1、高考资源网（） 您身边的高考专家第十四 章光学（）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.有关红、蓝两束单色光，下述说法正确的是()A.在空气中的波长红蓝B.在水中的光速v红n蓝D.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 答案：D 2.如图所示，ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面，材料的折射率n=1.6，其中ABD部分为等腰直角三角形，BCD部分为半圆形.一束单色平行光从真空垂直射向AB或AD面，则下列说法中正确的是() A.从AB面中点射入的光
2、线不一定从圆弧的中点射出来源:ks5uB.从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都能从BCD面射出C.从AB面中间附近射入的光线经一次反射和折射后能从BCD面射出D.若光线只从AD面垂直射入，则一定没有光线从BCD面射出解析：入射光线射到AD面上发生全反射，然后射到BCD面上.在中央附近，入射角小于临界角，所以既有反射又有折射；在靠近两边处，入射角大于临界角，所以发生了全反射.答案：C3.如图所示，在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处，分别放有点光源，人从上面观察，看到像点位置()A.均在点光源位置B.均在点光源上方C.玻璃砖的在光源上方，玻璃半球的在光源处D.玻璃砖的在光源处，玻
3、璃半球的在光源上方解析：玻璃砖和玻璃半球对点光源成像似乎没有什么区别，若不加仔细分析，不画光路图，单凭经验往往认为像点都在光点上方，其实不同，对玻璃砖作光路图如下图（1）所示；对玻璃半球作光路图如下图（2）所示，其折射光线均沿入射光线的方向传播，并不发生“偏折”，故成像在原光源处.故C正确.答案：C4.一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上一点光源S，平面镜从如图所示的位置开始以角速度绕圆筒轴O匀速转动.在其转动45角的过程中，点光源在镜中所成的像运动的角速度为1，反射光斑运动的角速度为2，则下列关系中正确的是()来源:ks5uA.1=2,2=2 B.1=,2=2C.1=2,2= D.1=
4、,2=解析：考查光的反射，平面镜成像.根据反射定律可知，在入射光的方向不变时，反射光线转过的角度是平面镜转过角度的2倍，所以反射光线转动的角速度也是平面镜转动角速度的2倍.反射光斑始终在反射光线的方向上，而点光源S的像始终在反射光线的反向延长线上，故它们运动的角速度都等于平面镜转动角速度的2倍，即1=2=2.答案：A5.在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A.加速上升 B.加速下沉C.匀速上升 D.匀速下沉来源:ks5u解析：如右图所示,sinC=，sinC=，解以上两式得：h=r，当r匀速增大时，h也匀速增大，故光源正匀速
5、下沉.答案：D6.在水底同一深度处并排放着三种颜色的球，如果从水面上方垂直俯视色球，感觉最浅的是()A.紫色球 B.蓝色球来源:ks5uC.红色球 D.三种色球视深度相同解析：如右图所示，设S为某色小球，画出观察者在水面上方某处观察光路图，有关数据如图所示，则tan1=当观察者从水面上方垂直俯视色球时，1、2均非常小，且满足sin1tan1,sin2tan2，由折射定律，有故观察者感觉色球深度h=其中n为水对不同色光的折射率，由于水对紫色的折射率最大，故在H相同时，感觉紫色球最浅，选A.答案：A7.一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃砖从侧表面射出，变为a、b两束单色光，如图所示.
6、这两束单色光相比较()A.玻璃对a光的折射率较大 B.b光光子的能量较大C.在真空中a光波长较短 D.在玻璃中b光传播速度较大解析：由图知玻璃对b的折射率大于玻璃对a的折射率,所以b的频率大于a的频率，故A错B对.由c=f可知，bC，则发生全反射，由几何知识，2=30，21.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()A. B.C. D.解析：由德布罗意波长=，即，D选项正确.答案：D二、非选择题（本题共6小题，共60分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明
7、确写出数值和单位）11.(10分）（1）让电炉丝通电，在电炉丝变红之前，站在电炉旁的人就有暖和的感觉.这是由于电炉丝发出了_线，而该线的_作用较大；用红外线进行高空摄影，是因为它_，比可见光的_现象还显著，容易透过云雾烟尘.(2)射线可以穿透金属，是因为它的频率，所以它的光子能量，穿透能力较强.解析：（1）由红外线的性质和用途来判定.(2)射线频率高，光子的能量大，其穿透能力强.答案：(1)红外热波长较长衍射（2）很高很大12.(10分）如图所示，相距为d的A、B两平行金属板足够大，板间电压为U，一束波长为的激光照射到B板中央，光斑的半径为r.B板发生光电效应，其逸出功为W.已知电子质量为m,
8、电荷量为e.求：来源:ks5u（1）B板中射出的光电子的最大初速度的大小.(2)光电子所能到达A板区域的面积.解析：（1）根据爱因斯坦光电效应方程mv2=h-W,=，解得v=.(2)由对称性可知，光电子到达A板上的区域是一个圆.该圆的半径由从B板上光斑边缘以最大初速度沿平行于极板方向飞出的光电子到达A板上的位置决定.设光电子在电场中运动时间为t，沿板方向的运动距离为L，则其加速度为a=，垂直于极板方向：d= at2，平行于极板方向：L=vt，光电子到达且板上区域最大面积S=(L+r)2，解得S=(2d +r)2.来源:ks5u答案：13.（10分）利用双缝干涉测光波波长的实验中，已知双缝到屏的
9、距离为0.600 m，两狭缝间距离为0.25103 m，让分划板中心刻线对齐中央亮条纹中心时，手轮上的读数为3.5210-3 m，分划板中心刻线对齐中央亮纹一侧第6条亮条纹中心时，手轮上的读数为11.5610-3 m，则此光波波长为多少？解析：相邻两条亮条纹间的距离x= m=1.3410-3 m由公式=x得=1.3410-3 m=5.5810-7 m.答案：5.5810-7 m14.（10分）如图表示某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4 m的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹，若换用波长为0.6 m的橙光做实验，那么该像屏上除中央亮纹外，两侧各有几条
10、亮条纹？解析：设用波长为0.4 m的光入射，条纹宽度为x1，则x1=1，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3x1.用0. 6 m光入射，设条纹宽度为x2，则x2=2，设此时屏上有x条亮纹，则有xx2=3x1x2=31代入数据解之得x=2来源:ks5u两侧各有2条亮纹.答案： 215.（10分）如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n.一束光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？（设真空中的光速为c，临界角C=arcsin)解析：若要使光在该光导纤维内行进时间最长，就要求光在光导纤维内的路程最长，这就要求每一次反射时，入射角最小，入射角恰为临界角C.当
11、=C时，光的路程最长，所用时间也最长，设为tmax，此时，光束在沿光导纤维方向的速度分量为vsin，则光在穿过光导纤维时有L=vsinCtmax解得tmax=.答案：16.(10分）在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以角度入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出.如图所示.若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃板上表面的垂直距离l应是多少?解析：设光线在玻璃中的折射角为r，则光线从S到玻璃板上表面的传播时间为，其中c是真空中的光速，光在玻璃板中的传播距离为，光在玻璃中的传播时间为由折射定律得sin=n sinr由题意得l=.答案：- 9 - 版权所有高考资源网