选择题光学生版

1、错题不再错就无敌了！ 2013年高考解决方案选择题（2）光学学生姓名：上课时间：错题再练习同学高考解决方案 第二阶段·题型课程·选择题·光学Page 13 of 13第2讲 光学2013年高考怎么考题型解读常考题型难度考查频率分值光的传播问题1×6分光的本性问题知识讲解题型目录【题型1】几何光学【题型2】光的本性题型一、几何光学(一) 题型目标1 理解光的反射、折射、干涉、衍射、偏振等(二) 题型讲练【例1】 下列说法中正确的是( ) A光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性B电磁波和机械波都只能在介质中传播C光的偏振现象说明光是纵波D电子束通过铝箔能发生衍

2、射现象，说明电子具有波动性【例2】 关于从空气射入玻璃中的一束单色光，下列说法正确的是( )A若入射角足够大，则能发生全反射现象B光在玻璃中的波长小于在空气中的波长 C光子在玻璃中的能量大于在空气中的能量D光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度【例3】 已知单色光a照射一金属板时，金属板上有光电子逸出；单色光b照射同一金属板时，金属板上没有光电子逸出现让光束a和b沿相同的方向从空气进入水中，如图所示，则可判断( )iO空气水A光束a的频率小于光束b的频率 B光束a的折射角小于光束b的折射角C光束a在水中的速率大于光束b在水中的速率 D同时增大两束光的入射角i，光束a先发生全反射【例4】 如

3、图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a和b两束单色光，用光束b照射金属A的表面可以发射出光电子由上述现象可知( )A玻璃对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率 B单色光a在真空中的传播速度小于单色光b在真空中的传播速度C用光束a照射金属A表面时，一定能发射出光电子D光速a、b分别通过两个完全相同的双缝干涉装置后，单色光a在屏幕上形成的条纹间距大于单色光b在屏幕上形成的条纹间距【例5】 频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示下列说法正确的是( )1玻璃板空气2A单色光1的波长大于单色光2的波长B在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C单色

4、光1的光子能量小于单色光2的光子能量D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角【例6】 某同学在实验室做测定玻璃折射率实验时，用测得的多组入射角1和折射角2作出图线如图所示下列判断中正确的是（ ）A他做实验时，光是由玻璃射入空气B玻璃的折射率为067C玻璃的折射率为033D玻璃全反射时临界角的正弦值为067【例7】 如图所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为、两束平行单色光关于这两束单色光，下列说法中正确的是（ ）A此玻璃对光的折射率小于对光的折射率B在此玻璃中光的全反射临界角小于光的全反射临界角C在

5、此玻璃中光的传播速度大于光的传播速度D用同一双缝干涉装置进行实验可看到光的干涉条纹间距比光的宽【例8】 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是（ ）A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大【例9】 物理学的发展改变了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣

6、与人类文明的进步下列表述正确的是（ ）A牛顿认为光是一种粒子流 B库仑首次用电场线形象地描述了电场C麦克斯韦从实验上证明了电磁波的存在 D查德威克通过实验证实了电子的存在【例10】 如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复光P，下列说法正确的是（ ）AA光的频率大于B光的频率B在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度C两种单色光由玻璃射向空气时，A光的临界角较大D若用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A光照射该金属也一定能发生光电效应现象【例11】 如图所示，细光束AO以的入射角从某种介质射向空气时，分成a、b两束，a光频率为，b光频率为关于这

7、两种单色光，下列说法中正确的是（ ）A从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于B该介质对b光的折射率一定小于C用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在光屏上形成的明条纹的间距较小D若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也一定能发生光电效应【例12】 做双缝干射实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是（ ）A减小双缝到屏的距离 B增大光的频率 C增大双缝之间的距离 D增大光的波长【例13】 在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的（ ）A反射现象 B干涉现象 C偏振现象 D折射现象【例14】 如图所示为一直角棱镜的横截面，一

8、平行细光束从O点沿垂直于面的方向射人棱镜，已知棱镜材料的折射率，若不考虑原入射光在面上的反射光，则下列说法中正确的是（ ）A部分光线从面射出B光线在面上发生全反射C部分光线从面射出，且与面斜交D部分光线从面射出，且与面垂直【例15】 由红光和紫光组成的复合光，从某种介质射到介质和真空的界面后，光的路径可能是下面图8中的（ ）【例16】 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【例17】 如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光比较a、b、

9、c三束光，可知( )abcA当它们在真空中传播时，c光的波长最长B当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大【例18】 用单色光做双缝干涉实验，在屏上会得到明暗相间的条纹关于这个实验，下列说法中正确的是( )A屏上中央亮条纹最宽，两边的亮条纹宽度逐渐变窄B若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距也减小C在同样实验装置的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距D同样条件下，在水中做双缝干涉实验屏上所得条纹间距比在空气中的大【例19】 如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径

10、，Q是MN上的一点，且与M点的距离（R为半圆形截面的半径）一束与截面平行的白光由Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏P上得到由红到紫的彩色光带如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向上或向下移动，移动的距离小于，则( )A向上移动时，屏上红光最先消失 B向上移动时，屏上紫光最先消失C向下移动时，屏上红光最先消失 D向下移动时，屏上紫光最先消失【例20】 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( )AB CD【例21】 下列说法正确的是( )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

11、光电效应C光导纤维传播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【例22】 对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是( )A在相同介质中，绿光的折射率最大B红光的频率最高C在相同介质中，蓝光的波长最短 D黄光光子的能量最小【例23】 一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的( )A速度变慢，波长变短 B速度不变，波长变短 C频率增高，波长变长 D频率不变，波长变长(三) 题型总结1. 折射（1）遵守折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比即，为入射角，为折射角，为比例常数（2）在折射现象中，光路是可

12、逆的（3）折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号表示某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比，即光在不同介质中速度不同，但光在真空中的传播速度总是大于光在其他介质中的传播速度，故任何介质的折射率都大于1两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质2. 全反射（1）全反射：光从光密介质射入光疏介质，同时发生反射和折射，若使入射角逐渐增大，则折射光越来越弱，入射光越来越强，当入射角增大到某一角度时，折射光完全消失，光线全部被反射回原介质，这种现象称为全反射，这时

13、的入射角称为临界角（2）发生全反射的条件：光线从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角（3）临界角：光从某种介质射向真空或空气时，发生全反射的临界角与介质的折射率的关系为容易看出，介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小（4）在运用光的折射定律作光路图和解决实际问题时，要判断是否会发生全反射光从光疏介质射向光密介质时不会发生全反射，光从光密介质射向光疏介质时，要根据入射角与临界角的大小关系判断能否发生全反射，只有确定未发生全反射的情况下，才能根据折射定律确定入射角或折射角（5）全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形，在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向（6）光导纤维导光原理：光在

14、内芯和外套的界面上发生全反射，光会在光导纤维内沿锯齿形的路线传播光缆：一束光纤（光导纤维），外面用塑料及其他材料做的保护层包起来，用于激光信号传输3. 干涉 （1）双缝干涉由同一光源发出的光射到有两条狭缝的挡板上，这两条狭缝相距很近，这样一来，这两个狭缝就形成了两个振动情况相同的波源，这两个波源发出的光在挡板后的空间互相叠加，使得光在一些位置相互加强，在另一些位置相互削弱，在挡板后的屏上得到明暗相间的条纹，这就是双缝干涉屏上某点到双缝的路程差是波长整数倍处出现亮纹，是半波长的奇数倍处出现暗纹相邻的明条纹（或暗条纹）之间距离与波长、双缝间距及屏到双缝距离的关系为，据此可求出光的波长（2）薄膜干涉

15、：薄膜（如肥皂液薄膜）前后两面反射的光发生干涉单色光照射在薄膜上形成明暗相间的条纹，白光照射在薄膜上形成彩色条纹4. 色散（1）不同颜色的光，波长不同（2）光的色散：含有多种颜色的光被分解成单色光的现象（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉条纹是彩色的；镀膜镜头看起来是有颜色的，镀膜厚度不同，颜色也不同（4）折射时的色散：白光经过棱镜后会发生色散现象各种色光通过棱镜后，红光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大偏折角度不同，表明同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率小，对紫光的折射率大由此可知，在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不同，波长越短，波速越慢5. 衍射（1）衍射：光离开直线路径

16、绕到障碍物阴影里的现象，如单缝衍射、圆孔衍射（2）发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多6. 偏振（1）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是自然光（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，这种光叫做偏振光（3）只有横波才有偏振现象光的偏振证明光是横波自然光通过偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光7. 激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高用于光纤通信、激光测距、医学等题型二、光的本性(一) 题型目标1 理解光电效应、概

17、率波、光的波粒二象性等(二) 题型讲练【例24】 用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( ) GVP光光电管dianguan电子dianguanKAdcAa光的波长一定大于b光的波长B增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大D用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c【例25】 下列说法中正确的是（ ）A在表达式和中，波长、频率都是描述物质波动性的物理量B光的偏振现象说明光是纵波C光的干涉和衍射现象说明光

18、具有粒子性D光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性【例26】 下列事例中表明光子不但具有能量，而且像实物粒子一样具有动量的是（ ）A康普顿效应 B光的偏振现象 C光的色散现象 D光的干涉现象【例27】 氢原子核外电子在能级间跃迁时发出a、b两种频率的光，经同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如甲、乙两图所示若a 光是氢原子核外电子从n=3的能级向n=1的能级跃迁时释放的，则b光可能是( ) A从n=4的能级向n=3的能级跃迁时释放的B从n=3的能级向n=2的能级跃迁时释放的C从n=2的能级向n=1的能级跃迁时释放的D从n=4的能级向n=1的能级跃迁时释放的【例28】 正负电子对撞后湮灭生

19、成两个频率相同的光子已知普朗克常数为h，电子质量为m，电磁波在真空中的速度为c，在折射率为的水中，这种频率的光波长为( )A BC D【例29】 如图所示，a、b两种单色光平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为、下列说法正确的是( )A光线a的折射率比光线b的折射率大，光线a的波长比光线b的波长短B光线a进入玻璃后的传播速度小于光线b进入玻璃后的传播速度C若光线a能使某金属产生光电效应，光线b也一定能使该金属产生光电效应D光线a的频率比光线b的频率小，其光子能量比光线b光子能量大【例30】 图甲和图乙所示的是a、b两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定距离的屏上得到的图

20、样，图甲是a光照射时形成的图样，图乙是b光照射时形成的图样下列说法正确的是( )Aa光光子的能量较大 B在水中a光波长较短C甲、乙图样分别为a、b两单色光的干涉图样D若用a光照射某金属有光电子逸出，则用b光照射该金属时也有光电子逸出【例31】 普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元人们在解释下列哪组实验现象时，都利用了“量子化”的观点( )A光电效应现象，氢原子光谱实验 B光电效应现象， 粒子散射实验C光的折射现象，氢原子光谱实验 D光的折射现象， 粒子散射实验【例32】 下列说法中正确的是( )A实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B卢瑟福通过粒子散射实验现象，提出了原

21、子的核式结构模型C光波是概率波，光子在前进和传播过程中，其位置和动量能够同时确定D在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于光子的能量【例33】 某单色光的波长为，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为( )AhcBCD【例34】 下列说法中不正确的是 ( )A普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性C黑体辐射，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短【例35】 关于

22、光谱的下列说法中正确的是：（ ） A连续光谱和线状光谱都是发射光谱 B线状光谱的谱线含有原子的特征谱线 C固体、液体和气体的发射光谱是连续光谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状光谱 D在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光【例36】 在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（ ） A太阳内部含有这些暗线所对应的元素 B太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素 C太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素D地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素 (三) 题型总结1. 光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性2. 光电效应（1）照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这种

23、现象称为光电效应（2）用如图所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的关系存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值实验还表明，入射光越强，饱和电流越大，这说明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多存在遏止电压和截止频率施加反向电压，在光电管两极间形成使电子减速的电场，使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压设光电子的初速度上限为，则当入射光的频率减小到某一数值时，不再产生光电子，则称为截止频率或极限频率实验表明，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；不同金属的截止频率不同效应具有瞬时性光电效应几乎是瞬时的，即几乎在光照射到金属时就产生光电流（3）爱因斯坦

24、光电效应方程光子说：光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为，为普朗克常量，其值为，这些能量子称光子爱因斯坦光电效应方程在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能，即，式中可见，光电效应的截止频率；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大3. 概率波（1） 经典物理学概念中的粒子和波经典的粒子：有一定的大小、质量，有的还具有电荷，任意时刻具有确定的位置和速度及时空中确定的轨道经典的波：具有频率和波长，具有时空的周期性在经典物理学中，粒子和波是两种不同的研究对象，具有非常不

25、同的表现（2） 光波是概率波光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，所以光波是概率波光子的行为服从统计规律干涉加强处表示光子到达的数目多，从统计的观点来看，就是光子在该处出现的概率大；干涉减弱处表示光子到达的数目少，也就是光子在该处出现的概率小这种概率的大小服从波动规律，因此成为概率波（3） 物质波是概率波电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波双缝干涉图样中的明纹处是电子落点概率大的地方，暗纹处是电子落点概率小的地方4. 不确定性关系微观粒子的位置和动量不能同时确定，若位置的不确定量减小了，动量的不确定量就会增大；若粒子有确定的动量，其位置就完全不确定若用

26、x表示位置的不确定量，用p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，则x p>h/45. 光谱（1） 线状光谱由一些不连续的亮线组成，是稀薄气体发光产生的光谱，每种元素的原子只有发出某些特定的谱线（特征谱线），不同元素的明线光谱不同，所以线状谱又叫原子光谱（2） 吸收光谱连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，它是由分布在连续光谱背景上的某些暗线组成的，通常在吸收光谱中看到的特性谱线（暗线）比相应的明线光谱中的明线光谱要少一些（3） 光谱分析由于每种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成，做光谱分析时，可以利用线状光谱，也可以利用吸收光谱6. 光的电磁说（1

27、） 光的干涉和衍射以无可辩驳的事实证明了光是一种波但它和水波、声波等机械波一样吗？是否也靠弹性介质传播？这个问题一直困扰着光的波动学说麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性（2） 电磁波谱波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；射线是原子核受到激发后产生的作用：紫外线有荧

28、光作用、促进人体合成维生素D、消毒杀菌X射线由德国物理学家伦琴1895年发现的，穿透能力强，穿透物质的厚度跟物质的密度有关，工业上检查金属内部是否有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上透视人体内的病变及骨骼射线的电离作用非常小，贯穿本领很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板7. 光的应用小结（1） 光导纤维（光纤通信）利用了光从光密介质进入光疏介质的全反射原理 （2） 肥皂泡上呈现彩色花纹、水面上的油膜是光的干涉现象（3）  一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，由于光的折射产生的（4）  光的康普顿效应证实了光子具有动量（5）  光的干涉、衍射、偏振现象说明了光的波动性，

29、其中偏振现象是横波特有的现象（6）  泊松亮斑是光的衍射产生的（7） 日食月食是光的直线传播产生的（1） 海市蜃楼是光的折射产生的，且下层空气比上层空气折射率打大（2） 太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象（3） 高级照相机镜头片表面涂了一层增透膜是利用光的干涉现象（光学仪器的增透膜）（4） 摄影爱好者常在照机镜头前装一片偏振滤光片使像更清晰是利用光的偏振现象（5） 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象（6） 狭义相对论认为，物体静止时的质量小于运动时的质量；沿着物体运动的方向物体长度会变短；真空中光速不变（光速不是相对于任何惯性系的速度）；在不同惯性系中的物理规律是相同的（7） 在光的衍射现象中，亮条纹位置是光子到达几率大的位置（8） 宏观物体的物质波波长越大越容易发生衍射现象（9） 用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象（10）