高考物理备考之百所名校组合卷系列专题13_光学综合

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1、 高考物理备考之百所名校组合卷系列高考物理备考之百所名校组合卷系列专题专题 1313 光学综合光学综合【试题 1】如图所示，在竖直平面xOy上，人眼位于x轴上3 坐标点，一平面镜位 于图所示位置，平面镜两端坐标为A(1,3)与B(0,3)，那么当一发光点P从坐标原点沿x 轴负方向运动过程中，当P点在以下哪个区域中运动时， 人眼可以从平面镜上观察到P的 像 ( ) A0 至1 区间 B1 至3 区间 C3 至5 区间 D0 至区间【试题出处】2011江苏质量检测 【试题 2】如图所示，在x轴的原点放一个点光源S，距点光源为a处，放一个不透光 的边长为a的正方体物块，若在x轴的上方距x轴为 2a处

2、放一平行于x轴且面向物块的长 平面镜，则在x轴上正方体的右边有部分区域被镜面反射来的光照亮，当点光源沿x轴向 右移动的距离为多少时，正方体的右侧x轴上被光照亮的部分将消失 ( )Aa B.a C.a D.a1 33 41 2【试题出处】2011云南曲靖一中模拟 【试题 3】下列现象中属于光的干涉现象的是( ) A.天空出现彩虹 B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹 C.阳光通过三棱镜形成彩色光带 D.光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹 【解析】A、C 为光的色散现象，D 为光的衍射. 【答案】B【试题出处】2011湖南长沙一中模拟 【试题 4】红光和紫光相比( ) A.红光光子的能量较大；在

3、同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 【解析】红光的频率比紫光的频率小，由 E=h可知红光的能量比紫光小，据此可排除选项 A、C；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小，由可知在同一种ncv 介质中红光的传播速度比紫光的大，所以 B 选项正确，D 选项错误. 【答案】B 【试题出处】2011河北师大附中模拟 【试题 5】在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源)， 小鱼在水中游动，小鸟在水

4、面上方飞翔.设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确 的是( ) A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关 B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关 C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关 D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关 【解析】小鱼通过水面看灯是反射成像，不同位置射入鱼眼的反射光线不同，但反射 光线的延长线交于一点，即为“平面镜”成的像.而鸟看灯是折射成像，鸟在不同位置射入 鸟眼的折射光线不同，折射光线的延长线在不同位置交于不同点，故选项 A、D 对. 【答案】AD 【试题出处】2011长春一中模拟 【试题 6】现代物理

5、学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波 动性的是( ) A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越 多 B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的 C.质量为 103 kg、速度为 102 m/s 的小球，其德布罗意波波长约为 1023 m，不过 我们能清晰地观测到小球运动的轨迹 D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距 大致相同 【解析】一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电 子就越多，反映的是光电效应规律，体现光的粒子性，A 错误；C 项是单个物体的低速运动， 也不能突出体

6、现波动性，C 错误；B、D 正确. 【答案】BD 【试题出处】2011西安一中模拟 【试题 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(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常 量h=6.61034 Js，光速c=3.0108 m/s)( )A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种 【解析】设入射光子的能量为E、频率为、波长为，则存在E=h和c=，两 式联立代入数据可得E=4.951019 J.由此可见，波长为 400 nm 的单色光可以使表中铯、 钙两种金属发生光电效应. 【答案】A

7、【试题出处】2011山西大同一中模拟 【试题 8】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过.如果将 其中的一片旋转 180，在旋转过程中，将会产生下列哪一种现象( ) A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零 B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值 C.透过的光强在整个过程中都增强 D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强 【解析】当两偏振片的偏振方向相同时，透过两偏振片的光强最强，当两偏振片的偏 振方向垂直时，通过两偏振片的光强最弱，理想情况下可以认为是零.现在通过两偏振片的 光强为零，说明两偏振片的偏振方向是互相垂直的.当其中一个偏振片转过 180的过程中， 两偏

8、振片的偏振方向由互相垂直到互相平行再到互相垂直，所以通过两偏振片的光强由零 增强到最强再减弱到零，即选项 A 正确. 【答案】A 【试题出处】2011北京通州一中模拟 【试题 9】一束激光以入射角i=30照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光 斑B，如图 14-1 所示.如果反射光斑位置向左移动了 2 cm，说明液面高度( )图 14-1A.上升了B.上升了C.下降了D.下降了cm6cm3cm2cm3【解析】由题图可知，若光斑左移 2 cm，则液面上升cm.3tan30cm1h【答案】B 【试题出处】2011重庆一中模拟 【试题 10】已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0，则( ) A

9、.当用频率为 20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B.当用频率为 20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0 C.当照射光的频率大于0时，若增大，则逸出功增大 D.当照射光的频率大于0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一 倍 【解析】由爱因斯坦光电效应方程Ekm=hW、逸出功 W=h0知，当入射光频率为 20时，一定能产生光电子，其最大初动能Ekm=2h0h0=h0，故A、B 正确，D 错误； 逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故 C 错. 【答案】AB 【试题出处】2011秦皇岛一中模拟【试题 11】如图 14-2 所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其

10、上建立直角坐标系 xOy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小.现有一束单色光a从原点O以某一入 射角由空气射入该材料内部，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是图 14-3 中的( )图 14-2图 14-3 【解析】我们可以将该光学材料分成水平的若干层，则光线每由下一层(光密介质)射 入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种 全反射(形成蜃景)一样，所以该单色光a在该材料内部可能的传播途径为 D 选项所示路线. 本题正确选项为 D. 【答案】D 【试题出处】2011江苏启东中学模拟 【试题 12】真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限

11、波长分别为1 和2)制成，板面积为 S，间距为d.现用波长为(12)的单色光持续照射两板 内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于( )A.B.C.D.)(11 Sd)(22 Sd)(11 dS)(22 dS【解析】根据题意可知，波长为的单色光能够使钾发生光电效应，根据光电效应方程有(式)，Q=CU(式)，(式)，由式联立有eUchch2dkSC 4).(422 edkShcQ【答案】D 【试题出处】2011武汉一中模拟 【试题 13】在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下列四幅图片中 属于光的单缝衍射图样的是( )14-4 A.a、cB.b、cC.a、dD.b、d 【解析】根据衍

12、射图样特点“条纹不等间距且中央条纹最亮最宽”可知本题正确选项 为 D. 【答案】D 【试题出处】2011河北省衡水中学模拟 【试题 14】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，要把它们放在图 14-5 所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.图 14-5 (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，由左到右，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: 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； 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遮光筒的轴线上； 用米

13、尺测量双缝到屏的距离； 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离. 在操作步骤时还应注意_和_. (3)将测量头的分划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 14-6 甲所示.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 14-6 乙中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距 x为_mm.图 14-6 (4)已知双缝间距d为 2.0104 m，测得双缝到屏的距离l为 0.700 m，由计算式 =_，求得所测红光波长为_nm.【试题出处】2011山东临沂模拟 【试题 15】如图 14-7 所示，置于空气中的一个不

14、透明容器内盛满某种透明液体.容器 底部靠近器壁处有一竖直放置的 6.0 cm 长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光 板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能 看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好 可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动 8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液 体的折射率n.图 14-7【试题出处】2011山东东营一中模拟【试题 16】为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚 d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=3 的玻璃砖,如

15、图 148 所示.试问:图 14-8 (1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少? (2)要想使外界 180范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖?【解析】工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如图所示.已知d=34.64 cm,L=20 cm,所以=30.,31 64.3420tan(1)由折射定律有得 =60, 3sinsin即视野的张角最大为 120. (2)要使视野的张角为 180,即 =90由折射定律有所以n=2.,sin90sinn 【答案】(1)120 (2)2 【试题出处】2011云南曲靖一中模拟 【试题 17】用金属钠作阴极的光电管，如图 14-9 所示连入电路，已知能使电路中有 光电流的最大波长为 540 nm，若用波长为 4.34107 m 的紫外线照射阴极，求:图 14-9 (1)阴极所释放光电子的最大初速度为多少？ (2)将滑片C向左移动，使K的电势高于A的电势时，电流表中还有无光电流？当 O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？【试题出处】2011天津南开模拟 【试题 18】一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一 台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道