摘要：光學專題復習專題演練主要檢測了光直線傳播、光的折射、光的色散、全反射及光的本性關鍵字：光學專題復習專題演練光學綜合能力測試一、選擇題（本題包括14小題。每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）光源圖1pQ明1．如圖1所示，讓白熾燈發出的光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片光源圖1pQ明A.光是電磁波B.光是一種橫波C.光是一種縱波D.光是概率波2．太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向前看去，發現前方某處射來亮光，好像太陽光從遠處水面反射來的一樣，我們認為前方有水，但走到該處仍是干燥的沙漠，這現象在夏天城市中太陽光照射瀝青路面時也能觀察到，對這種現象正確的解釋是 （）A．越靠近地面空氣的折射率越大B．這是光的干涉形成的C．越靠近地面空氣的折射率越小D．這是光的衍射形成的3．有關光現象的下列說法中正確的是 （）A．在平靜的湖面上出現岸邊樹的倒影是光的折射現象B．在太陽光照射下，水面上的油膜上出現彩色花紋是光的干涉現象C．光導纖維傳遞信號的基本物理原理是光的折射D．在光的雙縫干涉實驗中，只將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬4．甲乙兩種單色光均垂直射到一條直光纖的豎直端面上，甲光穿過光纖的時間比乙光的時間短，則 （）A．光纖對甲光的折射率較大B．甲光的光子能量大C．用它們分別做為同一雙縫干涉裝置的光源時，甲光相鄰的干涉條紋間距較大D．甲光的波動性比乙光顯著5．一束復色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時分成a、b、c三束光，如圖2MNMNibca圖2A．在玻璃中a光速度最大B．c光的光子能量最大C．用b光照射某金屬時恰好能發生光電效應，則用a光照射該金屬也一定能發生光電效應D．若逐漸增大入射角i，c光將首先返回玻璃中6．設λ1、λ2是兩種單色可見光1、2在真空中的波長．若λ1>λ2，則這兩種單色光相比（）A．單色光2的頻率較小B．玻璃對單色光1的折射率較大C．在玻璃中，單色光1的傳播速度較大D．單色光1的光子的能量較大7．下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功（J）現用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產生光電效應的材料最多有幾種？（普朗克常量h＝×10－34J·s，光速c＝×108A．2種B．3種C．4種D．5種圖38．如圖3所示，將半圓形玻璃磚放在豎直面內，它左方有較大的光屏P，一光束SA總是射向圓心O，在光束SA繞圓心O逆時針轉動過程中，在P上先看到七色光帶，然后各色光陸續消失，則此七色光帶從下到上的排列順序以及最早消失的光是（）圖3A．紅光→紫光，紅光B．紫光→紅光，紅光C．紅光→紫光，紫光D．紫光→紅光，紫光9．劣質的玻璃中往往含有空氣泡，這些空氣泡看上去比較亮，對這一現象有以下不同的解釋，其中正確的是（）A．空氣泡對光線有會聚作用，因而較亮B．空氣泡對光線有發散作用，因而較亮C．從空氣泡到達玻璃的界面處的光一部分發生全反射，因而較亮D．從玻璃到達空氣泡的界面處的光一部分發生全反射，因而較亮10．激光散斑測速是一種嶄新的測速技術，它應用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體的速度與二次曝光時間間隔的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距。若所用激光波長為，則該實驗確定物體運動速度的表達式是（）A． B．C．D．11．如圖4所示為X射線管的結構示意圖，E為燈絲電源。要使X射線管發出X射線，須在K、A兩極間加上幾萬伏的直流高壓 （）圖4A．高壓電源正極應接在P點，X射線從K極發出圖4B．高壓電源正極應接在P點，X射線從A極發出C．高壓電源正極應接在Q點，X射線從K極發出D．高壓電源正極應接在Q點，X射線從A極發出12．在上題所示的X射線管中，由陰極發出的電子被加速后打到陽極，會產生包括X射線在內的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能，已知陽極與陰極之間的電勢差為U、普朗克常數h，電子電量e和光速c，則可知該X射線管發出的X光的 （）A．最短波長為B．最長波長為圖5C．最小頻率為D．最大頻率為．圖513．發出白光的細線光源ab，長度為l0，豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖5。現考慮線光源ab發出的靠近水面法線（圖中的虛線）的細光束經水面折射后所成的像，由于水對光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長度，l2表示藍光成的像的長度，則（）A．l1<l2<l0 B．l1>l2>l0 C．l2>l1>l0D．l2<l1<l014．某激光光源，光的發光功率為P，發射激光的波長為λ。當激光照射到折射率為n的均勻介質時，由于反射，入射能量減少了10%。若介質中的激光光束的直徑是d，已知激光在真空中傳播速度為c，則在介質中單位時間內通過與光速傳播方向垂直橫截面積的光子個數為（）A.B.C.D.二、非選擇題（本題包括5題）Ld圖615．（6分）一個軍事設施的觀察孔如圖6所示，其寬度L=Ld圖6厚度d=30cm，為了擴大向外的觀察視野，將折射率n=的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內（圖中為觀察孔的俯視圖）。（1）嵌入玻璃磚后，視野的最大張角是__________（2）如果要使視野的最大水平張角接近180°，則要求嵌入折射率至少______的玻璃磚。16．（8分）某研究小組的同學根據所學的光學知識，設計了一個測量液體折射率的儀器。如BCOABCOAEFKMNP1P2直徑BC、EF。在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使夜面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區域觀察P1、P2的像，圖7并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像。同圖7學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值。（1）在用此儀器測量液體的折射率時，下列說法正確的是____________（填字母代號）A．大頭針P3插在M位置時液體的折射率值大于插在N位置時液體的折射率值B．大頭針P3插在M位置時液體的折射率值小于插在N位置時液體的折射率值C．對于任何液體，在KC部分都能觀察到大頭針P1、P2的像D．可能有一種液體，在KC部分觀察不到大頭針P1、P2的像（2）若AOF=30°，OP3與OC的夾角為30°，則液體的折射率為。圖817．（8分）（2022年天津）現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把他們放在圖8所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。圖8（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、_____、A。（2）本實驗的步驟有：=1\*GB3①取下折光筒左側的元件，調節光源高度，使光束能直接沿折光筒軸線把屏照亮；=2\*GB3②按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于折光筒的軸線上；=3\*GB3③用米尺測量雙縫到屏的距離；=4\*GB3④用測量頭（其讀數方法與螺旋測微器相同）測量數條亮紋的間距。在操作步驟=2\*GB3②時還應注意___________________和______________________________。（3）測量頭的劃分板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖9所示。然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖10中手輪上的示數___________mm，求得相鄰亮紋的間距△x為_______mm。（4）已知雙縫間距d為×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700mm，由計算式λVGMNRSE圖11圖9圖1018．（8分）如圖11所示是測定光電效應產生的光電子比荷的實驗原理簡圖。兩塊平行金 屬板相距為d，放在真空容器中，其中N金屬板受光線照射時發射出沿不同方向運動的光電子，形成電流，從而引起電流表指針偏轉。若調節R，逐漸增大極板間電壓，可以發現電流逐漸減小，當電壓表示數為UVGMNRSE圖11圖9圖1019．（14分）太陽帆飛船是利用太陽光的壓力進行太空飛行的航天器．由于太陽光具有連續不斷、方向固定等特點，借助太陽帆為動力的航天器無須攜帶任何燃料，在太陽光光子的撞擊下，航天器的飛行速度會不斷增加，并最終飛抵距地球非常遙遠的天體．現有一艘質量為663kg的太陽帆飛船在太空中運行，其帆面與太陽光垂直．設帆能100％地反射太陽光，帆的面積為66300m2、且單位面積上每秒接受太陽輻射能量為E0=×103W/m2。已知太陽輻射能量的絕大多數集中在波長為2×10-7m～1×10-5m波段，計算時可取其平均波長為10-（1）每秒鐘射到帆面的光子數為多少?（2）由于光子作用，飛船得到的加速度為多少?參考答案基礎演練第一節1.BC6．（1）圖略（2）30°（3）紅光最大，紫光最小第二節1．AB2．C；3．C4．C5．B實驗測折射率測光的波長1．在白紙上另畫一條與y軸正方向的夾角較小的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上，直到在y<0的區域內透過玻璃磚能看到P1、P2的像.插上P3后，P3剛好能擋住P1、P2的像.2.3．答案：暗，明．4.答案：成為一個點光源，近，相等，相干光源，彩色的干涉條紋．5．C．綜合能力測試（十四）1．B2．C3．BCD4．CD5．ABD6．C7．A8．D9．D10．B11．D12．AD13．D14．B15．（1）120°，（2）216．（1）BD（2）17．（1）EDB（2）單縫和雙縫間距5～10cm使單縫與雙縫相互平行。（3）（4）×10318．解析：由于當電壓表示數為U時，電流恰好為零，所以光電子的最大初