 無(wú)引力波作用時(shí)兩束激光到探測(cè)器的路程差為0 答案C由題意知引力波會(huì)以光速向外傳播能量 所以A B錯(cuò) 由題中信息 S1 和S2 相遇形成干涉 知兩束波的頻率相同 C對(duì) 無(wú)引力波作用時(shí) 接收信號(hào)強(qiáng)度為0 說(shuō)明兩列波疊加減弱 路程差應(yīng)為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 不可能為0 D錯(cuò) 解題關(guān)鍵認(rèn)真讀取信息 對(duì)干涉的理解 11 2017北京朝陽(yáng)一模 14 關(guān)于紅 紫兩束單色光 下列說(shuō)法正確的是 A 在空氣中紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)時(shí) 紅光的干涉條紋間距較小 答案A紅光的波長(zhǎng)比紫光的長(zhǎng) 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(cuò)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(cuò)誤 由 x 可知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí) 紅光的干涉條紋間距較大 故D錯(cuò)誤 12 2017北京石景山一模 13 下列說(shuō)法正確的是 A 光電效應(yīng)表明光具有波動(dòng)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(cuò) 干涉 衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性 B錯(cuò) 光從水中進(jìn)入空氣后頻率不變 速度變大 C正確 D錯(cuò)誤 考查點(diǎn)光的本性 光傳播時(shí)v 的情況 知識(shí)拓展同一種光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變 波長(zhǎng) 波速變化 同一種介質(zhì)對(duì)不同頻率的光折射率不同 光在其中的傳播速度不同 13 2017北京海淀二模 14 下列說(shuō)法中正確的是 A 水面漂浮的無(wú)色薄油膜在陽(yáng)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 射線與可見(jiàn)光相比更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象D 太陽(yáng)光譜中有一些清晰的暗線 這說(shuō)明太陽(yáng)中缺少與這些暗線對(duì)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) X 紫 B錯(cuò) 波長(zhǎng)長(zhǎng)的色光 更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 可 C錯(cuò) 太陽(yáng)光譜是吸收光譜 太陽(yáng)光譜中有一些清晰的暗線 說(shuō)明太陽(yáng)中具有與這些暗線對(duì)應(yīng)的元素 D錯(cuò) 14 2016北京海淀一模 20 1924年 德布羅意提出了物質(zhì)波理論 他假設(shè)實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子 如電子 質(zhì)子等 他認(rèn)為粒子的動(dòng)量p與波的波長(zhǎng) 之間遵從關(guān)系 h為普朗克常量 這一假說(shuō)后來(lái)在一系列實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí) 如圖甲所示 在電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 將電子垂直射向兩個(gè)緊靠的平行狹縫 電子發(fā)射端到兩狹縫距離相等 在縫后放上一個(gè)安裝有電子偵測(cè)器的屏幕 屏幕上的O點(diǎn)位于兩狹縫中心對(duì)稱軸的正后方 圖中未畫(huà)出 電子打到探測(cè)器上會(huì)在屏幕上出現(xiàn)亮點(diǎn) 在實(shí)驗(yàn)中 以速率v0發(fā)射電子 開(kāi)始時(shí) 屏幕上出現(xiàn)沒(méi)有規(guī)律的亮點(diǎn) 但是當(dāng)大量的電子到達(dá)屏幕之后 發(fā)現(xiàn)屏幕上不同位置出現(xiàn)亮點(diǎn)的概率并不相同 且沿垂直雙縫方向呈現(xiàn)出間隔分布 如圖乙所示 這種間隔分布類似于光的干涉中出現(xiàn)的明暗相間的條紋 則下列說(shuō)法中正確的是 乙 甲 A 以速率2v0發(fā)射電子 重復(fù)實(shí)驗(yàn) O點(diǎn)可能處在暗條紋上B 以速率2v0發(fā)射電子 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 所形成的條紋間距會(huì)變小C 若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方向移動(dòng)一段很小的距離 不改變狹縫和屏幕間的距離 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 如果屏幕上仍有間隔的條紋分布 則O點(diǎn)一定處在暗條紋上D 若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方向移動(dòng)一段很小的距離 不改變狹縫和屏幕間的距離 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 如果屏幕上仍有間隔的條紋分布 則O點(diǎn)一定處在明條紋上 答案B 當(dāng)以速率2v0發(fā)射電子時(shí) 減小 由 x 知B項(xiàng)正確 改變發(fā)射電子的速率 但O點(diǎn)到兩狹縫的距離差為0 則O點(diǎn)仍處在明條紋上 A錯(cuò) 若將兩個(gè)狹縫沿垂直縫的方向移動(dòng)一小段距離 屏幕上仍有干涉條紋 但O點(diǎn)處于明條紋上還是暗條紋上取決于O點(diǎn)到兩狹縫的距離差 C D項(xiàng)錯(cuò) 考查點(diǎn)物質(zhì)波 干涉 解題指導(dǎo)根據(jù) p mv 得 v越大 波長(zhǎng)越短 由相鄰干涉條紋間距 x 知 越小 x越小 根據(jù)波程差 s n 時(shí)為明條紋判斷O處明暗情況 15 2018北京西城一模 18 2016年9月25日 被譽(yù)為 中國(guó)天眼 的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡 簡(jiǎn)稱FAST 在貴州省平塘縣落成啟用 開(kāi)始接收來(lái)自宇宙深處的電磁波 中國(guó)天眼的存在 使得深空通訊能力延伸至太陽(yáng)系外緣行星 對(duì)探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義 如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬(wàn)瓦級(jí) 106W 的發(fā)射機(jī) 其發(fā)射的無(wú)線電波波長(zhǎng)為126厘米 那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為 取真空光速c 3 1m s 普朗克常量h 6 6 10 34J s A 1023B 1027C 1031D 1035 考點(diǎn)三光的粒子在 答案C設(shè)每秒發(fā)射的光子數(shù)為n 發(fā)射機(jī)每秒發(fā)射的總能量為 Pt nh 將題中數(shù)據(jù)代入得 n 6 36 1030 數(shù)量級(jí)更接近選項(xiàng)C 解題關(guān)鍵正確建立光子能量和發(fā)射功率的關(guān)系 16 2018北京房山一模 14 如圖所示 一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光a b 下列說(shuō)法正確的是 A 真空中 a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)B 在三棱鏡中a光傳播速度小于b光傳播速度C 在三棱鏡中a光的折射率大于b光的折射率D a光的光子能量小于b光的光子能量 答案D由圖可知na b 因n 則va vb 思路分析從圖中可見(jiàn)b光偏折更明顯 即可得na nb 分析時(shí)可假設(shè)b為紫光 a為紅光 17 2018北京海淀一模 17 用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱 光的頻率等物理量間的關(guān)系 電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示 則 A 通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由d到cB 電壓U增大 光電流I一定增大C 用同頻率的光照射K極 光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)D 光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng) 答案C光電子從K極逸出向A極運(yùn)動(dòng) 所以通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由c d A錯(cuò)誤 由乙圖可知U增大到某一數(shù)值后 I不再變大 B錯(cuò)誤 由光電效應(yīng)方程及遏止電壓可知 h W eUc 同頻率的光遏止電壓Uc相同 光電子最大初動(dòng)能相同 C正確 由圖乙可知U 0時(shí) I 0 光電效應(yīng)照樣發(fā)生 D錯(cuò)誤 解題關(guān)鍵熟知光電效應(yīng)方程及遏止電壓Uc的含義 18 2018北京房山二模 13 用電子做雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 下面三幅圖分別為100個(gè) 3000個(gè) 7000個(gè)左右的電子通過(guò)雙縫后 在膠片上出現(xiàn)的干涉圖樣 該實(shí)驗(yàn)表明 A 電子具有波動(dòng)性 不具有粒子性B 電子具有粒子性 不具有波動(dòng)性C 電子既有波動(dòng)性 又有粒子性D 電子到達(dá)膠片上不同位置的概率相同 答案C這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 電子到達(dá)膠片上不同位置的概率不同 個(gè)別電子呈現(xiàn)出粒子性 大量的電子呈現(xiàn)出波動(dòng)性 所以電子既有波動(dòng)性 又有粒子性 19 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(yàn)電器上 當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí) 發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度 則 A 鋅板帶正電 驗(yàn)電器帶負(fù)電B 若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板 驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)C 若改用紅外線照射鋅板 驗(yàn)電器的指針仍然會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D 這個(gè)現(xiàn)象可以說(shuō)明光具有波動(dòng)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(yàn)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(yàn)電器的指針不偏轉(zhuǎn) 該現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性 考查點(diǎn)光電效應(yīng) 易錯(cuò)提示鋅板中電子飛出 但不是轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上 注意與靜電感應(yīng)現(xiàn)象的區(qū)別 20 2016北京朝陽(yáng)一模 19 從1907年起 密立根就開(kāi)始測(cè)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(shí)加在電極K A之間的反向電壓 與入射光的頻率 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(yàn)愛(ài)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(shí)驗(yàn) 得到了某金屬的Uc 圖像如圖乙所示 下列說(shuō)法正確的是 甲 乙 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 答案A設(shè)金屬的逸出功為W0 截止頻率為 c 則W0 h c 光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek eUc 由光電效應(yīng)方程有Ek h W0 聯(lián)立兩式可得 Uc c 故Uc 圖線的斜率為 C D錯(cuò)誤 當(dāng)Uc 0時(shí) 可解得 c 此時(shí)讀圖可知 4 3 1014Hz 即金屬的截止頻率約為4 3 1014Hz 在誤差允許范圍內(nèi) 可以認(rèn)為A正確 B錯(cuò)誤 考查點(diǎn)光電效應(yīng) 圖像 思路分析由光電效應(yīng)方程h W0 Ek 當(dāng)Ek 0時(shí) 金屬的逸出功W0 h c 結(jié)合Ek eUc 得圖像的表達(dá)式Uc c 21 2017北京順義二模 20 二氧化碳對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁輻射 如紅外線 有較強(qiáng)的吸收作用 而對(duì)波長(zhǎng)較短的電磁輻射 如可見(jiàn)光 的吸收作用較弱 陽(yáng)光中多種波長(zhǎng)的電磁輻射透過(guò)大氣照到地球表面 使地面升溫 而地面的熱輻射是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁輻射 它不容易透過(guò)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(yáng)的熱輻射容易進(jìn)來(lái) 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(lái)由于人類的活動(dòng) 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(diǎn)及你所掌握的其他信息 判斷下列說(shuō)法正確的是 A 紅外線具有明顯的熱效應(yīng)是因?yàn)槠涔庾幽芰看笥诳梢?jiàn)光的光子能量B 溫室效應(yīng)是指二氧化碳對(duì)可見(jiàn)光吸收較弱 大量的可見(jiàn)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(dòng)頻繁 排出大量的二氧化碳 溫室效應(yīng)顯著 當(dāng)時(shí)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(guò)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 h h 紅外線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的長(zhǎng) 光子能量小 A項(xiàng)錯(cuò) B項(xiàng)對(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤 1 2016北京西城二模 14 下列幾個(gè)光現(xiàn)象中 屬于衍射現(xiàn)象的是 A 水中的氣泡看起來(lái)特別明亮B 白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶C 在陽(yáng)光照射下肥皂泡上出現(xiàn)彩色花紋D 通過(guò)兩支鉛筆夾成的狹縫看點(diǎn)亮的日光燈出現(xiàn)彩色條紋 答案D水中的氣泡看起來(lái)特別明亮是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀荼砻鏁r(shí)發(fā)生了全反射 白光通過(guò)三棱鏡后出現(xiàn)彩色光帶為色散現(xiàn)象 在陽(yáng)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(xiàng)描述現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象 B組2016 2018年高考模擬 綜合題組時(shí)間 45分鐘分值 70分 一 選擇題 每題6分 共48分 2 2017北京東城一模 14 如圖所示 將一個(gè)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(shí) 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(shí)折射角小于入射角 A正確 B錯(cuò)誤 C D選項(xiàng)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(shí)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(shuō)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(shí)驗(yàn) 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(shí) a光的臨界角較小 答案A由圖可知na b 由條紋間距公式 x 可知在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí) a光的干涉條紋間距較大 B錯(cuò) 又n 則va vb C錯(cuò) 由n 知 Ca Cb D錯(cuò) 4 2017北京朝陽(yáng)二模 14 如圖所示 ABC是一個(gè)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 現(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(zhǎng)變長(zhǎng) 答案B因n 故光從介質(zhì)射入空氣時(shí)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角 45 由題知光從AC面射向空氣時(shí)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(cuò)而B(niǎo)對(duì) 光從空氣射入介質(zhì)時(shí) 頻率不變而速度變小 由v f 可知 波長(zhǎng)變短 故C D錯(cuò)誤 5 2017北京豐臺(tái)二模 14 用某種頻率的光照射鋅板時(shí) 鋅板能發(fā)射出光電子 為了增大光電子的最大初動(dòng)能 下列辦法可行的是 A 增大入射光的強(qiáng)度B 增加入射光的照射時(shí)間C 用波長(zhǎng)更長(zhǎng)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h 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(dòng)能增大 6 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(qiáng)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(shuō)法正確的是 A 2 3為用黃光照射時(shí)得到的曲線 曲線2對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)B 2 3為用黃光照射時(shí)得到的曲線 曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)C 1 3為用黃光照射時(shí)得到的曲線 曲線1對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)D 1 3為用黃光照射時(shí)得到的曲線 曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng) 答案C由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程h W m及遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系qUc m知 因?yàn)樗{(lán)光h 大 同一金屬逸出功相同 光電子最大初動(dòng)能大 對(duì)應(yīng)的遏止電壓大 即2對(duì)應(yīng)藍(lán)光 1 3為黃光照射時(shí)得到的曲線 當(dāng)電壓為零時(shí) 1對(duì)應(yīng)的電流更大 說(shuō)明光電子數(shù)目更多 即光強(qiáng)較大 C正確 考查點(diǎn)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(qiáng)與光電流的關(guān)系 7 2017北京海淀一模 20 實(shí)驗(yàn)表明 光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時(shí) 光的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)或者不變 這種現(xiàn)象叫康普頓散射 該過(guò)程遵循能量守恒定律和動(dòng)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(guò)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(shí)驗(yàn)證實(shí) 關(guān)于上述逆康普頓散射 下列說(shuō)法中正確的是 A 該過(guò)程不遵循能量守恒定律B 該過(guò)程不遵循動(dòng)量守恒定律C 散射光中存在波長(zhǎng)變長(zhǎng)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 h 可知 散射光中存在頻率變大的成分 該過(guò)程仍遵循動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律 考查點(diǎn)動(dòng)量守恒的條件 光子的能量E h 解題關(guān)鍵 散射過(guò)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 8 2017北京西城一模 20 通電霧化玻璃是將液晶膜固化在兩片玻璃之間 經(jīng)過(guò)特殊工藝膠合一體成型的新型光電玻璃產(chǎn)品 被廣泛應(yīng)用于高檔辦公室 計(jì)算機(jī)機(jī)房 醫(yī)療機(jī)構(gòu) 商業(yè)展示等領(lǐng)域 能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求 我們將其工作原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型 在自然條件下 液晶層中的液晶分子無(wú)規(guī)則排列 玻璃呈乳白色 即不透明 像一塊毛玻璃 通電以后 彌散分布的液晶分子迅速?gòu)臒o(wú)規(guī)則排列變?yōu)橛幸?guī)則排列 整個(gè)液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃 結(jié)合以上內(nèi)容和你所學(xué)知識(shí) 關(guān)于通電霧化玻璃 你認(rèn)為下列敘述中比較合理的是 A 不通電時(shí) 入射光在液晶層發(fā)生了全反射 導(dǎo)致光線無(wú)法通過(guò)B 不通電時(shí) 入射光在液晶層發(fā)生了干涉 導(dǎo)致光線無(wú)法通過(guò)C 通電時(shí) 入射光在通過(guò)液晶層后方向發(fā)生了改變D 通電時(shí) 入射光在通過(guò)液晶層后按原有方向傳播 答案D不通電時(shí) 入射光在液晶層發(fā)生折射 各向?qū)?導(dǎo)致光線通過(guò)時(shí)方向雜亂 A B錯(cuò) 通電時(shí) 整個(gè)液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃 入射光通過(guò)后出射方向不變 D正確 考查點(diǎn)光的折射 解題關(guān)鍵自然條件下 玻璃不透明像一塊毛玻璃 但是透光 通電以后相當(dāng)于普通透明玻璃 類似于玻璃磚 9 10分 2018北京大興重點(diǎn)校月考 如圖所示 一玻璃球體的半徑為R O為球心 AB為直徑 來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出 出射光線平行于AB 另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射 已知 ABM 30 求 1 玻璃的折射率 2 球心O到BN的距離 二 非選擇題 共22分 解析 1 設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i 折射角為r 由幾何知識(shí)可知 i 30 r 60 根據(jù)折射定律得n 代入數(shù)據(jù)得n 2 光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射 則 BNO為臨界角CsinC 設(shè)球心到BN的距離為d 由幾何知識(shí)可知d RsinC聯(lián)立各式得d R 答案 1 2 R 10 12分 2017北京海淀重點(diǎn)校月考 波長(zhǎng) 0 71 10 2nm的倫琴射線使金箔發(fā)射光電子 電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 已知rB 1 88 10 4m T 電子質(zhì)量m 9 1 10 31kg 試求 1 光電子的最大初動(dòng)能 2 金屬的逸出功 3 該電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng) 解析 1 電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供m evB所以v 電子的最大初動(dòng)能Ek mv2 J 4 97 10 16J 3 1 103eV 2 入射光子的能量 h h eV 1 75 104eV根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得金屬的逸出功為W0 h Ek 1 44 104eV 3 該電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)為 m 2 2 10 11m 答案 1 3 1 103eV 2 1 44 104eV 3 2 2 10 11m 1 2015北京朝陽(yáng)二模 14 一束光從折射率為1 5的玻璃射向空氣 入射角為45 下列四幅光路圖中正確的是 C組教師專用題組 答案A光從玻璃斜射入空氣可能發(fā)生全反射 臨界角公式 sinC 又因?yàn)閟in45 所以C 45 入射角大于臨界角 所以發(fā)生了全反射 2 2015北京豐臺(tái)一模 14 如圖所示 一個(gè)玻璃三棱鏡的截面為等腰直角 ABC A為直角 玻璃三棱鏡的折射率為 此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊的中點(diǎn) 對(duì)這條光線進(jìn)入棱鏡之后的光路分析正確的是 A 直接射到AC邊上 發(fā)生全反射現(xiàn)象B 直接射到BC邊上 發(fā)生全反射現(xiàn)象C 直接射到AC邊上 部分光線從AC邊射出D 直接射到BC邊上 部分光線從BC邊射出 答案A由光路圖可知光線在AB邊上的入射角為45 由n 可知 該光線經(jīng)過(guò)AB邊后的折射角為30 則光線將會(huì)到達(dá)AC邊 且入射角為60 由sinC 可知光在該玻璃棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為45 故光線在AC邊上將發(fā)生全反射現(xiàn)象 故A正確 3 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 金屬的逸出功為W 普朗克常量為h 光電子的最大初動(dòng)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 h WB Ek h WC W Ek h D W Ek h 答案A由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知 A正確 4 2016北京海淀月考 用藍(lán)光照射某種金屬表面發(fā)生了光電效應(yīng) 現(xiàn)將該藍(lán)光的強(qiáng)度減弱 則 A 從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B 逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減少C 單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少D 有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 答案C發(fā)生光電效應(yīng)時(shí) 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知 光電子的最大初動(dòng)能為 Ek h W W為逸出功 由此可知光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光的頻率增大而增大 與光照強(qiáng)度及光照時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān) 故A B錯(cuò)誤 光照強(qiáng)度減弱 單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)目減小 因此單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目減小 故C正確 能否發(fā)生光電效應(yīng)與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān) 故D錯(cuò)誤 5 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(shí) A 速度相同 波長(zhǎng)相同B 速度不同 波長(zhǎng)相同C 速度相同 頻率相同D 速度不同 頻率相同 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(zhǎng) 因此光在水中的波長(zhǎng)小于在空氣中的 6 2017北京順義二模 15 下列說(shuō)法正確的是 A 用三棱鏡觀察太陽(yáng)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(jī)遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來(lái)?yè)Q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(yáng)光譜是利用光的折射現(xiàn)象 電視機(jī)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