高考光学专题

光 学 高 考 专 题 一 单项选择题 1 93 年 图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置 所用单色光 是用普通光源加滤光片产生的 检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光 线叠加而成的 A a 的上表面和 b 的下表面 B a 的上表面和 b 的上表面 C a 的下表面和 b 的上表面 D a 的下表面和 b 的下表面 2 93 年 一物体经凸透镜在屏上成一放大的实像 凸透镜主轴沿水平方向 今将凸透 镜向上移动少许 则 A 屏上像的位置向上移动 B 屏上像的位置向下移动 C 屏上像的位置保持不动 但像变大 D 屏上像的位置保持不动 但像变小 3 94 年 太阳的连续光谱中有许多暗线 它们对应着某些元素的特征谱线 产生这些暗线 是由于 A 太阳表面大气层中缺少相应的元素 B 太阳内部缺少相应的元素 C 太阳表面大气层中存在着相应的元素 D 太阳内部存在着相应的元素 4 95 年 在观察光的衍射现象的实验中 通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝 观看远处 的日光灯管或线状白炽灯丝 灯管或灯丝都要平行于狭缝 可以看到 A 黑白相间的直条纹 B 黑白相间的弧形条纹 C 彩色的直条纹 D 彩色的弧形条纹 5 95 年 在演示光电效应的实验中 原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连 用弧光灯 照射锌板时 验电器的指针就张开一个角度 如图 2 所示 这时 A 锌板带正电 指针带负电 B 锌板带正电 指针带正电 C 锌板带负电 指针带正电 D 锌板带负电 指针带负电 6 96 年 红 橙 黄 绿四种单色光中 光子能量最小的是 A 红光 B 橙光 C 黄光 D 绿光 7 96 年 一焦距为 f 的凸透镜 主轴和水平的 x 轴重合 x 轴上有一光点位于透镜的左 侧 光点到透镜的距离大于 f 而小于 2f 若将此透镜沿 x 轴向右平移 2f 的距离 则在此过 程中 光点经透镜所成的像点将 A 一直向右移动 B 一直向左移动 C 先向左移动 接着向右移动 D 先向右移动 接着向左移动 8 97 年 在双缝干涉实验中 以白光为光源 在屏幕上观察到了彩色干涉条纹 若在双缝 中的一缝前放一红色滤光片 只能透过红光 另一缝前放一绿色滤光片 只能透过绿光 这时 A 只有红色和绿色的双缝干涉条纹 其它颜色的双缝干涉条纹消失 B 红色和绿色的双缝干涉条纹消失 其它颜色的双缝干涉条纹依然存在 C 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在 但屏上仍有光亮 D 屏上无任何光亮 9 98 年 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光 分别照射到相 同的金属板 a b c 上 如图所示 已知金属板 b 有光电子放出 则可知 A 板 a 一定不放出光电子 B 板 a 一定放出光电子 C 板 c 一定不放出光电子 D 板 c 一定放出光电子 10 98 年 处于基态的氢原子在某单色光束照射下 只能发出频率为 1 2 3 的三种 光 且 1 2 3 则该照射光的光子能量为 A h 1 B h 2 C h 3 D h 1 2 3 11 99 年 假设地球表面不存在大气层 那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层 的情况相比 A 将提前 B 将延后 C 在某些地区将提前 在另一些地区将延后 D 不变 12 2000 年 图为 X 射线管的结构示意图 E 为灯丝电源 要使射管发出 X 射线 须 在 K A 两电极间加上几万伏的直流高压 A 高压高源正极应接在 P 点 X 射线从 K 极发出 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 13 93 年 入射光照射到某金属表面上发生光电效应 若入射光的强度减弱 而频率保 持不变 那么 A 从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B 逸出的光电子的最大初动能将减小 C 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D 有可能不发生光电效应 14 97 年 光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是 A 光从玻璃射到分界面上 入射角足够小 B 光从玻璃射到分界面上 入射角足够大 C 光从空气射到分界面上 入射角足够小 D 光从空气射到分界面上 入射角足大 答案 一 单项选择题 1 C 2 A 3 C 4 C 5 B 6 A 7 C 8 C 9 D 10 C 11 B 12 D 13 C 14 B 二 不定项选择题 1 92 年 红光与紫光相比 A 在真空中传播时 紫光的速度比较大 B 在玻璃中传播时 红光的速度比较大 C 玻璃对红光的折射率较紫光的大 D 从玻璃到空气的界面上 红光的临界角较紫光的大 2 95 年 已知介质对某单色光的临界角为 则 A 该介质对此单色光的折射率为 sin 1 B 此单色光在该介质中的传播速度等于 csin c是真空中的光速 C 此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的 sin 倍 D 此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的 1 sin 3 2000 年 A 与 B 是两束平行的单色光 它们从空气射入水中的折射角分别为 则 A 在空气中 A 波长大于 B 的波长 B 在水中 A 的传播速度大于 B 的传播速度 C A 的频率大于 B 的频率 D 在水中 A 的波长小于 B 的波长 答案 1 BD 2 ABC 3 AB 三 填空题 1 92 年 已知铯的极限频率为 4 545 1014 赫 钠的为 6 000 1014 赫 银的为 1 153 1015 赫 铂的为 1 529 1015 赫 当用波长为 0 375 微米的光照射它们时 可发生光电效应的是 2 93 年 用电磁波照射某原子 使它从能量为 E1 的基态跃迁到能量为 E2 的激发态 该 电磁波的频率等于 3 93 年 某人透过焦距为 10 厘米 直径为 4 0 厘米的薄凸透镜观看方格纸 每个方 格的边长均为 0 30 厘米 他使透镜的主轴与方格纸垂直 透镜与纸面相距 10 厘米 眼睛 位于透镜主轴上离透镜 5 0 厘米处 问他至多能看到同一行上几个完整的方格 4 95 年 图 9 中 AB 表示一直立的平面镜 P 1P2 是水平放置的米尺 有刻 度的一面朝着平面镜 MN 是屏 三者互相平行 屏 MN 上的 ab 表示一条 竖直的缝 即 a b 之间是透光的 某人眼睛紧贴米尺上的小孔 S 其位置 见 图 可通过平面镜看到米尺的一部分刻度 试在本题的图上用三角板 作图求出可看到的部位 并在 P 1P2 上把这部分涂以标志 5 98 年 如图所示 一储油圆桶 底面直径与桶高均为 d 当桶内无油时 从某点 A 恰能看到桶底边缘上的某点 B 当桶内油的深度等于桶高一半时 在 A 点沿 AB 方向看去 看到桶底上的 C 点 C B 相距 d 4 由此可得油的折射率 n 光在油中传播的速度 v m s 结果可用根式表示 6 99 年 一束单色光 在真空中波长为 6 00 10 7m 射人折射率为 1 50 的玻璃中它在 此玻璃中的波长是 m 频率是 Hz 真空中光速是 3 00 108m s 答案 1 铯 钠 3 分 只答一个或有错者均 0 分 2 E 2 E1 h 3 26 4 5 2 6 107 6 4 00 10 7 5 00 1014 四 计算题 1 92 年 5 分 一物体经焦距为 24 厘米的凸透镜成一个放大率为 1 5 的实像 求物到透 镜的距离 2 94 年 7 分 蜡烛距光屏 90 厘米 要使光屏上呈现出放大到 2 倍的蜡烛像 应选焦距 是多大的凸透镜 3 95 年 6 分 一发光点 S 位于焦距为 12 厘米的薄凸透镜的主轴上 当 S 沿垂直于主轴 的方向移动 1 5 厘米时 它的像点 S 移动 0 5 厘米 求移动前发光点 S 到像点 S 的距离 4 96 年 8 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 如右图所示 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 到玻璃上表面的垂直距离 应是多少 5 97 年 9 分 有一个焦距为 36 厘米的凸透镜 在主轴上垂直放置一支蜡烛 得到一个 放大率为 4 的虚像 如果想得到放大率为 4 的实像 蜡烛应向哪个方向移动 移动多少 6 98 年 12 分 如图所示 L 为薄凸透镜 点光源 S 位于 L 的主光轴上 它到 L 的 距离为 36cm M 为一与主光轴垂直的挡光圆板 其圆心在主光轴上 它到 L 的距离为 12cm P 为光屏 到 L 的距离为 30cm 现看到 P 上有一与挡光板同样大小的圆形暗区 ab 求透镜的焦距 7 2000 年 13 分 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在小转台 M 上 到轨道的距离 MN 为 d 10m 如图所 示 转台匀速转动 使激光束在水平面内扫描 扫描一周的时间为 T 60s 光束转动方向 如图中箭头所示 当光束与 MN 的夹角为 45 时 光束正好射到小车上 如果再经过 t 2 5s 光束又射到小车上 则小车的速度是多少 结果保留二位数字 答案 1 28 解 由题给数据根据透镜成像和放大率公式可得 1 u 1 v 1 f 1 24 m v u 解之得 u 40 厘米 评分标准 本题 5 分 得到 式给 2 分 得到 式给 2 分 求得最后结果 再给 1 分 2 由放大率公式和本题要求 有 v 2u 以题给条件 u v 90 厘米代入 凸透镜的焦距 f 20 厘米 3 解 用 h 和 h 分别表示 S 和 S 移动的距离 用 l 表示 S 和 S 未移动时的距离 则有 v u h h l u v 1 u 1 v 1 f 根据透镜成像公式 由 式并代入数据可解得 l 64 厘米 评分标准 全题 6 分 写出 式给 2 分 写出 式给 2 分 写出 式给 1 分 得出正确结果再给 1 分 4 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距离 cos 光线 从 S 到玻璃板上表面的传播时间 c cos 其中 c 表示空气中的光速 光线在玻璃板中的传播距离 d cosr 光线在玻璃板中的传播时间 nd c cosr 据题意有 nd cosr cos 由折射定律 sin nsinr 解得 5 解 先求蜡烛的原位置 由放大率公式 得 v1 4u 1 由透镜成像公式 1 u1 1 v1 1 f 解得 u1 3 4f 再求蜡烛移动后的位置 由放大率公式得 v 2 4u 2 由透镜成像公式 1 u 2 1 v12 1 f 解得 u2 5 4f 所以蜡烛应向远离透镜的方向移动 移动的距离为 u 2 u 1 5 4 3 4f 1 2f 18 厘米 评分标准 本题 9 分 式 2 分 式 1 分 式 2 分 式 1 分 式 2 分 物体移动方向正 确的给 1 分 6 解 光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而 形成的 因而从点光源 S 经挡光圆 板边缘 譬如图中的 c 点 射到透镜上 H 点的光线 ScH 经透镜折射后 出射光线应经过 暗区的边缘的某点 这点可以是暗区的边缘点 a 也可以是暗区的另一边缘点 b 也就是说 符合要求的像点有两点 S 1 S 2 先求与像点 S1 相应的焦距 f1 设 r 表示圆板与暗区的半径 以 u 表示物距 v 1 表示 像距 r u u l1 r v1 v1 l2 由成像公式 得 1 u 1 v1 1 f1 解 式得 f1 25 7cm 再求与像点 S2 相应的焦距 f2 以 v2 表示像距 r v2 l2 v2 由成像公式 得 1 u 1 v2 1 f2 解 式得 f2 12cm 7 参考解答 在 t 内 光束转过角度 由图可知 由 两式并代入数值 得 2 光束照到小车时 小车正在远离 N 点 t 内光束与 MN 的夹角从 45 变为 60 小车走过 速度为 由图可知 由 两式并代入数值 得 评分标准 本题 13 分 式 2 分 式 2 分 式 3 分 式 2 分 式 2 分 式 2 分 只考虑一种 情形且正确的 只给 9 分