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- 2021-05-14 发布
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[wulikj.com]2010届高考二轮复习跟踪测试:光及光的本性
物理试卷
注意事项:1.本卷共100分,考试时间100分钟
2.将答案写在答题卡的相应位置
一、选择题( 小题,每小题 分)
1关于光学器件,以下说法中正确的是:高考资源网
A.平面镜不改变光束的性质,只能改变光的传播方向高考资源网
B.凸透镜是会聚透镜,任何光束通过它均变为会聚光线高考资源网
C.凹透镜是发散透镜,但光束通过它后仍可能为会聚光线高考资源网
D.三棱镜对白光有色散作用高考资源网
2.现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现www.ks5u.com波动性的是高考资源网
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高考资源网
C.质量为10-3kg、速度为10-2m/s的小球,其德布罗意波长约为10-23 m,不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹高考资源网
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一晶体中www.ks5u.com原子间距大致相同 高考资源网
3.关于岸上的人和水中的鱼,下列说法中正确的是:高考资源网
A.人看到的是鱼的实像,位置比实际位置浅些高考资源网
B.人看到的是鱼的虚像,位置比实际位置浅些高考资源网
C.鱼看到的是人的实像,位置偏低些高考资源网
D.鱼看到的是人的虚像,位置偏高些 高考资源网
4.下图中各透镜光路图中正确的是图高考资源网
高考资源网
5.激光器输出功率为P瓦,它每秒发出的光子数为高考资源网
A. B. C. D.高考资源网
6.a、b两束平行单色光经玻璃三棱镜折射后沿如图方向射出,由此可以判断:
A.空气中a的波长大于b的波长
B.玻璃中a的速度等于b的速度
C.空气中a的频率高于b的频率
D.从玻璃射向空气,a的临界角大于b的临界角
7.水中有一点光源,在水面上可看到一圆形亮斑,若亮斑面积在减小,则此光源:
A.正在下沉 B.正在上浮 C.正在左、右运动 D.以上都不对
8.用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC,∠B=15°,∠C=90°,一束光线垂直AC面射入,如图,它在棱镜内发生全反射的次数为
A.2次 B.3次 C.4次 D.5次
9.
如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段,光缆总长为L,它的玻璃芯的折射率为,外层材料的折射率为。若光在空气中传播速度近似为,则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中,下列判断中正确的是
A.,光通过光缆的时间等于
B.,光通过光缆的时间大于
C.,光通过光缆的时间等于
D.,光通过光缆的时间大于
10.如图,高考资源网P高考资源网是一偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中哪种(或哪几种)照射P时能在P高考资源网gaokao ziyuanwang 的另一侧观察到透射光
A.太阳光
B.沿竖直方向振动的光
C.沿水平方向振动的光
D.沿与竖直方向成450角振动的光
二、填空题( 小题,每小题 分)
11.介质甲对空气的临界角为45°,高考资源网介质乙对空气的临界角为60°,则光在介质甲、乙中的传播速度之比为 。
12.铝的逸出功是4.2 eV,现在将波长200nm的光照射铝的表面,已知普朗克常量,光电子的最大初动能是___________J,遏止电压是__________V,铝的截止频率是_____________Hz。(结果保留二位有效数学)
13.虹霓是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的,通常可以看到两道弓形彩带,里面一道叫虹,比较明亮;外面一道叫霓,较为暗淡,如图(a)所示。
(1)虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的,如图(b)所示从内到外色序的排列是 ;
(2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的,如图(c)所示,从内到外色序的排列是 。
14.图所示为一摄谱仪的示意图.来自光源的光经过狭缝S和透镜L后成为平行光射在三棱镜P上.为了在照相底片MN上拍摄下清晰的光谱,在P与MN之间须放置1个________。黄、红、绿三种颜色的光谱线在照相底片上从M端到N端的次序为__________。
三、作图题( 小题,每小题 分)
15.(4分)下图中各三棱镜的折射率均为,画出光线经过三棱镜折射后的出射光线,并确定出射方向与入射方向所成角度的大小。
16.(6分)一个薄木板M直立于光屏前,与光屏N相距为L,薄木板上开有一个圆孔。今用平行光垂直照射木板,则在光屏上得到一个直径为a的圆形光斑(如图)。
①在板上圆孔内镶入一个与孔等大的凹透镜后,在光屏上得到的光斑直径变为b(b>a)。画出相应的光路图,并在图上标明凹透镜焦距。
②在板上圆孔内镶上一个与孔等大的凸透镜后,在光屏上得到的光斑直径变为c(c<a)。画出相应的光路图,并在图上标明凸透镜焦距。
四、实验题( 小题,每小题 分)
17.(12分)用三棱镜测定玻璃折射率的实验中,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2.然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在本题的图上画出所需的光路;
(2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是__________和__________,在图上标出它们;
(3)计算折射率的公式是n=__________。
18.(10分)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②___________、③___________、④___________、⑤遮光筒、⑥光屏。对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取___________或___________的方法。
五、简答题( 小题,每小题 分)
19.(6分)试根据相关实验解释为什么光是一种概率波?
六、计算题( 小题,每小题 分)
20.(4分)光子波长为λ,其动量、质量分别是多少?
21.(5分)如图所示,在直角坐标系xoy中放有透明光学材料制成的三棱镜,棱镜的截面为直角三角形,期中OB=a,=30°。现在坐标为(-a,a)的P点放置一个激光器(图中未画出),发出的一束激光束垂直照射到棱镜的AO边,已知激光在棱镜中的折射率为,试求激光束射出棱镜后与x轴交点的坐标。
22.(8分)要使某透镜能对在空气中波长为0.52 μm的黄绿光增透,至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜?(假定做这种膜的材料的折射率为1.3)
23.(8分)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
24.(9分)用波长λ=0.51 μm的绿光做双缝干涉实验,测得相邻两条亮纹间的距离Δx=0.55 mm。若将整个装置放入折射率n=的水中,那么相邻两条亮纹间的距离是多大?
25.(12分)如图所示,等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC=d,一束单色光以60°的入射角从AB侧面中点入射,折射后再从AC侧面折射出,已知三棱镜的折射率n=,单色光在真空中的光速为c,求此单色光通过三棱镜的时间.
参考答案
一、选择题( 小题,每小题 分)
1.ACD
2.BD
3.BD
4.B
5.B
6.AD
7.B
8.B
9.D
10.ABD
二、填空题( 小题,每小题 分)
11.
12.3.2×10-19,2,1015
13.(1)紫到红;(2)红到紫
14.凸透镜;红、黄、绿
三、作图题( 小题,每小题 分)
15.如图所示:A.30°,B.180°,C.90°,D. 0°,(相互平行).
16.
四、实验题( 小题,每小题 分)
17.(1)略;(2)入射角θ1,折射角θ2;(3)
解析:
(1)如图所示,画出通过P1和P2、P3和P4的光线,分别与AC、AB边交于O、O′点,连结OO′。
(2)过O点作AC的法线,标明入射角θ1和折射角θ2,并画出虚线部分,测出入射角θ1和折射角θ2(或线段EF、OE、GH、OG的长度)。
(3)n=(或n==/=·,若作图时取OG=OE,则n=,可以简化计算)。
18.滤光片,单缝,双缝,增大双缝与光屏间的距离,减小双缝间的距离
解析:由实验原理知公式Δx=λ可得。
五、简答题( 小题,每小题 分)
19.在弱光的干涉实验中,控制光的强度,使前一个光子到达屏幕后才发出第二个光子,从而排除光子之间相互作用的可能性。在这种情况下,如果时间较短,则在光屏上出现的是无规则分布的曝光点,若经过比较长的时间,则在屏上可以看到明显的干涉条纹。这说明光子到达亮条纹处的概率较大,到达暗条纹处的概率较小,所以我们可以说光是一种概率波。
六、计算题( 小题,每小题 分)
20.解析:由德布罗意公式
所以动量
又因为p=mv光=mc
所以,
21.解析:
22.解析:
本题考查光的薄膜干涉。
光波在膜中的波长为
=m=4.0×m
增透膜的厚度为
d=m=1.0×m
23.解析:画出如图光路图,设折射角为r,
根据折射定律
(2分)
解得 (2分)
由几何知识得,ΔOPQ为直角三角形,
所以两个光斑PQ之间的距离:
(2分)
解得 (2分)
24.解析:
根据Δx=λ ①
在水中绿光的波长:
=λ
在水中相邻两条亮纹间的距离:
Δ= ②
由①②两式得:Δ= = =0.41 mm
25.解析:
在AB面上单色光发生折射,光路如图.由折射定律知
故光在棱镜内传播的路径DE应与BC平行且DE=
在棱镜内光速v=高考资源网
所以t=