北京版物理高考總復習專題十五光學（試題練）教學講練

1、物理高考總復習PAGE PAGE 19學好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題十五光學探考情悟真題【考情探究】考點考向10年考情預測熱度考題示例學業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點素養(yǎng)要素光的折射與全反射光的折射定律、折射率、色散2012北京理綜,14,6分2013北京理綜,14,6分2014北京理綜,20,6分334科學思維2017北京理綜,14,6分4科學推理測定玻璃的折射率2015北京理綜,21(1)3科學探究全反射、光導纖維光的波動性光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象2019北京理綜,14,6分2017北京理綜,20,6分34科學思維用雙縫干涉測光的波長2011北京理綜,14,6分2018北京理綜,15,6分33科學探究光的

2、粒子性光電效應(yīng)2017北京理綜,18,6分4科學推理愛因斯坦光電效應(yīng)方程2013北京理綜,20,6分2019北京理綜,19,6分44科學推理分析解讀本專題是高考的常考內(nèi)容,考查幾乎涉及本專題的所有考點,考題主要以基本概念的理解,基本規(guī)律的簡單應(yīng)用為主,難度較低。 主要考查考生的理解能力、提取信息能力、應(yīng)用基本規(guī)律分析綜合的能力、推理和簡單計算的能力。【真題探秘】破考點練考向【考點集訓】考點一光的折射與全反射1.如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,分成a、b兩束單色光,則下列說法中正確的是()A.a光的波長小于b光的波長B.a光的頻率大于b光的頻率C.在該玻璃磚中,a光的傳播速度比b光大D.在

3、真空中,a光的傳播速度比b光大答案C2.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,對于可見光有適當?shù)耐干渎?對紅外線有較高的反射率,對紫外線有較高的吸收率,因此,也稱為陽光控制玻璃,主要用于建筑和玻璃幕墻,其透視方向由光的強度決定。當室外比室內(nèi)明亮時,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。而當室外比室內(nèi)昏暗時,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光照強度的強弱。根據(jù)以上信息和你所學過的物理知識判斷,下列說法中不正確的是()A.熱反射玻璃可以有效地阻止過強紫外線對人

4、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D3.(2019朝陽二模,13)光由空氣進入半圓形玻璃磚,再由玻璃磚射入空氣中。下面四幅光路圖中,O點是半圓形玻璃磚某一截面的圓心,可能正確的是()答案B4.(2019石景山一模,15)如圖所示,一束可見光a從玻璃磚射向空氣,分成b、c兩束單色光。單色光b和c相比較,下列說法正確的是()A.在相同條件下進行雙縫干涉實驗,b光的干涉條紋間距較大B.真空中b光的波長較小C.玻璃磚中b光的速度較小D.從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時,b光的臨界角較小答案A考點二光的波動性1

5、.(2019豐臺一模,15)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣,設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為x,若x甲x乙,比較甲、乙兩種單色光,下列說法正確的是()A.真空中甲光的波長較短B.甲光的光子能量較小C.甲光發(fā)生全反射時的臨界角較小D.甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,而乙光不能答案B2.(2018朝陽一模,14)下面是四種與光有關(guān)的事實:白光通過棱鏡在屏上呈現(xiàn)彩色;雨后的天空出現(xiàn)彩虹;肥皂泡的表面呈現(xiàn)彩色;白光通過雙縫在光屏上呈現(xiàn)彩色條紋。其中,與光的干涉有關(guān)的是() A.B.C.D.答案D3.(2018豐臺一模,20)單縫衍射實驗中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長、

6、縫屏距離的關(guān)系,和雙縫干涉實驗中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長、縫屏距離的關(guān)系相同。利用單縫衍射實驗可以測量金屬的線膨脹系數(shù),線膨脹系數(shù)是表征物體受熱時長度增加程度的物理量。如圖是實驗的示意圖,擋光片A固定,擋光片B放置在待測金屬棒上端,A、B間形成狹縫,激光通過狹縫,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。在激光波長已知的情況下,通過測量縫屏距離和中央亮條紋寬度,可算出狹縫寬度及變化,進而計算出金屬的線膨脹系數(shù)。下列說法正確的是()A.其他實驗條件不變,使用激光波長越短,中央亮條紋寬度越寬B.相同實驗條件下,金屬的膨脹量越大,

7、中央亮條紋寬度越窄C.相同實驗條件下,中央亮條紋寬度變化越大,說明金屬膨脹量越大D.其他實驗條件相同,狹縫到光屏距離越大,測得金屬的線膨脹系數(shù)越大答案C4.(2018豐臺期末,3)如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光,則()A.a光的頻率大于b光的頻率B.若a光是藍色光,則b光可能是黃色光C.若兩種光通過相同雙縫,則a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光大D.若a光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案C5.(2019順義二模,14)在實驗條件完全相同的情況下,分別用紅光和紫光做實驗進行比較,得到四個實驗結(jié)論。以下是對四個實驗結(jié)論的描述,其中正確的是()A

8、.通過平行玻璃磚后,紅光發(fā)生的側(cè)移量較大 B.通過三棱鏡后,紫光偏折的程度比紅光大C.在雙縫干涉實驗中,光屏上紫光的干涉條紋間距較寬D.若紫光照射到某金屬表面有光電子逸出,則紅光照射該金屬也一定有光電子逸出答案B考點三光的粒子性1.(2019豐臺二模,13)下列現(xiàn)象中,光表現(xiàn)出具有粒子性的是()A.偏振現(xiàn)象B.干涉現(xiàn)象C.多普勒效應(yīng)D.光電效應(yīng)答案D2.(2019海淀二模反饋,15)如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗電器上,再用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸驗電器使其指針張開。當用某頻率的紫外線照射鋅板時,發(fā)現(xiàn)驗電器指針先閉合,再張開,下列說法正確的是()A.紫外線照射前驗電器帶負電,鋅板不帶電B.

9、紫外線照射后驗電器指針閉合,是因為紫外線中含有正電荷C.紫外線照射后驗電器指針閉合,是因為有電子從鋅板表面逸出D.若改用紅光照射鋅板,驗電器的指針也一定會閉合答案C3.(2018東城二模,14)用藍光照射一光電管,有光電效應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生。欲使光電子逸出時最大初動能增大,下列方法有效的是()A.改用紫光照射B.改用紅光照射C.延長藍光的照射時間D.增大藍光的強度答案A4.(2018房山二模,13)用電子做雙縫干涉實驗,下面三幅圖分別為100個、3 000個、7 000個左右的電子通過雙縫后,在膠片上出現(xiàn)的干涉圖樣。該實驗表明()A.電子具有波動性,不具有粒子性B.電子具有粒子性,不具有波動性C.電子

10、既有波動性,又有粒子性D.電子到達膠片上不同位置的概率相同答案C5.(2019懷柔零模,15)如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗電器上。當用紫外線照射鋅板時,發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則()A.鋅板帶正電,驗電器帶負電B.從鋅板逸出的光電子的動能都相等C.撤去光源,將毛皮摩擦過的橡膠棒與鋅板接觸,發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏角不變D.撤去光源,將毛皮摩擦過的橡膠棒與鋅板接觸,發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏角會變小答案D煉技法提能力【方法集訓】方法1光的折射定律、全反射及色散知識綜合分析法1.如圖所示,半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚,在O點發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光

11、帶。若入射點由A向B緩慢移動,并保持白光沿半徑方向入射到O點,觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完全消失之前,反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是() A.減弱,紫光B.減弱,紅光C.增強,紫光D.增強,紅光答案C2.一個等腰直角三棱鏡的截面如圖所示,一細束藍光從AC面的P點沿平行底面AB方向射入棱鏡后,經(jīng)AB面反射,再從BC面的Q點射出,且有PQAB(圖中未畫光在棱鏡內(nèi)的光路)。如果將一細束綠光仍從P點沿平行底面AB方向射入三棱鏡,則從BC面射出的光線()A.仍從Q點射出,出射光線平行于ABB.仍從Q點射出,出射光線不平行于ABC.可能從Q點射出,出射光線平行于ABD.可能從Q點

12、射出,出射光線平行于AB答案D方法2有關(guān)光的能量問題的綜合分析方法太陽光垂直射到地面上時,地面上1 m2接收的太陽光的功率為1.4 kW,其中可見光部分約占45%。(1)假如認為可見光的波長約為0.55 m,日、地間距離R=1.51011 m。普朗克常量h=6.610-34 Js,取3.14,估算太陽每秒輻射出的可見光光子數(shù)為多少?(2)若已知地球的半徑為6.4106 m,估算地球接收的太陽光的總功率。答案(1)4.91044個(2)1.81014 kW【五年高考】A組自主命題北京卷題組 1.(2017北京理綜,14,6分)如圖所示,一束可見光穿過平行玻璃磚后,變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b

13、是藍光,則光束a可能是() A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光答案D2.(2018北京理綜,15,6分)用雙縫干涉實驗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.中央條紋變成紅色答案D3.(2019北京理綜,14,6分)利用圖1所示的裝置(示意圖),觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學元件說法正確的是()圖2A.甲對應(yīng)單縫,乙對應(yīng)雙縫B.甲對應(yīng)雙縫,乙對應(yīng)單縫C.都是單縫,甲對應(yīng)的縫寬較大D.都是雙縫,甲對應(yīng)的雙縫間距較大答案A4.(2017北京理綜,18,6分)2

14、017年年初,我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100 nm(1 nm=10-9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖。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。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.610-34 Js,真空光速c=3108 m/s)()A.10-21 JB.10-18 JC.10-15 JD.10-12 J答案B5.(2019北京理綜,19,6分)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當入射光照在管中

15、金屬板上時,可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光B.兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0 eV,逸出光電子的最大動能為1.9 eVD.若入射光子的能量為5.0 eV,相對光強越強,光電流越大答案BB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 1.(2018課標,17,6分)用波長為300 nm的光照射鋅板,電

16、子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810-19 J。已知普朗克常量為6.6310-34 Js,真空中的光速為3.00108 ms-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.11014 HzB.81014 HzC.21015 HzD.81015 Hz答案B2.(2017課標,19,6分)(多選)在光電效應(yīng)實驗中,分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A.若ab,則一定有Uab,則一定有EkaEkbC.若UaUb,則一定有Ekab,則一定有ha-Ekahb-Ekb答

17、案BC3.2019江蘇單科,13B(2)將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當縫的寬度(選填“遠大于”或“接近”)光波的波長時,這種現(xiàn)象十分明顯。答案衍射接近4.2018課標,34(1),5分如圖,ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面,A=30。一束紅光垂直AB邊射入,從AC邊上的D點射出,其折射角為60,則玻璃對紅光的折射率為。若改用藍光沿同一路徑入射,則光線在D點射出時的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60。答案3大于5.2015課標,35(1),5分在某次光電效應(yīng)實驗中,得到的遏止電壓U

18、c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)C組教師專用題組1.(2014北京理綜,20,6分)以往,已知材料的折射率都為正值(n0)。現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料,其折射率可以為負值(n0),稱為負折射率材料。位于空氣中的這類材料,入射角i與折射角r依然滿足sinisinr=n,但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料對此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波

19、穿過該材料的傳播路徑的示意圖是答案B2.(2013北京理綜,20,6分)以往我們認識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認識,用強激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實驗證實。光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖。用頻率為的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同樣頻率的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負極,在K、A之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U,光電流會逐漸減小;當光電流恰

20、好減小到零時,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=he-WeB.U=2C.U=2h-WD.U=5h2答案B3.(2019江蘇單科,13,12分)如圖所示,某L形透明材料的折射率n=2?，F(xiàn)沿AB方向切去一角,AB與水平方向的夾角為。為使水平方向的光線射到AB面時不會射入空氣,求的最大值。答案 604.2019課標,34(2)如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,A=90,B=30。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡,然后垂直于AC邊射出。()求棱鏡的折射率;()保持AB邊上的入射點不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出。求

21、此時AB邊上入射角的正弦。答案()3()3【三年模擬】時間:30分鐘分值:54分選擇題(每小題6分,共54分)1.(2018朝陽二模,13)對于紅、藍兩種單色光,下列說法正確的是()A.在水中紅光的傳播速度較大B.在水中藍光的傳播速度較大C.在真空中紅光的傳播速度較大D.在真空中藍光的傳播速度較大答案A2.(2018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點是玻璃球的最高點,一條平行于AB的光自D點射入球體內(nèi),其折射光線為DB,已知ABD=30,光在真空中的傳播速度為c、波長為,則()A.此玻璃的折射率為3B.光從D傳播到B所用的時間是3C.光在玻璃球

22、內(nèi)的波長為3D.光在 B點會發(fā)生全反射答案A3.(2019西城二模,14)如圖所示,一束光射向半圓形玻璃磚某一截面的圓心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.a光的頻率大于b光的頻率B.a光光子能量大于b光光子能量C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率答案C4.(2019延慶一模,15)m、n兩種單色光以相同的入射角和入射點從空氣斜射向截面為長方形的玻璃磚,其光路如圖所示。關(guān)于m、n兩種單色光,下列說法正確的是()A.玻璃磚對m光的折射率較小B.m光的光子能量較小C.對同一雙縫干涉裝置,m光的干涉條紋間距較小D.m光在該玻璃中的傳播速度較大答案C5.(2018昌平二模,20)為證明實物粒子也具有波動性,某實驗小組用電子束做雙縫干涉實驗。實驗時用50 kV電壓加速電子束,然后垂直射到間距為1