[高考物理试题汇编]光学

[高考物理试题汇编]光学

‎ 1995-2005年光学高考试题 ‎1. (95)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.‎ ‎2. (95)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.‎ ‎3. (95)已知介质对某单色光的临界角为θ,则 ( )‎ A.该介质对此单色光的折射率为sin(1/θ)；　　 　B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ(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sinθ倍; 　D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ。‎ ‎4.(95)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.‎ ‎5. (96)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，光点经透镜所成的象点将( )。 　(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 ‎6.(96)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θ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ι应是多少?‎ ‎7．(97)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 ‎ ‎8．(97)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 ‎9．(97)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? 　‎ ‎10.(98)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 ‎11、(98)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）‎ ‎12、(98)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。‎ ‎13．(98上海)下列实验中，能证实光具有粒子性的是 A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验 C．炮的圆孔衍射实验 D．α粒子散射实验 ‎15． (98上海)半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图14所示，圆心为O。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直。光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点B，∠AOB=60°。已知该玻璃对红光的折射率n=。‎ ‎ （1）求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d。‎ ‎ （2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小?‎ ‎16. (99)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 17．(99)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） 18、(00上海)下列关于光的说法中正确的是 ‎（A）在真空中红光波长比紫光波长短 ‎（B）红光光子能量比紫光光子能量小 ‎（C）红光和紫光相遇时能产生干涉现象 ‎（D）红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射 ‎19、(00上海)单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是 ‎·‎ ‎20．(00天津)图为射线管的结构示意图，为灯丝是源，要使射线管发出射线，须在、两电极间加上几万伏的直流高压。‎ ‎（A）高压电源正极应接在点，射线从极发出 ‎（B）高压电源正极应接在点，射线从极发出 ‎（C）高压电源正极应接在点，射线从极发出 ‎（D）高压电源正极应接在点，射线从极发出 ‎21．(00天津)与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、，若＞；则 ‎（A）在空气中A的波长大于B的波长 ‎（B）在水中的传播速度大于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 ‎22．(00天津)已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV，入射光的波长应为 m。‎ ‎23．(00天津)如图，一光源位于金属圆筒内部轴线上A点，与筒B端的距离为，无法直接测量。另有凸透镜、光屏、米尺及带支架的光具座，现用这些器材测量，为此，先将圆筒、凸透镜、光屏依次放在光具座支架上，令圆筒轴线与透镜主光轴重合，屏与光源的距离足够远。使得移动透镜时，可在屏上两次出现光源的象，将圆筒及光屏位置固定，由光路的可逆性可知，第一次成象的距等于第二次成象的物距，然后进行以下的测量：‎ 用测得的物理量可得 ‎ 。‎ ‎（应说明各符号所代表的物理量）‎ ‎ ‎ 图A 图B ‎24．(01上海)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。‎ ‎25．(01上海)光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是 ‎（A）用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转 ‎（B）用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 ‎（C）锌板带的是负电荷 ‎（D）使验电器指针发生偏转的是正电荷 ‎26. (01理综)市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为 A. B. C. D. ‎ ‎27．(01理综)如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中 A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能 B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能 C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能 D．只能是4、6中的某一条 ‎28. (02理综)为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一 块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面 中心看出去，可以看到的门外人射光线与轴线间的最大夹角称 做视场角。已知该玻璃的折射率为，圆柱长为，底面半径为 r，则视场角是 A. B. C. D. ‎ ‎29．(02春季)一个点源S对平面镜成像，设光源不动，平面镜以速率v沿OS方向向光源平移，镜面与OS方向之间的夹角为30º，则光源的像S′将 A 以速率0.5v沿S′S连线向S运动 B 以速率v沿S′S连线向S运动 C 以速率v沿S′S连线向S运动 D 以速率2v沿S′S连线向S运动 ‎30.(02广东)下面说法正确的是 A.光子射到金属表面时，可能有电子发出 B.光子射到金属表面时，一定有电子发出 C.电子轰击金属表面时，可能有光子发出 D.电子轰击金属表面时，一定没有光子发出 d R O ‎31.(02广东)雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n。‎ （1） 在图上画出该束光线射入水珠内 经一次反射后又从水珠中射出的光路图。‎ （2） 求这束光线从射向水珠到射出水 珠每一次偏转的角度。‎ ‎32．(03上海)爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 （ ）‎ ‎ A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳 ‎33．(03上海)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入 射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示。‎ 干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条 ‎ 纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；‎ ‎ （2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差 ‎ 恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 （ ）‎ ‎ A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失 ‎34．(03上海)在右图所求的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色照射 光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生 光电效应，那么 （ ）‎ ‎ A．A光的频率大于B光的频率。‎ ‎ B．B光的频率大于A光的频率。‎ ‎ C．用A光照射光电管时流过电流表 ‎ G的电流方向是a流向b。‎ ‎ D．用A光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b流向a。‎ ‎35．(03理综)一束单色光从空气射入玻璃中，则其 A．频率不变，波长变长 B 频率变大，彼长不变 C 频率不变，波长变短 D 频率变小，波长不变 ‎36. (04北京理综)已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的。检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应。那么，光束a通过三棱镜的情况是 ‎37．(04甘肃理综)图中M 是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l表示镜的长度，h表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为 （ ）‎ ‎ A． B．‎ ‎ C． D．h ‎38．(04吉林理综)下面是四种与光有关的事实：‎ ‎①用光导纤维传播信号 ‎②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 ‎③一束白光通过三棱镜形成彩色光带 ‎④水面上的油膜呈现彩色 其中，与光的干涉有关的是 A．①④ B．②④ C．①③ D．②③‎ ‎ 39．(04山东理综)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(10-19J)‎ ‎3.0‎ ‎4.3‎ ‎5.9‎ ‎6.2‎ ‎6.6‎ 现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（ ）(普朗克常量h = 6.6×10-34J·s，光速c = 3.00×108m/s) ‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 a b 水 ‎40．(04山东理综)发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图 中的虚线)的细光速经水面折射后所成的像，由于水对光有色散 作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示紫光成的像的长度，则（ ）‎ ‎ A．l1l2>l0 C．l2>l1>l0 D．l2nb Ｂ．navb Ｄ．vaθ2。用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单 色光在水中的传播速度，则 ‎ A．n1v2 C．n1>n2，v1n2，v1>v2 ‎ ‎54.(05北京)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是 ‎ Ａ．光的折射现象、色散现象 Ｂ．光的反射现象、干涉现象 Ｃ．光的衍射现象、偏振现象 Ｄ．光的直线传播现象、光电效应现象 ‎55. (05北京)一人看到闪电12.3s后又听到雷声。已知空气中的声速约为 ‎330m/s~340m/s，光速为3×108m/s，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发 生位置到他的距离为4.1km。根据你所学的物理知识可以判断 Ａ．这种估算方法是错误的，不可采用 ‎ Ｂ．这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离 Ｃ．这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大 Ｄ．即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依然正确 ‎56. (05天津)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用 波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电 荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34JŸs，求得钾的极限频率和该光电 管发射的光电子的最大动能应分别是 ‎ Ａ．5.3×1014HZ，2.2J Ｂ．5.3×1014HZ，4.4×10-19J Ｃ．3.3×1033HZ，2.2J Ｄ．3.3×1033HZ，4.4×10-19J ‎57. 图2‎ (05广东)如图2所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正 确的是 ‎ Ａ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 Ｂ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 Ｃ．玻璃对红光的折射率比紫光大 Ｄ．玻璃中紫光的传播速度比红光大 ‎58. (05广东)光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高 质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列 说法正确的是 ‎ Ａ．光纤通信利用光作为载体来传播信息 Ｂ．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 Ｃ．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 Ｄ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 ‎59. n E/eV ‎4 -0.85‎ ‎3 -1.51‎ ‎2 -3.40‎ ‎1 -13.60‎ ‎5 -0.54‎ ‎∞ 0‎ 图9‎ (05广东)如图9所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到 n=2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子。问最少要给基态 的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量 的光子？请在图9中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射 跃迁图。‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.(C) ‎ ‎2.(B)‎ ‎3.(A、B、C)‎ ‎4.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 l=u+v 根据透镜成像公式 1/f=1/u+1/v 由①②③式并代入数据可解得 l=64厘米 ‎5.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＝ι／cosθ；光线从S到玻璃板上表面的传播时间＝ι／c cosθ，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＝ι／cosθ由折射定律    sinθ＝nsinr， 　　　　解得 ‎ ‎　　　　　　　　　。 6.C　　　　‎ ‎7．C　‎ ‎8．B 　　‎ ‎9． 解:先求蜡烛的原位置 由放大率公式 　　　　　　　 　得 v1＝-4u1　　　　 ① 由透镜成像公式　         1/u1+ 1/v1＝1/f　　② 解得 u1＝3/4f 　再求蜡烛移动后的位置，由放大率公式得 v2＝4u2　　③ 　由透镜成像公式　　1/u2+1/v12＝1/f　　④ 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 　　　u2－u1＝5/4－3/4f＝1/2f＝18厘米 ‎10.D ‎11、 /2  6 ×107‎ ‎12、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：S1'、S2'。‎ 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，v1表示像距，/r=u/(u-l1)    ① /r=v1/(v1-l2)  ②‎ 由成像公式，得 1/u+1/v1=1/f1  ③ 解①、②、③式得 f1=25.7cm  ④ 再求与像点S2'相应的焦距f2，以v2表示像距，‎ ‎/r=v2/(l2-v2)  ⑤ 由成像公式，得 1/u+1/v2=1/f2  ⑥‎ 解①、⑤、⑥式得 f2=12cm  ⑦‎ ‎13.A ‎15．如图18，（1）光线1不偏折。光线2：‎ i=60°，γ=30°，i′=30°，γ′=60°，‎ OC=R/cos30°=R d=OD=Octan30°=R·=R ‎（2）d比上面结果小。‎ ‎16.B 17．4.00×10-7（3分）5.00×1014（2分） 18、BD ‎19、A ‎20．D ‎ ‎21．AB ‎ ‎22．4.3×10－9‎ ‎23．移动透镜，当习上得到光源清晰的象时，测量象距；继续移动透镜，当屏上得到光源的另一个清晰的象时，测量端面B与透镜的距离。‎ ‎24．衍射，小于 ‎ ‎25．A、D 26 B 27 B 28.b O r r r i i r 图2‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎29 B 30.A、C ‎31.（1）光路图见图1。‎ ‎（2）图2中 = sin - sin ‎ = - 2 sin ‎ = sin - sin O r r r i i r 图1‎ ‎32.C 33.A 34．AC 35．C ‎36. A 37. A 38．B 39．A ‎40．D ‎41．b 42. A 43.D 44．B ‎ ‎45．在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像.‎ ‎ 插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像.‎ ‎46.AB ‎47．C ‎48．AB ‎ ‎49.B D ‎50 .AD ‎51.C ‎52.A ‎53.B ‎54.C ‎55．B ‎ ‎56 B ‎57 B ‎ ‎58 AD ‎59．12.75eV，略（共6条）‎