高二物理光学试题及答案详解

1 O P P Q Q a b 光学单元测试光学单元测试 一 选择题 1 光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中 已知折射角为 30 则入射3 角等 A 30 B 45 C 60 D 75 2 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 3 一束复色光由空气射向玻璃 发生折射而分为 a b 两束单色光 其传播方向如图所 示 设玻璃对 a b 的折射率分别为 na和 nb a b 在玻璃中的传播速度分别为 va和 vb 则 A na nb B navbD vav2 C nl n2 v1 v2 D nl n2 v1 v2 5 如图所示 一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心 O 点 经折射分为 a b 两束光 分别由 P Q 两点射出玻璃体 PP QQ 均与过 O 点的界面法线垂直 设光线 a b 在玻璃体内穿行所用时间分别为 ta tb 则 ta tb等于 A QQ PP B PP QQ C OP OQ D OQ OP 6 图示为一直角棱镜的横截面 一平行细光束从 O 点沿垂 60 90abcbac 直于 bc 面的方向射入棱镜 已知棱镜材料的折射率 n 若不考试原入射光在2 bc 面上的反射光 则有光线 A 从 ab 面射出 B 从 ac 面射出 C 从 bc 面射出 且与 bc 面斜交 D 从 bc 面射出 且与 bc 面垂直 7 一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖 经折射分成两束 单色光 a b 已知 a 光的频率小于 b 光的频率 下列哪个光路图 可能是正确的 8 如图所示 一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象 下列说法正 确的是 红光的偏折最大 紫光的偏折最小 红光的偏折最小 紫光的偏折最大 玻璃对红光的折射率比紫光大 玻璃中紫光的传播速度比红光大 9 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 10 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 光纤通信利用光作为载体来传播信息 光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 14 水的折射率为 n 距水面深 h 处有一个点光源 岸上的人看 到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为 A 2 h tan arc sin B 2 h tan arc sin n n 1 b c a o a b 空 气 玻 璃 2 C 2 h tan arc cos D 2 h cot arc cos n n 1 15 为了观察到纳米级的微小结构 需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜 下列说法中正确的是 A 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短 因此不容易发生明显衍 射 B 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长 因此不容易发生明显衍 射 C 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短 因此更容易发生明显衍 射 D 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长 因此更容易发生明显衍 射 17 空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射 分别从方框下方和上方射出 其框外光 线如 图 1 所示 方框内有两个折射率 n 1 5 的玻璃全反射棱镜 图 2 给出了两棱镜四 种放 置方式的示意图 其中能产生图 1 效果的是 18 两束不同频率的单色光 a b 从空气射入水中 发生了图所示的折射现象 下列结论中正确的是 A 光束 b 的频率比光束 a 低 B 在水中的传播速度 光束 a 比光束 b 小 C 水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小 D 若光束从水中射向空气 则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大 19 现有 a b c 三束单色光 其波长关系为 用 b 光束照射某种金属时 cba 恰能发生光电效应 若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属 则可以断定 A a 光束照射时 不能发生光电效应 B c 光束照射时 不能发生光电效应 C a 光束照射时 释放出的光电子数目最多 D c 光束照射时 释放出的光电子的最大初动能最小 20 OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面 a b 两束可见单色光从空 气垂直射入棱镜底面 MN 在棱镜侧面 OM ON 上反射和折射的情 况如题 20 图所示 由此可知 A 棱镜内 a 光的传播速度比 b 光的小 B 棱镜内 a 光的传播速度比 b 光的大 C a 光的频率比 b 光的高 D a 光的波长比 b 光的长 二 计算题二 计算题 22 如图所示 一路灯距地面的高度为 h 身高为 l 的人以速度 v 匀速行走 1 试证明人头顶的影子做匀速运动 2 求人影长度随时间的变化率 23 如图所示 一不透明的圆柱形容器内装满折射率 n 的透明液体 容器底部正中央 O 点处有一点光源 S 平面镜 2 MN 与底面成 45 角放置 若容器高为 2dm 底边半径为 1 dm OM 1dm 在容器中央正上方 1 dm 处水平放置一足 3 够长的刻度尺 求光源 S 发出的光线经平面镜反射后 照射到刻 度尺的长度 不考虑容器侧壁和液面的反射 25 如图所示 透明介质球球心位于 O 半径为 R 光 线 DC 平行于直径 AOB 射到介质的 C 点 DC 与 AB 的距离 3 H R 2 若 DC 光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时 从球内折射 3 出的光线与入射光线平行 作出光路图 并算出介质的折射率 答案 题号12345678910 答案CBADBABDBBCAD 题号11121314151617181920 答案DCABAABCDBCABD 22 1 设 t 0 时刻 人位于路灯的正下方 O 处 在时刻 t 人走到 S 处 根据题意有 OS vt 过路灯 P 和人头顶的直线与地面的交点 M 为 t 时刻人头顶影子的位置 如图 l 所示 OM 为头顶影子到 0 点的距离 由几何关系 有 解式 得 因 OM 与 时间 t 成正比 故人头顶的影子做匀速运动 2 由图 l 可知 在时刻 t 人影的长度为 SM 由几何关系 有 SM OM OS 由式 得 因此影长 SM 与时间 t 成正比 影长随时间的变化率 解 光路如图 光线经反射后到达介质与空气的界面时 入射角 i r 由折射定律可 得折射角 r i 折射光线 PQ 与入射光线 DC 平行 则 POA COA i sin i H R R 2R 2i 600 折射角 r i 2 30033 sin r 1 2 折射率 sin i sinr 3 23 解 作图找出发光点