1、2011高考物理二轮复习光学综合能力测试 一、选择题（本题包括14小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）光源图1pQ明1如图1所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明 （ ）A. 光是电磁波B. 光是一种横波C. 光是一种纵波D. 光是概率波2太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向 前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象在夏天城市
2、中太阳光照射沥青路面时也能观察到，对这种现象正确的解释是（ ）A越靠近地面空气的折射率越大B这是光的干涉形成的C越靠近地面空气的折射率越小D这是光的衍射形成的3有关光现象的下列说法中正确的是（ ）A在平静的湖面上出现岸边树的倒影是光的折射现象B在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象C光导纤维传递信号的基本物理原理是光的折射D在光的双缝干涉实验中，只将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽4甲乙两种单色光均垂直射到一条直光纤的竖直端面上，甲光穿过光纤的时间比乙光的时间短，则（ ）A光纤对甲光的折射率较大B甲光的光子能量大C用它们分别做为同一双缝干涉装置的光源时，甲光相邻的干涉条纹
3、间距较大D甲光的波动性比乙光显著5一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图2 MNibca图2所示，则（ ）A在玻璃中a光速度最大Bc光的光子能量最大C用b光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应D若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中6设1、2是两种单色可见光1、2在真空中的波长若12，则这两种单色光相比（ ）A单色光2的频率较小B玻璃对单色光1的折射率较大C在玻璃中，单色光1的传播速度较大D单色光1的光子的能量较大7下表给出了一些金属材料的逸出功。材料铯钙镁铍钛逸出功（J）3.04.35.96.26.6现用波长为400nm的单
4、色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（普朗克常量h6.61034 Js，光速c3.0108m/s） （ ）A2种 B3种 C4种 D5种8如图3所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（ ）图3A红光紫光，红光 B紫光红光，红光C红光紫光，紫光 D紫光红光，紫光9劣质的玻璃中往往含有空气泡，这些空气泡看上去比较亮， 对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是（ ）A空气泡对光线有会聚作用，因而较亮B空气泡对光线有发散
5、作用，因而较亮C从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮D从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮10激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻两条亮纹间距。若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）A B C D11如图4所示为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源。要使X射线管发出X射线，须在K、A两极间加上几万伏的直流高压 （ ）图4A高压电源正极应接在P点，X射线从K极发
6、出B高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出12在上题所示的X射线管中，由阴极发出的电子被加速后打 到阳极，会产生包括X射线在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能，已知阳极与阴极之间的电势差为U、普朗克常数h，电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（ ）A 最短波长为 B 最长波长为图5C 最小频率为 D 最大频率为 13发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图5。现考虑线光源a b发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对
7、光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则 （ ）Al1 l2 l2l0 Cl2 l1l0 Dl2 l1l014某激光光源，光的发光功率为P，发射激光的波长为。当激光照射到折射率为n的均匀介质时，由于反射，入射能量减少了10%。若介质中的激光光束的直径是d，已知激光在真空中传播速度为c，则在介质中单位时间内通过与光速传播方向垂直横截面积的光子个数为（ ）A. B. C. D. 二、非选择题（本题包括5题）Ld图615（6分）一个军事设施的观察孔如图6所示，其宽度L=30cm， 厚度d=30cm，为了扩大向外的观察视野，将折射率n=的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内（图中
8、为观察孔的俯视图）。（1）嵌入玻璃砖后，视野的最大张角是_（2）如果要使视野的最大水平张角接近180，则要求嵌入折射率至少_的玻璃砖。16（8分）某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器。如BCOAEFKMNP1P2图7所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使夜面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，图7并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC
9、部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。（1）在用此仪器测量液体的折射率时，下列说法正确的是_ （填字母代号）A大头针P3插在M位置时液体的折射率值大于插在N位置时液体的折射率值B大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值C对于任何液体，在KC部分都能观察到大头针P1、P2的像D可能有一种液体，在KC部分观察不到大头针P1、P2的像（2）若AOF=30，OP3与OC的夹角为30，则液体的折射率为 。图817（8分）（2005年天津）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把他们放在图8所示的光具座
10、上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A。（2）本实验的步骤有：取下折光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿折光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于折光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头（其读数方法与螺旋测微器相同）测量数条亮纹的间距。在操作步骤时还应注意_和_。（3）测量头的划分板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图9所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图1
11、0中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的 间距x为_mm。（4）已知双缝间距d为2.0104m，测得双缝到屏的距离l为0.700mm，由计算式_，求得所测红波波长为 _nm。VGMNRSE图11图9图1018（8分）如图11所示是测定光电效应产生 的光电子比荷的实验原理简图。两块平行金属板相距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转。若调节R，逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零；切断开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零。当磁感应强度为B时，电流恰好为零
12、。由此可算得光电子的比荷e/m为多少？ 19（14分）太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料，在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体现有一艘质量为663 kg的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直设帆能100地反射太阳光，帆的面积为66300 m2、且单位面积上每秒接受太阳辐射能量为E0=1.35103W/m2。已知太阳辐射能量的绝大多数集中在波长为210-7m110-5m波段，计算时可取其平均波长为10-6m，且不计太阳光反射时频率的变化普朗克常量h=6.
13、6310-34Js求：（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少?（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少?参考答案基础演练第一节1. BC 2.C 3.D 4.D 5.A 6（1）图略 （2）30 （3）红光最大，紫光最小第二节1AB 2C； 3C 4C 5B 实验 测折射率 测光的波长1在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像.插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像. 2. 3答案：暗，明 4.答案：成为一个点光源，近，相等，相干光源，彩色的干涉条纹5C 综合能力测试（十四）1B 2C 3BCD 4CD 5ABD 6C 7A 8D 9D 10B11D 12AD 13D 14B15（1）120，（2）216（1）BD（2）19解析：（1）每秒光照射到帆面上的能量 光子的平均能量 且 每秒射到帆面上的光子数 由，得 代入数据得个 （2）每个光子的动量 光射到帆面被反弹，由动量定理 对飞船，由牛顿第二定律F=ma 由得m/s2