備戰(zhàn)2020高考物理-高三第一輪基礎(chǔ)練習題：光學綜合

1、備戰(zhàn)2020高考物理-高三第一輪基礎(chǔ)練習題：光學綜合備戰(zhàn)2020高考物理-高三第一輪基礎(chǔ)練習：光學綜合、單選題1 .潛水員在水深為h的地方向水面觀望時，發(fā)現(xiàn)整個天空及遠處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內(nèi)，已知水的臨界角為0 ,則所觀察到的圓形區(qū)域的半徑為（）A. htan 0B. hsin 0C. h/tan 0D. h/sin 02 .用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，用光子能量為2.5eV的某種光照射到光電管上時，電流表G示數(shù)不為零；移動變阻器的觸點C,當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表示數(shù)為零.以下說法正確的是（）A.電子光電管陰極的逸出功為 0.7eVB.光電管陰極的逸出功

2、為1.8eVC光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D.當電壓表示數(shù)大于 0.7V時，如果把入射光的強度增大到一定程度，電流表可能會有示數(shù)3.某同學將一枚大頭針從一邊長為6cm的正方形不透光的輕質(zhì)薄板正中心垂直于板插入，制作成了一個測定液體折射率的簡單裝置.他將該裝置放在某種液體液面上，調(diào)整大頭針插入深度，當插入液體中深度為4cm時，恰好無論從液面上方任何方向都看不到液體中的大頭針，則該液體的折射率為（）5453A.B.C.D.4.如圖所示，真空中有一平行板電容器，電容為C,兩極板 M、N分別由銀和鈉（其極限頻率分別為V1和V2）制成，板間距離為 do現(xiàn)用頻率為 V（V2VVV vi）的單色光

3、持續(xù)照射兩極板 內(nèi)表面，設(shè)電子的電荷量為e,則電容器兩個極板最終帶電情況是（）M NA（v-vi）A. N極板帶負電，帶電荷量為 衛(wèi)C.M極板帶負電，帶電荷量為C-T11B. N極板帶正電，帶電荷量為0D. M極板帶正電，帶電荷量為。5 . （2018?北京）用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾 光片后（）A.干涉條紋消失B.彩色條紋中的紅色條紋消失IIC.中央條紋變成暗條紋ilD.中央條紋變成紅色6 .如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源s,它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光,在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由ab兩種單色光所構(gòu)成的復色光的圓形

4、區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色（見圖乙）.則一下說法中正確的是（）12 / 12A. a光的頻率比b光大B.水對a光的折射率比b光大C. a光在水中的傳播速度比 b光大D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋比b光窄7 .利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航。如圖所示，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側(cè)，每個天線都同時發(fā)出波長分別為京和M的無線電波。飛機降落過程中，當接收到 加和12的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道?？?見（）6論；A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強B.兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定C.導航利用了為與及兩種無線電波之間的

5、干涉D.兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合8 .華裔科學家高銀因在宥關(guān)光導纖維用于光學通信方面”取得了突破性成就而獲得2009年諾貝爾物理學獎.利用光導纖維進行光學通信所依據(jù)的物理原理是（）A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的色散二、多選題9 .下列說法中正確的是（）A.光的偏振現(xiàn)象說明光波是縱波B.波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，頻率保持不變C.雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生全反射形成的D.鳴笛汽車駛近路人過程中，路人聽到的聲波頻率比該波源的振動頻率大E.在雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距10 .如圖所示，a. b兩束單色光平行射到同一三棱鏡上

6、，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個點M。則下列說法中正確的是（）A. a、b兩束光相比較，a光的頻率較大B.在該三鏡中a色光的波長比b色光的小C.光從該三校鏡射向空氣，a色光的臨界角比b色光的大D. a、b光分別經(jīng)同一雙縫干涉實驗裝置，干涉條紋間距a大于b光11 .如圖所示是一玻璃球體，其半彳仝為R,O為球心，AB為水平直徑。M點是玻璃球的最高點，來 自B點的光線BD從D點射出，出射光線平行于 AB,已知/ ABD=30,光在真空中的傳播速度 為g則（）A.此玻璃的折射率為 V）3RB.光線從B到D需用時 CC.若增大/ ABD洸線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象D.若減小/ ABD從AD段射出的光線均

7、平行于 AB12 .下列說法正確的是（）A.光電效應是原子核吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象B.比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C.打的半衰期是5天，12g n 經(jīng)過15天后還有1.5g未衰變D.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應E.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能增大，原子總 能量增大13 .實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨著波長 入的變化符合科西經(jīng)驗公式:B Cn=A+ /? +爐,其中A、B、C是正的常量.太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖，則 （）A.屏上d處是紫光B.屏上d處的光在棱鏡中傳播速度最大C.屏上d處的光

8、在棱鏡中傳播速度最小D.光經(jīng)過三棱鏡后發(fā)生色散原因是不同頻率的光在同種介質(zhì)中折射率不同14 .下列說法正確的是（）A.光電效應的實驗結(jié)論是：對于某種金屬，用大于其極限頻率的入射光照它，則入射光的 頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大21B.放射性元素 仃Na的樣品經(jīng)過6小時后還有 后沒有衰變，它的半衰期是4小時8Pb要經(jīng)過6次a盤變和4次3盤變D. 3衰變中產(chǎn)生的3射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的E.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增加，電勢能減小15 .如圖所示，一等腰直角三棱鏡放在真空中，斜邊BC長度為d,一束黃光以6

9、0。的入射角從AB 側(cè)面的中點D入射折射后直接射到側(cè)面 AC不考慮光在AC面的反射。已知三棱鏡對黃光的折射率為一2 ,真空中的光速為c,則下列說法正確的是（）A.黃光進入AB面的折射角為45B.黃光通過棱鏡的時間為C.紅光沿相同方向自 D點射入，在AC面上可能發(fā)生全反射 D.白光沿相同方向自 D點射入，在AC面右側(cè)屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射三、綜合題16 .如圖所示一半徑為 R由透明介質(zhì)制成的球體，左側(cè)有一沿豎直方向且與球體相切的墻面，圖中過圓心的水平線段為球體的直徑，在該直徑的最右側(cè) S點沿不同的方向發(fā)射出兩束光，其中射到A點的光經(jīng)折射后垂直于墻面到達M點，而射到B點的光恰好在球體的表面發(fā)生

10、全反射，/ OSA= 30求：(1)該透明介質(zhì)的折射率；(2) S點發(fā)出的光在傳播過程中，經(jīng)過SA與AM所用的時間的比值;(3) B點到SO的距離.MN上，0點是圓心，半徑為R。0A面，平行光束通過玻璃磚后n,不考慮光在OA、0B面的反若在玻璃磚左側(cè)豎直放置一遮光板，使水平面 少？BN不被照亮，則遮光板的最小高度是多17.如圖所示，橫截面為四分之一圓的柱形玻璃磚放在水平面 一列與OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向玻璃磚的 在水平面MN上留下照亮的區(qū)域。已知玻璃磚的折射率為為 撤去遮光板，從 0A的中點射入的細光束在 MN上距。點為 的P點留下一個光點， 則玻璃磚的折射率 n為多少？18.一

11、棱鏡的截面為直角三角形 ABC,其中/ C= 90 、/A= 30 、BC邊長為1。在該截面所在 的平面內(nèi)，一條光線以i = 45的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡，經(jīng)過一次折射和一次全c。求:反射后垂直于BC邊射出，部分光路圖如圖所示。光在真空中的傳播速度為(1)棱鏡材料的折射率 n；(2)光在棱鏡中傳播的時間to答案一、單選題1 .【答案】 A【解析】【解答】如圖所示，最遠處的景物進入眼睛的光線幾乎是緊貼水面，其入射角接近90。，折射角為0 .因此，人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以。點為圓心、r為半徑的水面區(qū)域內(nèi).由圖可知=鵬3力白?！痉治觥慨敼鈴乃羞M入空氣，入射角大于等于臨界角時，會發(fā)生全反

12、射，根據(jù)臨界角的意義，結(jié)合幾何關(guān)系求出圓形亮斑的半徑。2 .【答案】B【解析】【解答】據(jù)題意，當用 2.5ev能量的光電子照射陰極時有： 1frz一同=7時當調(diào) 整滑片使電壓表示數(shù)為 0.7v時電流表示數(shù)為0,則說明電場力對光電子做負功， 使光電子剛1 )好到不了陽極，則有：？“，所以可以計算得陰極的逸出功為：環(huán)=他一=岬牙H= L&r r , 一一 一，2 U,A、C不符合題意，B符合題意；當電壓表本數(shù)大于 0.7v時，電場力做功能力更強，如果增強入射光強度， 只會增加光電流強度但增加不了光電子初動能，電流表仍不會有示數(shù)，D不符合題意。故答案為：B【分析】根據(jù)光電效應公式 岬2皿*可以看出，

13、溢出電子的動能與光子的頻率有關(guān)， 光子的頻率越大，電子的動能就越大。3 .【答案】 A【解析】【解答】解：要在液面上各處均看不到大頭針，要求光線射到薄板邊緣界面處時恰 好發(fā)生全反射，設(shè)臨界角為 C.由臨界角與折射率的關(guān)系得:1sinC二聲由幾何關(guān)系得：sinC= =聯(lián)立式可得：n= 3故選：A【分析】以大頭針末端為研究對象，只要從大頭針末端發(fā)出的光線射到薄板邊緣界面處能夠 發(fā)生全反射，就從液面上看不到大頭針， 作出光路圖，根據(jù)全反射的臨界角公式求解液體的 折射率.4 .【答案】B【解析】【解答】AD.現(xiàn)用頻率為v（V2vvvvi）的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，根據(jù)光電 效應的條件，知單色光只有照

14、射鈉板才能發(fā)生光電效應?？芍狽極板將帶正電，M極板帶負電，AD不符合題意；BC.通過光電效應方程知，光電子的最大初動能EK=hv-hv2 .臨界狀態(tài)是電子減速到負極板時速度剛好減速為零。根據(jù)動能定理有：eU=EKm=hv-hv2訓1，一切平行板電容器的電容為 G由Q=CU,所以遠.兩個極板的帶電量是相等的。B符合題意，C不符合題意。故答案為：B【分析】光電效應中，當外界的光子能量比較大時，電子獲得的能量就大，溢出電子的動 能利用公式Ekm=h v- W求解即可。其中 W是材料的逸出功，v是光子的頻率。5 .【答案】D【解析】【解答】濾光片的作用是使入射光變成單色光，在光源與單縫之間加上紅色濾光

15、片 后，能從單縫透過的光線為紅色，光屏上出現(xiàn)紅色的干涉條紋，中央條紋變成紅色。故答案為：D【分析】本題主要考查光的干涉的實驗，學生需要理解光的干涉的實驗原理和過程。6 .【答案】C【解析】【解答】由圖乙可知 a光發(fā)生全反射的臨界角大，由 3nle 可知a光的折射率 小，即頻率小，波長長， AB不符合題意；由可知C符合題意；由 * =胃.可知D 不符合題意.故答案為：C【分析】a光發(fā)生全反射的臨界角大，則 a光的折射率小，即頻率小，波長長；光在水中的傳播速度v = M ;干涉條紋寬度7 .【答案】B【解析】【解答】AC、無線電波的干涉信號可用于飛機降落的導航，飛機降落過程中，當接 收到 在和&的

16、信號都保持最強時， 表明飛機已對準跑道， 即此時飛機接收到的信號為振動 加強點，是 友與司的干涉和 質(zhì)與 力的干涉，而不是 白與 龍!的干涉；干涉要求兩波源的頻率相同，無線電波的干涉與強弱無關(guān)，A、C不符合題意；B、飛機接收到的信號是 人的干涉波與 質(zhì)的干涉波的疊加，因為 與國各自強弱分布穩(wěn)定，故疊加后空間中波的強弱分布穩(wěn)定，B符合題意；D、在跑道上接收 白和區(qū)的信號都保持最強，但是 41與 馬各自在空間的強弱分布不一定完全相同，D不符合題意；故答案為：B?！痉治觥績蓚€波源發(fā)出的波的在空間中疊加，形成的空間的場是穩(wěn)定的，飛機接收到兩個波疊加成的波。8 .【答案】B【解析】【解答】解：光導纖維進

17、行光學通信利用光在不停地發(fā)生全反射.故B正確，A、C、D錯誤.故選：B.【分析】光導纖維進行光學通信所依據(jù)的物理原理是光的全反射.二、多選題9 .【答案】B,D,E【解析】【解答】解：A、偏振是橫波的性質(zhì)，故光的偏振說明光是橫波，故 A錯誤；B、頻率由波源決定，在不同介質(zhì)中頻率不變，故B正確；C、雨后彩虹是由于太陽光入射到水?中發(fā)生的折射形成的，故 C錯誤；D、根據(jù)多普勒效應可知，當兩物體以較大速度靠近時，接收頻率增大，遠離時減小，故D正確；E、雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光后，波長變長，則導致干涉條紋的間距增大，故E正確； 故選：BDE.【分析】只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象；光發(fā)生折射時，光的頻

18、率不變；雨后彩虹是光的折射現(xiàn)象；當聲源與觀察者間距變小時，接收頻率變高；根據(jù)干涉條紋間距公式丁 = 7乂，即可一一求解.10 .【答案】A,B【解析】【解答】A.由圖看出，a光通過三棱鏡后偏折角較大，根據(jù)折射定律得知三棱鏡對a光的折射率較大，則 a光的頻率較大，A符合題意；B.由a光的折射率較大，則知 a光在真空中的波長短，光在棱鏡中的波長為j V C ”丁不廣節(jié),乃是真空中的波長，即在棱鏡中a的波長小，B符合題意；仆C.由臨界角公式 和“一 V分析知從棱鏡射向空氣中 a色光的臨界角比b色光的臨界角小，C不符合題意。Jx = -7D.根據(jù) 可知，由干涉條紋間距與波長成正比， 所以干涉條紋間距

19、a光小于b光，D不符合題意；故答案為：AB【分析】利用折射率的大小可以比較波長的大??；利用波長的大小可以比較頻率的大??；利用折射率可以比較臨界角的大??；利用波長的大小可以比較干涉條紋間距的大小。11 .【答案】A,B【解析】【解答】A.如圖，由幾何知識可得入射角i=/ABD=30,折射角 r=2/ABD=30 =60 則此玻璃的折射率為“皿: 416叱正而，sin30T 一,A符合題意；B、BD長度s=2Rcos30 =3 R,光在玻璃球內(nèi)傳播的速度1 J?,故光線從 B傳到D的時間為f=v= , B符合題意；C.由1”回-三-:=”32,則臨界角 CV45。，所以若增大/ ABD,入射角可能

20、大于臨界角，所以光線可能在 DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象，C不符合題意；D.要使出射光線平行于 AB,入射角 必為30,若減小/ ABD,入射角減小，則從AD段射出的光線與 AB不平彳T, D不符合題意。故答案為：AB【分析】利用幾何知識可以求出折射率的大??；利用幾何知識可以求出BD的長度；利用折射率可以求出臨界角的大??；利用平行的條件可以求出入射角的大小。12 .【答案】B,C,D【解析】【解答】解：A、光電效應是原子中的電子吸收光子，從而擺脫原子核的束縛，向外釋放光電子的現(xiàn)象，故 A錯誤；B、比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定.故 B正確；1 1C、半衰期是5天，12g Bi,經(jīng)

21、過15天后，經(jīng)過三個半衰期， 則有m=mo ( 2 ) 3=12 x3 =1.5g 未衰變，故C正確.D、太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應，故 D正確.E、按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收能量，叁1 rv-原子的能量增大；根據(jù)=T 可知，電子的動能減小.故 E錯誤.故選：BCD.【分析】光電效應是原子吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定；要明確發(fā)生半衰期次數(shù)、衰變前總質(zhì)量、衰變后質(zhì)量之間的關(guān)系； 太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的聚變反應；能級間躍遷時從高能級向低能級躍遷，輻射光子，從低能級向高能級躍遷， 吸收光子.13 .【答案】A

22、,C,D【解析】【解答】解：A、白色光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏由上至下(a、b、c、d)依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫.由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；紅光的折射 率最小，則偏折程度最小.故屏上a處為紅光，屏上d處是紫光，k同時可知，屏上d處的光在棱鏡中傳播速度最小.故 AC正確，B錯誤；D、太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散，是由于不同頻率的光在同種介質(zhì)中折射率不同.故D正確.故選：ACD【分析】太陽光是復色光，經(jīng)過三棱鏡后由于折射率不同，導致偏折程度不同.14 .【答案】A,C,E【解析】【解答】解：A、只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應，根據(jù)Ekm=hr- W,當

23、入射頻率越高時，則光電子的最大初動能越大，A正確；1B、每經(jīng)過一個半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，經(jīng)過6小時后還有至沒有衰變，知經(jīng)過了 3個半衰期，所以半衰期等于 2小時，B錯誤；C、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知232 - 208=6 X4即6次a衰變，90=82+6 X、4,即4次3衰變，C正確；D、3衰變中產(chǎn)生的3射線實際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時釋放出電子，D錯誤；E、氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，軌道半徑減小，能量減小，釋放一定 頻率的光子，根據(jù) 出=m T知，電子動能增大，則電勢能減小，E正確；故選：ACE.【分析】當入射光的頻率大于金屬的極限頻率，就會發(fā)生光電效應， 根據(jù)光

24、電效應方程判斷1影響光電子最大初動能的因素； 半衰期是半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，經(jīng)過6小時后還有 區(qū)沒有衰變，求出半衰期的次數(shù)，從而求出半衰期的時間；3衰變中產(chǎn)生的3射線實際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時釋放出電子； 根據(jù)軌道半徑的變化， 通過庫侖引力提供向心力比 較出電子動能的變化，通過能量的變化得出電勢能的變化.15 .【答案】A,B【解析】【解答】單色光在 AB面上發(fā)生折射，光路圖如圖AB.根據(jù)折射定律得：一C畋 2 ,解得：a = 45=,因為 DE/BC,而且口芭=1dse =,光在三棱鏡傳播的速度為:c 2c,所以此單色光通過三棱鏡的時間為：二喏如，AB符合題意;C紅光的折射率小于黃光的折射率，故紅光在ABDE光線向上偏，故在AC面的入射角變小，且根據(jù)大，則此時紅光不可能發(fā)全反射，C不符合題意；面的折射角大于黃光在 AB面的折射角, 向/可知紅光的全反射臨界角也更D.白光沿相同方向自 D點射入，在AC面右側(cè)屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的色散，D不符合題意。故答案為：AB。【分析】根據(jù)材料的折射率，利用折射定律求解折射角即可，根據(jù)