高考物理二轮总复习专题过关检测光学1 9页

‎2011届高考物理二轮总复习专题过关检测　光学 ‎(时间:90分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题包括10小题,共40分.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,错选或不选的得0分)‎ ‎1.下列说法正确的是[2008年高考·北京理综卷](　　)‎ A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象 B.用X光机透视人体是利用光电效应 C.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象 D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象 答案：A ‎2.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 ‎3.发生下列有关光现象的各种说法中正确的是（）‎ ‎①雨后空中出现的虹和霓、日食现象，游乐园的“哈哈镜”使人成像变形，这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚 ‎②水面上的油膜呈现出彩色条纹，小孔成像，光的色散这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚 ‎③仅仅从光的干涉和光的衍射现象无法说明光具有波粒二象性 ‎④泊松亮斑和光电效应分别反映出光的波动性和光的粒子性 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④‎ 解析：由题述各种现象的成因知C对.‎ 答案：C ‎4.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是（）‎ A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波同样是一种波 C.光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量E=hν中，仍表示的是波的特性 解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性，粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说.‎ 答案：D ‎5．下列实际的例子中，应用的物理原理表明光是波动的是()‎ A．在磨制各种镜面或其他光学平面时应用干涉法检查平面的平整程度 B．拍摄水面下的物体时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片，可以使景像清晰 C．一窄束白光通过三棱镜色散得到彩色的光带 D．利用光照射到光电管上产生光电流，进行自动控制 ‎【答案】AB ‎6.红光和紫光相比(　　)‎ A.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=hν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 ‎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(10－19 J)‎ ‎3.0‎ ‎4.3‎ ‎5.9‎ ‎6.2‎ ‎6.6‎ 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=6.6×10－34 J·s，光速c=3.0×‎108 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ν、波长为λ，则存在E=hν和c=λν，两式联立代入数据可得E=4.95×10－19 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 ‎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 ‎9.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 ‎10.某单色光照射某金属时没有产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是（）‎ A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用频率较低的光照射 D.换用波长较短的光照射 解析：由光电效应的规律可知D对.‎ 答案：D ‎11.对下列自然现象的描述正确的是（）‎ A.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中，同样，在沙漠中也能观察到同样的现象 B.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物的倒影.同样，在海面也能观察到同样的现象 C.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物的倒影 D.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物的倒影.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中 解析：海面上的下层空气，折射率比上层大，远处的实物发出的光线射向空中时，由于不断被折射，进入上层空气时，发生了全反射.光线反射回地面，人逆着光线看去，景物悬在空中.沙漠里的下层空气折射率小，从远处物体射向地面的光线，也可能发生全反射，人们就会看到远处物体的倒影.答案：C ‎12．如右图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板上表面是否平的装置，a为标准样板，b为待测厚玻璃板，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()‎ A．a的上表面和b的下表面B．a的上、下表面 C．a的下表面和b的上表面D．b的上、下表面 ‎【解析】本题是薄膜干涉的应用．错误的选项是理解为检查的样品是b ‎，干涉是发生在b的上下表面．实际上干涉发生在a与b之间的空气膜上下表面的反射光相遇的区域．‎ ‎【答案】C ‎13.如图所示为光谱分析的实验装置，利用图中装置可以看到气体的（）‎ A.明线光谱 B.吸收光谱 C.连续光谱 D.干涉光谱 解析：分光镜中观察到的火花放电是稀薄气体发光，是明线光谱 答案：A ‎14.如图所示为一光控电路，当电磁铁中的电流大到一定程度，就能将衔铁吸下，接通触头，使被控交流电路工作，电动机转动，判断下列说法正确的是（）‎ A.用任何频率、任何强度的光照射光电管，都能使电动机转动 B.若用某一频率的光照射时，能使电动机转动，则如果将该光强度减弱，有可能使电动机停止转动 C.若用某一频率的光照光电管，毫安表读数为零，则只要加大这种光的强度，就能使电动机转动 D.若用绿光照射光电管，无论其强度多大，都不能使电动机转动，则改用黄光并将其强度增大到某一定程度，就能使电动机转动 答案：B ‎15．如下图所示，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 ‎【答案】B ‎16．如右图所示，在暗室中从单色点光源S直接射到屏PP′上的一束光在Sa和Sd之间；从S射到平面镜MN再反射到屏PP′上的另一束光在Mb和Nc之间(S′是S在平面镜MN中的像)．这时屏PP′上是否可能出现明暗相间的条纹？若可能，在哪个区域内？()‎ A．不可能B．可能，出现在a、b之间 C．可能，出现在b、c之间D．可能，出现在c、d之间 ‎【答案】C ‎17.如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的.现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出.则（）‎ A.∠a=30°，∠b=75°‎ B.∠a=32°，∠b=74°‎ C.∠a=34°，∠b=73°‎ D.∠a=36°，∠b=72°‎ 答案：D ‎18．如右图所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角α为30°，一束光线垂直于ab面射入棱镜，又从ac面射出．出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是()‎ A.B. C.D. ‎【解析】过ac面作出法线，如右图，可知θ2＝30°，θ1＝60°，所以n＝＝.‎ ‎【答案】D ‎19．如图所示为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化．现有一单色光a从原点O，以某一入射角θ由空气射入该玻璃内部，且单色光a在玻璃内部的传播路径如图中实线所示．则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是()‎ A．折射率沿y轴正方向减小 B．折射率沿y轴正方向先减小后增大 C．折射率沿y轴正方向增大 D．折射率沿y轴正方向先增大后减小 ‎【解析】本题考查光的折射规律、全反射的条件．任取一个平行于x轴的界面，作入射点的入射光线和折射光线会发现折射角总是大于入射角，说明界面上方的介质为光疏介质，下方为光密介质，沿y轴正方向的折射率越来越小，光线最终发生全反射．A项正确．‎ ‎【答案】A ‎20．(2009高考浙江理综)如右图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则()‎ A．该棱镜的折射率为 B．光在F点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变小 D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 ‎【解析】由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n＝＝＝，A选项正确；在BC界面上，入射角为30°，临界角的正弦值为sinC＝＝>sin30°，即C>30°，所以在F点，不会发生全反射，B选项错误；光从空气进入棱镜，频率f不变，波速v减小，所以λ＝减小，C选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D选项错误．‎ ‎【答案】AC ‎21．如右图所示，有一光束与界面成45°入射角射到半径为R 的半玻璃球的球心O点处，折射光束与界面夹角为60°.现让光线向界面方向偏转，同时旋转半玻璃球且保持半玻璃球上表面始终水平，则出射光线照亮玻璃球的最大截面积是()‎ A.B. C.D. ‎【解析】当光束以45°角入射时，折射角为30°，n＝＝.当光线向界面靠近时，当入射角等于90°时，折射光线照亮玻璃球的截面积最大，此时折射角γ＝45°，被照亮的截面半径r＝Rsin45°＝R，被照亮的最大截面积S＝πr2＝，故B选项正确．‎ ‎【答案】B ‎22.一束激光以入射角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14-1‎ A.上升了B.上升了C.下降了D.下降了 解析:由题图可知，若光斑左移‎2 cm，则液面上升 答案:B ‎23.如图14-2所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系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θ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 ‎24.右图中，平面镜M绕垂直于纸面的轴O以角速度ω=π（rad/s）匀速转动，AB为一段圆心在O点的圆弧形屏幕，张角∠AOB=π.有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝S射向平面镜M上的O点.已知光源每秒闪动24次，圆弧屏幕光斑数为（）‎ A.4 B‎.6 C.7 D.13‎ 解析：当光线射向平面镜时，若入射光线不发生变化，而平面镜转过θ角，则反射光线将转过2θ，光源闪光的频率为24Hz，即每两次闪光之间的时间间隔为Δt=s，在这段时间内，平面镜的反射光线转过角度为Δα=2ωΔt=，在∠AOB=π内，有=6个时间间隔，即6个光斑，加上计时开始A点的光斑，故共有7个光斑.‎ 答案：C ‎25.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中[2008年高考·全国理综卷Ⅰ](　　)‎ A.t1始终大于t2　　　　B.t1始终小于t2‎ C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2‎ 解析：如图所示，n＝＝ t＝，s＝ 联立解得：t＝ 由题意可知，红光、蓝光的入射角θ相同，但折射角r红＞r蓝，sin 2r红＞sin 2r蓝，所以t1＜t2，故选项B正确，选项A、C、D错误.‎ 答案：B ‎26.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图甲中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图甲所示.有一半径为r 的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为[2007年高考·全国理综卷Ⅰ](　　)‎ A.r　　　B.1.5r　　　C.2r　　　D.2.5r ‎　　解析：‎ 乙 光从玻璃射向空气的临界角θ＝arcsin ＝arcsin ，而入射角i＞θ，将发生全反射，光路图如图乙所示.由几何关系得OB＝r·tan 60°·cot 30°－r＝2r.‎ 答案：C ‎27.图甲所示是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线[2008年高考·重庆理综卷](　　)‎ A.不能从圆弧NF1射出 B.只能从圆弧NG1射出 C.能从圆弧G1H1射出 D.能从圆弧H‎1M射出 解析：‎ 乙 设全反射临界角为C，有：‎ sin C＝ C＝arcsin ，由图乙可知，沿GG1射入的光线，入射角恰为全反射的临界角，GG1右侧光线的入射角均大于C，光线只能从圆弧NG1射出，只有选项B正确.‎ 答案：B ‎28.如图甲所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为[2008年高考·四川理综卷](　　)‎ A.　　　B.‎1.5　‎　　C.　　　D.2‎ ‎　　解析：作出光路图如图乙所示.由圆的对称性可以知道△O1O2O3为等边三角形.可以求出光线射入玻璃球时的折射角为30°，由折射率的公式可以求出玻璃的折射率为 .‎ 答案：C