1、专题十四 光学1.（2013天津一中高三零月月考，2题）如右图所示，空气中有一块截面为扇形的玻璃砖，折射率为，现有一细光束，垂直射到AO面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB面平行于入射光束返回，AOB为135，圆半径为r，则入射点P距圆心O的距离为（ ）A BC D【答案】B 【KS5U解析】画出光路图分析，由几何关系可得，OCP =7.5，所以入射点P距圆心O的距离为，选B。2.（2013天津宝坻高三模拟，6题）在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是AP光的频率小于Q光 BP光在水中的传播速度小于Q光C让P光
2、和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹大于Q光的中心条纹D让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光【答案】AC【KS5U解析】在同一深度两光源发光的水面区域不同，则说明它们的临界角不同，从而确定它们的折射率由c=nv可得两条光线在水中的速度与折射率成反比；再由v=f得波长与速度成正比的关系P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q，所以P的折射率小于Q，那么P在水中的速度大于Q，P光的频率小于Q光，P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹大于Q光的中心条纹；由于，所以让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的相邻条纹间距大于Q，故本题选AC。3.（201
3、3天津一中高三零月月考，16题）下列哪些现象属于光的衍射现象（ ）A雨后天空美丽的彩虹B阳光下肥皂膜的彩色条纹C光通过三棱镜产生的彩色条纹D对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹【答案】D 【KS5U解析】雨后天空美丽的彩虹和太阳光通过三棱镜产生彩色条纹，是由于光发生了色散现象即属于光的折射现象，故A、C错误阳光下肥皂膜上的彩色条纹，是属于薄膜干涉现象，故B错误对着日光灯从两支紧靠的铅笔间窄缝看到的彩色条纹，是光绕过障碍物传播的现象，故属于光的衍射现象，而之所以看到彩色条纹，是由于不同的色光波长不同发生叠加造成的，故D正确。ab4.（2013天津第三次六校联考，4题）如图所示，从点光源S发出的一
4、细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏上ab之间形成一条彩色光带下面的说法中正确的是：Aa侧是红色光，b侧是紫色光B通过同一双缝干涉装置，a侧光所形成的干涉条纹间距比b侧光的大C若b侧光的光子能使某一金属发生光电效应，则a侧光的光子也一定能使其发生光电效应D在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率【答案】C【KS5U解析】由于a侧光的偏折程度大于b侧光，故三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率，a侧是紫色光，b侧是红色光，A错误。红光的波长大于紫光的波长，由可知通过同一双缝干涉装置，紫光所形成的干涉条纹间距比红光的小，B错误。紫光的频率大于红光
5、的频率，故若红光的光子能使某一金属发生光电效应，则紫光的光子也一定能使其发生光电效应，C正确。由可知在三棱镜中紫光的传播速率小于红光的传播速率，故D错误。5.（2013天津市五区县高三第二次质量调查，1题）下列哪种现象与光的干涉有关（ ）A.雨后天空中出现的彩虹 B.沙漠或海面上出现的海市蜃楼C.白光透过三棱镜出现彩色光带 D.日光下的五颜六色的肥皂泡【答案】D【KS5U解析】雨后天空中出现的彩虹、白光透过三棱镜出现彩色光带都是光的色散现象，沙漠或海面上出现的海市蜃楼是由于光的折射产生的，日光下的五颜六色的肥皂泡是由于薄膜干涉产生的，本题选D。6.（2013天津市十二区县重点学校高三毕业班一联
6、，6题）一束含两种频率的单色光，照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为、两束，如图所示。下列说法正确的是A光光子的能量大于光光子的能量B用同一装置进行双缝干涉实验，光的条纹间距大于光的条纹间距C若光能使某金属发生光电效应，光也一定能使该金属发生光电效应D从同种玻璃射入空气发生全反射时，光的临界角大【答案】ACD【KS5U解析】由图可看出，玻璃砖对a光的折射率较大，故a光的频率较大，波长较小，由可知，光光子的能量大于光光子的能量，A正确；在相同的情况下做光的干涉实验，干涉条纹的间距与波长成正比，故光的条纹间距小，B错误；由于a光的频率较大，若光能使某金属
7、发生光电效应，光也一定能使该金属发生光电效应，C正确；由于，玻璃砖对a光的折射率较大，故a光的临界角较小，D正确。本题选ACD。7.（2013天津市十二区县重点学校高三毕业班二联，3题）a、b两束单色光以相同的入射角从玻璃射入空气时，a光的折射角大于b光的折射角，关于这两束单色光，下列说法中正确的是 A用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距较大 B用a、b两束单色光照射某金属都能发生光电效应，a光照射产生光电子的最大初动能较大C分别用a、b两束单色光照射同一单缝做衍射实验，a光的中央亮纹较宽D若发出a光的能级差为，发出b光的能级差为，则小于【答案】B【KS5U解析】由题意可知玻璃对a光的折
8、射率大于对b光的折射率，可假设a是紫光，b是红光。由于条纹间距，红光波长大，故红光的条纹间距较大，A错误；由可知，紫光频率大，紫光照射金属产生光电子的最大初动能较大，B正确；红光波长大，用同一单缝做衍射实验，红光的中央亮纹较宽，C错误；紫光频率大，光子能量大，则大于，D错误。8.（2013天津和平二模，1题）如图所示，细束光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知A若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的 最大初动能最大B当它们在真空中传播时，a光的速度最大C分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验， a光的干涉条纹中相邻亮纹的
9、间距最小D若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大【答案】A【KS5U解析】由题图可知三种色光中c的偏折程度最大，知c的折射率最大，a的折射率最小，则c的频率最大，a的频率最小，根据光电效应方程EKm=h-W0，频率越大，照射出光电子的最大初动能越大，所以c光照射出的光电子最大初动能最大，故A正确三种光在真空中传播时，速度相等，B错误。根据=得，a的波长最大，c的波长最短，又，故用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最大，C错误根据sinC=得，折射率越大，临界角越小，所以从玻璃射向空气，c光的临界角最小，故D错误本题选A。9.（2013天津河西二模，1题）用激
10、光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则在光屏上看到的条纹是下图中的哪一个（）【答案】A【KS5U解析】由于衍射条纹跟狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距故A正确，B、C、D错误故选A10.（2013天津红桥一模，4题）a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射时形成的，图乙是b光照射时形成的。则关于a、b两束光，下述正确的是Aa光光子的能量较大B在水中a光子传播的速度较大C若用a光照射某金属时不能打出光电子，但用b光照射该金属时一定能打出光电子D若a光是氢原
11、子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的【答案】B【KS5U解析】根据双缝干涉条纹的间距公式x=，知a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，根据E=h知，a光子的能量较小故A错误a光的频率小，则折射率小，根据v=知a光在水中传播的速度较大故B正确a光的频率小，若用a光照射某金属时不能打出光电子，用b光照射该金属时有可能打出光电子，但不是一定，故C错误a光子的能量小于b光子的能量，从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的光子能量大于从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的光子能量故D错误故选B11.（2013天津南开二模
12、，3题）一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，如图所示。代表入射角，则 A当时会发生全反射现象 B无论入射角是多大，折射角都不会超过 C当入射角时，折射角 D当入射角时，反射光线与折射光线垂直【答案】B【KS5U解析】因为光是从空气进入玻璃，是从光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射，故A错误当入射角是90时，根据n=，得=45，所以无论入射角是多大，折射角都不会超过45，故B正确当入射角，由n=，解得，故C错误设入射角为，折射角为，当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，有=90，当时，由n=可知，与已知矛盾，故D错误故选B12.（2013天津耀华中学二模，8题）彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠
13、对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生折射和反射时产生色散的光路示意图，其中a、b为太阳光中其中两束频率不同的单色光。以下说法中正确的是 A若a、b光的光子均能使某种金属产生光电效应现象，则b光产生的光电子动能更大B两列光从水射向空气时，b光更容易发生全反射Ca光在水中的传播速度比b光在水中的传播速度小D在同一介质中b光的波长小于a光的波长【答案】ABD【KS5U解析】进入水滴时，a、b两种光的入射角相等，而折射角不等，且光线b的折射角较小，根据折射率定义式n=，得到水滴对光线b的折射率较大，可假设a是红光b是紫光，b光的频率高，波长短，D正确。由可知入射光子的频率越
14、高，产生光电子的动能越大，A正确。光从水射向空气时，根据折射率定义，得到临界角C=arcsin，故折射率大的临界角小，故b光线临界角较小，更容易发生全反射，故B正确。根据光速与折射率关系v=，得到折射率大的光线速度小，故光线b速度较小，故C错误。故选ABD13.（2013天津耀华中学一模，1题）下列说法中正确的是 A立体电影主要利用光的干涉 B光在光导纤维中传播时，在纤维与空气的界面上发生全反射 C光从水中到空气中折射时，频率不变而波长变长 D紫外线具有显著的荧光效应，波长比可见光更长【答案】C【KS5U解析】立体电影是利用了光的偏振来工作的，A错误；光在光导纤维中传播时，在内芯与外套的界面上发生全反射，B错误；紫外线的波长比可见光短，D错误；水对光的折射率大于空气对光的折射率，所以光从水中到空气中折射时，波长变长，光的频率跟介质无关，C正确。