（新課標(biāo)）2013年高考物理 考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 光學(xué) (2)

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1、新課標(biāo)2013年高考考前預(yù)測(cè)核心考點(diǎn)專項(xiàng)突破 光學(xué) 光的波動(dòng)性以及光的粒子性三部分,高考對(duì)本考點(diǎn)的考查一般以選項(xiàng)題的形式出現(xiàn)，重點(diǎn)放在考查光學(xué)一些重要的規(guī)律和概念上，注重課本，加強(qiáng)理解；“考課本”、“不回避陳題”是高考對(duì)光學(xué)命題的特點(diǎn)。 “聯(lián)系實(shí)際、聯(lián)系生活、聯(lián)系高科技”已成為高考命題的新趨向；也是這幾年光學(xué)命題的熱點(diǎn)．目前高考中幾何光學(xué)已淡化了“像”的概念，側(cè)重于“光路”的考查（折射、全反射、棱鏡等），一般是考查光線的去向的定性分析和定量計(jì)算問題；同時(shí)幾何光學(xué)還常與力學(xué)中的直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、萬有引力定律等相結(jié)合命題，考查學(xué)生的分析綜合能力，估計(jì)以后高考試題不會(huì)有太大的變化，但

2、會(huì)加強(qiáng)對(duì)光學(xué)的物理規(guī)律的理解和對(duì)物理現(xiàn)象、物理情景的分析能力的考查。光的波動(dòng)內(nèi)容近兩年命題頻率較高，對(duì)光的波動(dòng)性進(jìn)行考查，主要是以干涉和衍射以及電磁波譜知識(shí)為要點(diǎn),考查波動(dòng)光學(xué)的一些初步理論、以及建立這些理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和一些重要的物理現(xiàn)象；尤其是波動(dòng)光學(xué)近年新增知識(shí)點(diǎn)有“雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系”、 “光的偏振現(xiàn)象”、“物質(zhì)波”、“激光的特性及應(yīng)用”等也在高考中有所體現(xiàn)．光的粒子性主要考查光電效應(yīng)規(guī)律理解和愛因斯坦光電效應(yīng)方程的熟練應(yīng)用． 第一部分 高考題薈萃 考點(diǎn)1 光的折射和全反射 1.某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖所

3、示，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是（ B ） A．24m B．32m C．40m D．48m 解析：本題考查平面鏡成像.從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8cm,第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像,第3個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm. 2.一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末畫出），AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長度相

4、等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則 （ BD ） A. 從BC邊折射出束寬度與BC邊長度相等的平行光 B. 屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度 C. 屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度 D. 當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大 解析：本題考查光的折射和全反射.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長度,B對(duì).D正確。 3.（1）在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹

5、是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的 上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中 不同。 答案：（1）界面，傳播速度 4.如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R＝r?，F(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t，若真空中的光速為c，則 （ AB ） A. n可能為 B. n可能為2 C. t可能為 D. t可能為 解

6、析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°，反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°，再根據(jù)n＝可知n≥；光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L＝4r，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝L/V＝4nr/c，則t≥4r/c，CD均錯(cuò)。 5.如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面的單色光從空氣射向點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊的夾角為，、分別為邊、的中點(diǎn)，則（ AC ） A．該棱鏡的折射率為 B．光在點(diǎn)發(fā)生全反射 C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小 D．從點(diǎn)出射的光束與入射到點(diǎn)的光束平行 解析：在E點(diǎn)作出法結(jié)線可知入射角為60o?，折射角為30o，折射率為；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨

7、界角，不會(huì)發(fā)生全反射，B錯(cuò)；由公式，可知C對(duì)；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會(huì)與入射到點(diǎn)的光束平行，故D錯(cuò)。 6.（物理——物理3-４）（2）一束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱比，圖2為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角α，光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射角為，α的值。 圖2 解析： （2）當(dāng)光線在水面發(fā)生全放射時(shí)有，當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律有，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。 考點(diǎn)：光的折射和全放射 7.（1）如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)

8、，則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為 。（填寫選項(xiàng)前的字母） （A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c （3）圖丙是北京奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長度，若已知水的折射率為，請(qǐng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 答案：（1）D；（3）設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為折射定律 幾何關(guān)系 得 取，解得（都算對(duì)） 解析：（1）根據(jù)愛因

9、斯坦相對(duì)論，在任何參考系中，光速不變。D項(xiàng)正確。 (3)根據(jù)題意能畫出光路圖，正確使用物象比解決本題的關(guān)鍵。 設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為，光路如圖： 折射定律 幾何關(guān)系 得 取，解得 （本題為估算題，在取運(yùn)動(dòng)員實(shí)際長度時(shí)可以有一個(gè)范圍，但要符合實(shí)際，故求得h值可以不同均可） 8.如圖，一透明半圓柱體折射率為，半徑為R、長為L。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出。球該部分柱面的面積S。 解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，為半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全反射條件，由折射定律有 式中，為全反射臨界角。由

10、幾何關(guān)系得 ② ③ 代入題所給條件得 ④ 9.一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30o，斜邊AB＝a。棱鏡材料的折射率為n=。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45o的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）。 解析： 設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得 ① 由已知條件及①式得 ② 如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得

11、 ③ 即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)的位置。 如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D。 由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角 ④ 設(shè)全發(fā)射的臨界角為，則 ⑤ 由⑤和已知條件得 ⑥ 因此，光在D點(diǎn)全反射。 設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得 ∠DEB= ⑦ ⑧ 聯(lián)立③⑦⑧式得 ⑨ 即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)的位置。 10.

12、一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入，穿過玻璃磚自下表射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中（ B ） A.t1始終大于t2 B.t1始終小于t2 C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2 解析：設(shè)折射角為α，玻璃磚的厚度為h，由折射定律n= ，且n= ，在玻璃磚中的時(shí)間為t= ，聯(lián)立解得t2∝，紅光頻率較小，θ為零時(shí)，t1＜t2，θ為90°時(shí)，趨近漸近線，初步判定該

13、函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過帶入θ為其它特殊值，仍然有t1＜t2，故B對(duì)。 11.一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是 （ D ） A.紅光以30°的入射角入射 B.紅光以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?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大，A、B項(xiàng)錯(cuò)；設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離,可見對(duì)于同一種色光,入射角越大,側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。 12.如圖，

14、一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為 ( C ) O 60° A B C D A. B.1.5 C. D.2 解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平 行于入射光線，故，所以，玻璃的折射率 . 13.如圖是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、 GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋O

15、M,則光線 ( B ) A.不能從圓孤射出 B.只能從圓孤射出 C.能從圓孤射出 D.能從圓孤射出 解析：本題考查光的折射有關(guān)的知識(shí)，本題為中等難度題目。由該棱鏡的折射率為 可知其臨界角C滿足：,可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。 14.一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角。 解析：設(shè)入射光線與1

16、/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角α為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。 又由△OBC知sinα= ① 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得 ② 由①②式得 ③ 由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30°。由折射定律得

17、 ⑤ 因此，解得. 本題考查幾何光學(xué)知識(shí)，通過畫光路圖，根據(jù)折射定律，由幾何關(guān)系列式求解。 15.麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。 （1）一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖1所示.求該光波的頻率。 （2）圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條 平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖.并標(biāo)出出射

18、光線與 界面法線夾角的度數(shù)。 答案 見解析 解析：(l）設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長為λ.頻率為f，則 f= ① v= ② 聯(lián)立①②式得f＝ ③ 從波形圖上讀出波長λ=4×10-7m，代人數(shù)據(jù)解得 f =5×1014Hz ④ （2）光路如圖所示 16.（1）大海中航行的輪船，受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí)，為了防止傾覆，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和 ，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖

19、擺的 。 （2）光纖通信中,光導(dǎo)纖維遞光信號(hào)的物理原理是利用光的 現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光從光密介質(zhì)射向 ，且入射角等于或大于 。 答案 （1）速度 頻率 （2）全反射 光疏介質(zhì) 臨界角 考點(diǎn)2 光的波動(dòng)性 17.如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用長更___________（填長、短）的單色光，或是使雙縫與光屏間的距離___________（填增大、減?。?。 答案：長，增大。 解析：依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律，可知要使干涉條紋的間距變大，需要改用波

20、長更長的單色光，應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。 18.已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光 （ C ） A.在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大 D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大 解析：由可知，藍(lán)光在玻璃中的折射率大，藍(lán)光的速度較小，A錯(cuò)；以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中，藍(lán)光的折射率大，向法線靠攏偏折得多，折射角應(yīng)較小，B錯(cuò)。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角由公式可知，紅光的折射率小，臨界角大，C正確

21、；用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由公式可知藍(lán)光的波長短，相鄰條紋間距小，D錯(cuò)。 19.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是 （ D ） A. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象 C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象 D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯(cuò)；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錯(cuò)；光學(xué)鏡

22、頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D對(duì)。 20.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是 （ A ） A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射 C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 解析：根據(jù)干涉條紋的間距的公式△x=λ可知，由于紫光的波長比紅光的波長短，所以改為紅光后條紋間距一定增大，A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小，所以紫光發(fā)生全反射后

23、紅光不一定發(fā)生全反射，B錯(cuò)誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以紫光的能量比紅光的能量大，紫光發(fā)生光電效應(yīng)紅光不一定發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振鏡是為了防止玻璃的反光，所以D錯(cuò)誤。 21.紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測(cè)地面物體的狀況。地球大氣中的水氣（H2O）、二氧化碳（CO2）能強(qiáng)烈吸收某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。右圖為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長電磁波的吸收情況，由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為（D）

24、 A.2.5～3.5um B.4～4.5um C. 5～7um D. 8～13um 解析：由圖可知，8～13um的波段被水和二氧化碳吸收的較少，能夠接收到，選項(xiàng)D正確。 22.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果 ( BD ) （A）用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 （B）用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 （C）用紅光照射一條狹縫，用紫

25、光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 （D）用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析：白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，B對(duì)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對(duì)。 23.生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛， 這是聲波在傳播過程中對(duì)接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)。圖中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波。由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無線電波頻率與發(fā)出時(shí)不

26、同。利用頻率差就能計(jì)算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中c為真空中的光速，若，，可知被測(cè)車輛的速度大小為___30____m/s。 解析：根據(jù)題意有，解得v＝30m/s。 考點(diǎn)3 光電效應(yīng)、光的波粒二象性 24.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬 （ AD ） A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 解析：每種金屬

27、都有它的極限頻率，只有入射光子的頻率大于極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且入射光的強(qiáng)度越大則產(chǎn)生的光子數(shù)越多，光電流越強(qiáng)；由光電效應(yīng)方程，可知入射光子的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，所以AD正確。 25.硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件。下列表述正確的是（ A ） A．硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置 B．硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出 C．逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無關(guān) D．任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng) 解析：硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，A正確；是利用光電效應(yīng)原理制成的器件，依據(jù)光電效應(yīng)方程可

28、見只有當(dāng)入射光子的頻率大于極限頻率時(shí)才可能發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。 26.英國科學(xué)家瑞利于1871年證明：一束光穿過大氣距離后，其強(qiáng)度從下降為的公式為，其中叫做吸收系數(shù)，式中為光的頻率，為光速，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，個(gè)/厘米，。定義，叫做衰減長度，它表示光經(jīng)過距離后其強(qiáng)度降低到原來的。根據(jù)以上信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可以判斷 （ B ） A．可見光中衰減最厲害的是紅光 B．可見光中衰減最厲害的是紫光 C．可見光中衰減最厲害的是黃綠光 D．不同顏色的光衰減程序基本相同 27.（1）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是_______（填入選項(xiàng)前的字

29、母，有填錯(cuò)的不得分） （ A ） A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B．只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小 D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 28.用a、b、c、d表示四種單色光，若 （ A ） ①a、b從同種玻璃射向空氣，a的臨界角小于b的臨界角； ②用b、c和d在相同條件下分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，c的條紋間

30、距最大 ③用b、d照射某金屬表面，只有b能使其發(fā)射電子。 則可推斷a、b、c、d可能分別是 A．紫光、藍(lán)光、紅光、橙光 B．藍(lán)光、紫光、紅光、橙光 C．紫光、藍(lán)光、橙光、紅光 D．紫光、橙光、紅光、藍(lán)光 29.（3）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。 答案：（3）粒子的動(dòng)量 ，物質(zhì)波的波長，由，知，則。 解析：（3）物質(zhì)波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即，因?yàn)椋?，故? 30.（I）已知：功率為100W燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速，普朗克常量，假定所發(fā)出的可見光的波長都是560nm

31、，計(jì)算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)。 解析：（I）一波長為光子能量為 設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為，燈泡電功率為，則 式中，是燈泡的發(fā)光效率。聯(lián)立①②式得 代入題給數(shù)據(jù)得 31.下列說法正確的是 ( A ) 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 解析：用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性；光導(dǎo)纖

32、維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象 32.有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是 （ BC ） A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C.氫原子光譜說明氫原子能級(jí)是分立的 D.氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無關(guān) 33.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（a） 是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是

33、 （ D ） （A）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° （B）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° （C）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° （D）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 解析：金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D對(duì)。 第二部分 知識(shí)方法備考 知識(shí)方法·難點(diǎn) 一 幾何光學(xué) 1．光的反射及平面鏡成像：光的反射遵守反射定律，平面鏡成成等大正立的虛像，像和物關(guān)于鏡面對(duì)稱。 2．光的折射和全反射 （1）光的折射定律：（和分別為入射角和

34、折射角）。 （2）折射率：當(dāng)光從真空射人介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦的比值，其值還等于光在真空中傳播速度與介質(zhì)中傳播速度的比值，即。 （3）光的色散：把分解為的現(xiàn)象叫光的色散。復(fù)色光--白光通過棱鏡后，被分解為各種單色光。 ①光的顏色由光的頻率決定，各種單色光中，紅光頻率最小，紫光頻率最大。在不同媒質(zhì)中，光的頻率不變。 ②同種介質(zhì)對(duì)不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。 ③不同頻率的色光在真空中傳播速度相同為，但在其它媒質(zhì)中速度各不相同，同一種媒質(zhì)中。 ④由于單色光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)速度要變化，因此波長也要變化。 （4）全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)

35、，折射光線消失，入射光全部反射到原來的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫全反射。 全反射的條件：（1）光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，（2）入射角大于臨界角。光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于900時(shí)入射角叫臨界角，。 二 光的本性 1．光的波動(dòng)性：光的干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性，光的偏振現(xiàn)象說明光波為橫波，光的電磁說則揭示了光波的本質(zhì)——光是電磁波。 （1）光的干涉條件：頻率相同的兩光源發(fā)出的光在空間相遇。 ①雙縫干涉：若用單色光，則在屏上形成明暗相間、等間距的干涉條紋，條紋間距與波長、屏到雙縫的距離和雙縫間距有關(guān)，滿足。若用白光，除中央亮條紋為白色外，兩側(cè)為彩色條紋，它是不同波長的光干涉條

36、紋的間距不同而形成的。 ②薄膜干涉：薄膜的前后兩個(gè)表面反射的兩列光疊加而成。同一條明條紋（或暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相同的地方。 （2）光的衍射：光偏離直線傳播，繞到障礙物后繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做光的衍射，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸比光波波長小或相差不多。 單縫衍射：若入射光為單色光，則中央為亮且寬的條紋，兩側(cè)為亮度逐漸衰減的明暗相間條紋；若入射光為白光，則除中央出現(xiàn)亮且寬的白色條紋外，兩側(cè)出現(xiàn)亮度逐漸衰減的彩色條紋。 （3）光的偏振 在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光稱為自然光，光振動(dòng)沿著特定方向的光即為偏振光。 （4）光的電磁本性 麥克斯韋

37、的電磁理論預(yù)見了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波理論的正確性。光波為電磁波。在電磁波譜中，各種電磁波產(chǎn)生機(jī)理不同，表現(xiàn)出來的性質(zhì)也不同。 2．光的粒子性 （1）光電效應(yīng)：在光的照射下，從物體發(fā)射出電子（光電子）的現(xiàn)象。其規(guī)律是：任何金屬都存在極限頻率，只有用高于極限頻率的光照射金屬，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。在入射光的頻率大于金屬極限頻率的情況下，從光照射到逸出光電子，幾乎是瞬時(shí)的。光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，與光強(qiáng)無關(guān)。單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比。 （2） 光子說：即空間傳播的光是一份一份地進(jìn)行的，每一份的能量等于（為光子的頻率），每一份叫做一個(gè)光子。

38、光子說能解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。愛因斯坦光電方程 3．光的波粒二象性：光的干涉、衍射說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性，因此光具有波粒二象性。 第三部分 教師備課題庫 1．如圖7所示，一細(xì)束紅藍(lán)復(fù)色光垂直與AB邊射入直角三棱鏡，在AC面上反射和折射分成兩束細(xì)光束，其中一束細(xì)光束為單色光束。若用V1和V2分別表示紅、藍(lán)光在三棱鏡內(nèi)的速度，下列判斷正確的是（ ） A．V1V2 單色光束為紅色 D．V1>V2 單色光束為藍(lán)色

39、 圖7 1．【解析】 紅光折射率小于藍(lán)光折射率，由折射率公式n=c/v知紅光在同種介質(zhì)中的速度較大，即V1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知紅光折射率小臨界角大; 所以藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)紅光依然有折射現(xiàn)象。選C 【答案】C 2．如圖8所示，P、Q是兩種透明材料制成的兩塊相同的直角梯形棱鏡，疊合在一起組成一個(gè)長方體，一單色光從P的上表面射入，折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面，已知材料的折射率nP＜nQ，射到P上表面的光線與P的上表面的夾角為θ，下列判斷正確的是（　?。? θ P Q 圖8 A．光線一定從Q的下表面射出 B．光線若從Q的

40、下表面射出時(shí)，出射光線與下表面的夾角一定等于θ C．光線若從Q的下表面射出時(shí)，出射光線與下表面的夾角一定大于θ D．光線若從Q的下表面射出時(shí)，出射光線與下表面的夾角一定小于θ 2．【解析】由于沒有確定幾何尺寸，所以光線可能射向Q的右側(cè)面，也可能射向Q的下表面，A錯(cuò)誤；當(dāng)光線射向Q的下表面時(shí)，它的入射角與在P中的折射角相等，由于nP＜nQ，進(jìn)入空氣中的折射角大于進(jìn)入P上表面的入射角，那么出射光線與下表面的夾角一定小于θ，B、C錯(cuò)誤，D正確。 【答案】D 3．金屬中存在著大量的價(jià)電子（可理解為原子的最外層電子），價(jià)電子在原子核和核外的其他電子產(chǎn)生的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電子在金屬外部時(shí)的電勢(shì)能

41、比它在金屬內(nèi)部作為價(jià)電子時(shí)的電勢(shì)能大，前后兩者的電勢(shì)能差值稱為勢(shì)壘，用符號(hào)V表示，價(jià)電子就像被關(guān)在深度為V的方箱里的粒子，這個(gè)方箱叫做勢(shì)阱，價(jià)電子在勢(shì)阱內(nèi)運(yùn)動(dòng)具有動(dòng)能，但動(dòng)能的取值是連續(xù)的，價(jià)電子處于最高能級(jí)時(shí)的動(dòng)能稱為費(fèi)米能，用Ef表示。用紅寶石激光器向金屬發(fā)射頻率為ν的光子，具有費(fèi)米能的電子如果吸收了一個(gè)頻率為ν的光子而跳出勢(shì)阱，則 （　?。? A．具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能為Ek＝hν－V＋Ef B．具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能為Ek＝hν－V－Ef C．若增大激光器的強(qiáng)度，具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能增大 D．若增大激光器的強(qiáng)度，具有費(fèi)米能的電子跳出勢(shì)阱時(shí)的動(dòng)能不變

42、 3．【解析】由能量守恒可知，A正確，B錯(cuò)誤；由光子學(xué)說及光電效應(yīng)的規(guī)律可知，C錯(cuò)誤，D正確。 【答案】AD 4．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋，這兩種現(xiàn)象 （ ? ） （A）都是光的衍射現(xiàn)象； （B）都是光的干涉現(xiàn)象； （C）前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象 ； （D）前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的干涉現(xiàn)象。 4．【解析】?jī)蓧K捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉，狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋是單縫衍射 【答案】C 5．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，圖9

43、中四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是（ ） a b c d 圖9 A．a(chǎn)、c B．b、c C．a(chǎn)、d D．b、d 5．【解析】單縫衍射的條紋是不等間距，中央亮紋又寬又亮 【答案】D 6．（1）下列說法中正確的是 （ ） A．在地面附近有一高速飛過的火箭 ，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了；火箭上的人觀察到火箭的長度和時(shí)間進(jìn)程均無變化 B．托馬斯?楊通過光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，證明了光是一種波 C

44、．在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象 D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬 E．光異纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 B A C d M N 圖10 F．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論并預(yù)言電磁波存在，后來由他又用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在 G．次聲波是頻率低于20 Hz的聲波，它比超聲波更易發(fā)生衍射 B A C d M N 圖29 ∟ r1 r2 ╮ ) （2）如圖10所示，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC，∠A=30o.它對(duì)紅光的折射率為n1.對(duì)紫光的折射率為n2.在距AC邊d處有一與AC平行

45、的光屏?，F(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細(xì)的光束垂直AB邊射入棱鏡。 若兩種光都能從AC面射出，求在光屏MN 上兩光點(diǎn)間的距離。 6．【解析】（1）ADEG （2）如圖29所示， x=d(tanr2－tanr1)=d 【答案】（1）ADEG （2）d A B C D P α O M N 7．如圖11所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，當(dāng)入射角時(shí)，求反射光束1和透射光束2之間的夾角多大？

46、 7．【解析】反射角60° ③ 由折射定律 B C D P α O M N i r ④ 解得折射角r = 30° ⑤ 因此反射光束1和透射光束2之間的夾角 【答案】 O 2 1 入射光 8．如圖12所示，一透明球體置于空氣中，球半徑R= 10

47、cm，折射率n＝．MN是一條通過球心的直線，單色細(xì) 光束AB平行于MN射向球體，B為入射點(diǎn)， AB與MN間距 為5cm，CD為出射光線。 ①補(bǔ)全光路并求出光從B點(diǎn)傳到C點(diǎn)的時(shí)間； ②求CD與MN所成的角α．（需寫出求解過程） 8．【解析】①連接BC，如圖30所示 在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別 標(biāo)為i、r， Sini=5/10=/2, 所以， 圖30 i＝45° 由折射率定律： 在B點(diǎn)有：

48、 Sin r=1/2 故：r＝30°　 BC=2Rcos r t= BCn/C=2Rncos r/C t=(/3) ×10-9s ②由幾何關(guān)系 可知 α＝30° 【答案】（1）t=(/3) ×10-9s （2）α＝30° 9． 某校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組根據(jù)光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器。如圖13所示，在一個(gè)圓盤上，過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變。每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界

49、面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2。同學(xué)們通過計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值。 ①若∠AOF＝30°，OP3與OC之間的夾角為45°， 則在P3處刻的折射率應(yīng)多大？ 圖13 ②若在同一液體中沿AO方向射入一束白光，最靠近0C邊的是哪種顏色的光？增大入射角度，哪種顏色的光在刻度盤上先消失? 9．【解析】①P3 應(yīng)刻的折射率 ② 最靠近0C邊的是紫光； 增大入射角度，紫光在刻度盤上最先消失 【答案】（1） （2）紫光在刻度盤上最

50、先消失 （3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。 （結(jié)果可用三角函數(shù)表示） 10.如圖14所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求： （1）這束入射光線的入射角多大？ （2）光在棱鏡中的波長是多大？ （3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。 （結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

51、 圖14 10．【解析】（1）設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、r r=30° 根據(jù) 得 （2）根據(jù) 根據(jù) （2分） （3）光路如圖31所示 ab光線在AB面的入射角為45° 設(shè)玻璃的臨界解為C，則 sin45°>0.67，因此光線ab在AB面會(huì)發(fā)生全反射 光線在CD面的入射角r′=r=30° 圖31 根據(jù) ，光線CD面的出射光線與法線的夾角 由折射定律有： ① 又由幾何關(guān)系有： ② 解①②得 光線

52、PC離直線AB的距離CD=Rsinα＝10cm（1分） 則距離直線AB為10cm的入射光線經(jīng)折射后能到達(dá)B點(diǎn)． 【答案】（1） （2） （3） 11．如圖15所示，一束截面為圓形半徑為R的平行單色光，垂直射向一玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū)，已知玻璃半球的半徑為R，屏幕S到球心的距離為d（d>3R），不考慮光的干涉和衍射，玻璃對(duì)該光的折射率為n，求屏幕上被照亮區(qū)域的半徑。 11．【解析】光恰要發(fā)生全反射時(shí)的臨界線射到屏幕S上的 E點(diǎn)到亮區(qū)中心O′的距離r，就是所求最大半徑， 設(shè)臨界角為C，如圖所示 …………①

53、 又 …………② …………③ 解得 …………④ 【答案】 12．如圖16所示，陰極K用極限波長λ0=0.66μm的金屬銫制成，用波長λ=0.50μm的綠光照射陰極K，調(diào)整兩個(gè)極板電壓.當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時(shí)，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64μA，求： （1）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能。 （2）如果把照射陰極綠光的光強(qiáng)增大為原來的2倍，每秒鐘陰極發(fā)射的光電子和光電子飛出陰極的最大初動(dòng)能。

54、 圖16 12．【解析】由光電效應(yīng)規(guī)律可知：當(dāng)陰極發(fā)射的光電子全部達(dá)到陽極A時(shí)，光電流達(dá)到飽和，由電流可知每秒到達(dá)陽極的電子數(shù)，即每秒發(fā)射的電子數(shù).由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可計(jì)算最大的初動(dòng)能，光強(qiáng)加倍，每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)加倍，但入射光頻率不變，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能不變. （1）光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù) 個(gè) 根據(jù)愛因斯坦光電方程，光電子的最大初動(dòng)能： J J. （2）如果照射光的頻率不變，光強(qiáng)加倍，根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，陰極每秒發(fā)射的光電子數(shù) 個(gè) 光電子的最大初動(dòng)能仍然是J. 【答案】（1）J. （2）J.