物理選修35光學試題詳解

光學單元測試一、選擇題（每題3分，共60分）1．光芒以某一入射角從空氣射人折射率為3的玻璃中，已知折射角為30°，則入射角等于（）°°°°2．紅光和紫光對比，（）紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中流傳時紅光的速度較大紅光光子的能量較?。辉谕环N介質(zhì)中流傳時紅光的速度較大C.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中流傳時紅光的速度較小D.紅光光子的能量較??；在同一種介質(zhì)中流傳時紅光的速度較小3．一束復色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，空氣其流傳方向如下圖。設(shè)玻璃對a、b的折射率分別為na和nb，a、b在玻璃中的流傳速度分別為v和v，則（）玻璃babaA．n>nB．n<nC．v>vD．v<vbbababaa4．兩種單色光由水中射向空氣時發(fā)生全反射的臨界角分別為θ1、θ2。用n1、n2分別表示水對兩單色光的折射率，v、v分別表示兩單色光在水中的流傳速度（）12A.nl＜n2、v1＜v2＜n2、v1>v2>n2、v1＜v2>n2、v1>v25．如下圖，一束細的復色光從空氣中射到半球形玻璃體球心O點，經(jīng)折射分為a、b兩束光，分別由P、Q兩點射出玻璃體。PP’、QQ’均與過O點的界面法線垂直。設(shè)光芒a、b在玻璃體內(nèi)穿行所用時間

O分別為ta、tb，則ta:tb等于（）P’P（A）’:’（B）’:’Q’QaQQPPPPQQb（C）OP’:OQ’（D）OQ’:OP’6．圖示為向來角棱鏡的橫截面，bac90,abc60。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡資料的折射率n=2，若不考試原入射光在bc面上的反射光，則有光芒（）aA．從ab面射出B．從ac面射出C．從bc面射出，且與bc面斜交bocD．從bc面射出，且與bc面垂直7．一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分紅兩束單色光a、b。已知a光的頻次小于b光的頻次。以下哪個光路圖可能是正確的？（）8．如下圖，一束白光經(jīng)過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，以下說法正確的選項是（）Ａ．紅光的偏折最大，紫光的偏折最小Ｂ．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大Ｃ．玻璃對紅光的折射率比紫光大Ｄ．玻璃中紫光的流傳速度比紅光大9．在以下各組的兩個現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光擁有顛簸性的是（）A.光的折射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象B.光的反射現(xiàn)象、干預現(xiàn)象C.光的衍射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象D.光的直線流傳現(xiàn)象、光電效應現(xiàn)象10．光纖通訊是一種現(xiàn)代通訊手段，它能夠供給大容量、高速度、高質(zhì)量的通服氣務(wù)。當前，我國正在鼎力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通訊網(wǎng)絡(luò)。以下說法正確的選項是（）Ａ．光纖通訊利用光作為載體來流傳信息Ｂ．光導纖維傳達光信號是利用光的衍射原理Ｃ．光導纖維傳達光信號是利用光的色散原理Ｄ．當前寬泛應用的光導纖維是一種特別細的特制玻璃絲11．現(xiàn)用電子顯微鏡觀察線度為d的某生物大分子的構(gòu)造。為知足丈量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為d/n，此中n>1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加快電壓應為（）221n2h2mdh32h2n2h2dAmed2Bn2e3C2men2D2med212．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱衷子研究晶體的構(gòu)造，由于熱衷子的德布羅意波長與晶體中原子間距鄰近．已知中子質(zhì)量m=1．67x10—27kg，普朗克常量h=6．63x10—34J·s，可以估量德布羅意波長λ=1．82x10-10m的熱衷子動能的數(shù)目級為（）(A)10—17J(B)10—19J(C)10—21J(D)10—24J13．已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應的極限頻次為υ0，當用頻次為2υ0的單色光照耀該金屬時，必定能產(chǎn)生光電子B當用頻次為2υ0的單色光照耀該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hυ0當照耀光的頻次υ大于υ0時，若υ增大，則逸出功增大14．水的折射率為n，距水面深h處有一個點光源，岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形地區(qū)的直徑為htan(arcsin

1)

htan(arcsinn)nhtan(arccos

1)

hcot(arccosn)n15.為了察看到納米級的細小構(gòu)造，需要用到分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡，說法中正確的選項是（）A、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長能夠比可見光短，所以不簡單發(fā)生顯然衍射

以下B、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長能夠比可見光長，所以不簡單發(fā)生顯然衍射C、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長能夠比可見光短，所以更簡單發(fā)生顯然衍射D、電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長能夠比可見光長，所以更簡單發(fā)生顯然衍射16．人類對光的天性的認識經(jīng)歷了波折的過程。以下對于光的天性的陳說切合科學規(guī)律或歷史事實的是（A）牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”實質(zhì)上是同樣的．（B）光的雙縫干預實驗顯示了光擁有顛簸性．（C）麥克斯韋預知了光是一種電磁波．（D）光擁有波粒兩象性性．17．空氣中兩條光芒a和b從方框左邊入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光芒如圖1所示。方框內(nèi)有兩個折射率n=的玻璃全反射棱鏡。圖2給出了兩棱鏡四種擱置方式的表示圖，此中能產(chǎn)生圖1成效的是．兩束不一樣頻次的單色光a、b從空氣射入水中，發(fā)生了圖所示的折射現(xiàn)象（>）。下18列結(jié)論中正確的選項是A．光束b的頻次比光束a低B．在水中的流傳速度，光束a比光束b小C．水對光束a的折射率比水對光束b的折射率小D．若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角比光束a的臨界角大．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為abc.用b光束照耀19某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應.若分別用a光束和c光束照耀該金屬，則能夠判定光束照耀時，不可以發(fā)生光電效應光束照耀時，不可以發(fā)生光電效應光束照耀時，開釋出的光電子數(shù)目最多光束照耀時，開釋出的光電子的最大初動能最小△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN,在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的狀況如題20圖所示，由此可知A.棱鏡內(nèi)a光的流傳速度比b光的小B.棱鏡內(nèi)a光的流傳速度比b光的大光的頻次比b光的高光的波長比b光的長題號12345678910答案題號11121314151617181920答案二、計算題（共40分）21．人們發(fā)現(xiàn)光電效應擁有剎時性和對各樣金屬都存在極限頻次的規(guī)律。請問誰提出了何種學說很好地解說了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色紫外線照耀鋅板時，逸出光電子的最大速度為106m/s，求該紫外線的波長（電子質(zhì)量me9.111031kg，普朗克常量h6.631034Js，1eV1.601019J）22．如下圖，一路燈距地面的高度為h，身高為l的人以速度v勻速行走．試證明人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\動；求人影長度隨時間的變化率。23．如下圖，一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿折射率n=2的透明液體，容器底部正中央O點處有一點光源S，平面鏡MN與底面成45°角擱置，若容器高為2dm，底邊半徑為（1+3）dm，OM=1dm，在容器中央正上方1dm處水平擱置一足夠長的刻度尺，求光源S發(fā)出的光芒經(jīng)平面鏡反射后，照耀到刻度尺的長度。（不考慮容器側(cè)壁和液面的反射）24．一種用于激光治療的氦分子激光器，輸出波長的激光，激光脈沖的時間約為10-9s，輸出脈沖時的功率為106W，每秒輸出的脈沖個數(shù)是100個。1）這類激光的頻次是多少？屬于電磁波譜中的哪個波段？2）這類激光器的均勻輸出功率是多少？25．如下圖，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光芒DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點，DC與AB的距離H=3R/2，若DC光芒進入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時，從球內(nèi)折射出的光芒與入射光芒平行，作出光路圖，并算出介質(zhì)的折射率。26．1801年，托馬斯·楊用雙縫干預實驗研究了光波的性質(zhì)．1834年，洛埃利用單面鏡同樣獲得了楊氏干預的結(jié)果(稱洛埃鏡實驗)．(1)洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡．試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上訂交的地區(qū)．(2)設(shè)光源

S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為

a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干預條紋．寫出相鄰兩條亮紋

(或暗紋

)間距離

x的表達式．答案：題號答案題號答案

1C11D

2B12C

3AD13AB

4B14A

5A15A

6BD16BCD

7B17B

8B18C

9C19A

10AD20BD21．3．23*10-7m22、(1)

設(shè)t＝0時刻，人位于路燈的正下方

O處，在時刻

t，人走到

S處，依據(jù)題意有OS＝vt

①過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點

M為t

時刻人頭頂影子的地點，如圖

l所示，OM為頭頂影子到0點的距離．由幾何關(guān)系，有解式①、②得。因OM與時間成正比，故人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\動。由圖l可知，在時刻t，人影的長度為SM，由幾何關(guān)系，有SM=OM－OS③由式①～③得所以影長SM與時間t成正比，影長隨時間的變化率。解：光路如圖，光芒經(jīng)反射后抵達介質(zhì)與空氣的界面時，入射角i’=r，由折射定律可得折射角r’=i，折射光芒PQ與入射光芒DC平行，則∠POA=∠COA=isini=H/R=3R/2R=3/2i=600，折射角r=i/2=300sinr=1/2折射率sini/sinr=323、解：作圖找