2022年高考物理二轮总复习专题过关检测专题：光学.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX届高考物理二轮总复习专题过关检测 光学 时间 :90 分钟 满分 :100 分 一、挑选题 此题包括 10 小题 , 共 40 分. 每道题给出的四个选项中 , 有的只有一个选项正确 , 有的有多个选项正确 . 全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分 , 错选或不选的得 0 分 1. 以下现象中属于光的干涉现象的是 A. 天空显现彩虹B. 肥皂泡在阳光照耀下出现彩色条纹C.阳光通过三棱镜形成彩色光带D.光线通过一个极窄的缝出现明暗相间的条纹解析 : A、C为光的色散现象,D为光的衍射 . 答案 : B 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解析 : 红光的频率比紫光的频率小,由 E=h 可知红光的能量比紫光小,据此可排除选项 A、C；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小,由 v c可知在同一种介质中红光的传播n速度比紫光的大,所以 B选项正确, D选项错误 . 答案 : B 3. 在没有 月光的夜间,一个池面较大的水池底部中心有一盏灯 可看做点光源 ,小鱼在水中游动,小鸟在水面上方翱翔. 设水中无杂质,且水面安静,就下面的说法中正确选项 A. 小鱼向上方水面看去,看到的亮点的位置与鱼的位置无关 B. 小鱼向上方水面看去,看到的亮点的位置与鱼的位置有关 C.小鸟向下方水面看去,看到的亮点的位置与鸟的位置无关 D. 小鸟向下方水面看去,看到的亮点的位置与鸟的位置有关 解析 : 小鱼通过水面看灯是反射成像,不同位置射入鱼眼的反射光线不同,但反射光线的延长线交于一点,即为“ 平面镜” 成的像. 而鸟看灯是折射成像,鸟在不同位置射入鸟眼的折射光线不同,折射光线的延长线在不同位置交于不同点,应选项 A、 D对 . 答案 : AD 4. 现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性. 以下事实中突出表达波动性的是 A. 肯定频率的光照耀到锌板上,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C.质量为 10 3 kg 、速度为102 m/s 的小球,其德布罗意波波长约为1023 m,不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹 D.人们常利用热中子讨论晶体的结构,由于热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相 同 解析 : 肯定频率的光照耀到锌板上,光的强度越大,单位时间内锌板上发射的光电子就越多,反映的是光电效应规律,表达光的粒子性,表达波动性, C错误； B、D正确 . 答案 : BD 5. 下表给出了一些金属材料的逸出功 . A错误； C项是单个物体的低速运动,也不能突出名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 材料 19 J 铯钙镁学习必备欢迎下载铍钛逸出功 103.0 4.3 5.9 6.2 6.6 现用波长为 400 nm 的单色光照耀上述材料,能产生光电效应的材料最多有 普朗克常量h=6.6 × 10 34 J· s,光速 c=3.0 × 10 8 m/s A.2 种 B.3 种 C.4 种 D.5 种解析 : 设入射光子的能量为 E、频率为 、波长为 ,就存在 E=h 和 c= ,两式联立代入数据可得 E=4.95× 1019 J. 由此可见,波长为 400 nm 的单色光可以使表中铯、钙两种金属发生光电效应 . 答案 : A 6. 两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过180° ,在旋转过程中,将会产生以下哪一种现象 A. 透过偏振片的光强先增强,然后又减弱到零 B. 透过的光强先增强,然后减弱到非零的最小值C.透过的 光强在整个过程中都增强D.透过的光强先增强,再减弱,然后又增强. 假如将其中的一片旋转解析 : 当两偏振片的偏振方向相同时,透过两偏振片的光强最强,当两偏振片的偏振方向垂直时,通过两偏振片的光强最弱,抱负情形下可以认为是零. 现在通过两偏振片的光强为零,说明两偏振片的偏振方向是相互垂直的. 当其中一个偏振片转过180° 的过程中,两偏振片的偏振方向由相互垂直到相互平行再到相互垂直,所以通过两偏振片的光强由零增强到最强再减弱到零 ,即选项 A正确 . 答案 : A 7. 一束激光以入射角 i =30° 照耀液面,其反射光在固定的水平光屏上形成光斑 B,如图 14-1所示 . 假如反射光斑位置向左移动了 2 cm,说明液面高度 图 14-1 A. 上升了6cmB. 上升了3 cmC.下降了2cmD.下降了3 cm3 cm.1 cm解析 : 由题图可知,如光斑左移2 cm,就液面上升htan30答案 : B 8. 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0,就 A. 当用频率为 2 0的单色光照耀该金属时,肯定能产生光电子B. 当用频率为 2 0的单色光照耀该金属时,所产生的光电子的最大初动能为 h 0C.当照耀光的频率大于 0 时,如 增大,就逸出功增大D.当照耀光的频率 大于 0 时,如 增大一倍,就光电子的最大初动能也增大一倍解析 : 由爱因斯坦 光电效应方程 Ekm=h W、逸出功 W=h 0知,当入射光频率为 2 0 时,肯定能产生光电子,其最大初动能 Ekm=2h 0h 0=h 0,故 A、B 正确, D 错误；逸出功与金属材料有关,与入射光频率无关,故 C错. 答案 : AB 名师归纳总结 9. 如图 14-2 所示为一块透亮的光学材料的剖面图,在其上建立直角坐标系xOy,设该光学材第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 料的折射率沿y 轴正方向匀称减小学习必备欢迎下载由空气射入. 现有一束单色光a 从原点 O以某一入射角该材料内部,就单色光a 在该材料内部可能的传播途径是图14-3 中的 图 14-2 图 14-3 解析 : 我们可以将该光学材料分成水平的如干层,就光线每由下一层 光密介质 射入上一层 光疏介质 其折射角都会大于入射角,从而最终造成全反射,就如大气中的一种全反射 形成蜃景 一样,所以该单色光 a 在该材料内部可能的传播途径为 D 选项所示路线 . 此题正确选项为 D. 答案 : D 10. 真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾 其极限波长分别为 1和 2 制成,板面积为 S,间距为 d. 现用波长为 1 2 的单色光连续照耀两板内表面,就电容器的最终带电荷量 Q正比于 A. d 1 B. d 2 C. S 1 D. S 2 S 1 S 2 d 1 d 2解析 : 依据题意可知,波长为 的单色光能够使钾发生光电效应,依据光电效应方程有h ch ceU 式 , Q=CU 式 ,C S 式 , 由 式 联 立 有2 4 k dQ hc S 2 .4 k ed 2答案 : D 二、填空试验题 11 题 6 分, 12 题 12 分 11. 在光的单缝衍射试验中可观看到清 晰的明暗相间的图样,以下四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 14-4 名师归纳总结 A. a、 c B.b、 c C.a、d D. b、d第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解析 : 依据衍射图样特点“ 条纹不等间距且中心条纹最亮最宽” 可知此题正确选项为 D. 答案 : D 12. 现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D和透红光的滤光片 E 等光学元件,要把它们放在图 14-5 所示的 光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长 . 图 14-5 1 将白光光源 C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的字母排列次序应为 C、_、A. 2 本试验的步骤有 : 取下遮光筒左侧的元件,调剂光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理次序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头 其读数方法同螺旋测微器 测量数条亮纹间的距离 . 在操作步骤时仍应留意 _和_. 3 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1 条亮纹,此时手轮上的示数如图 14-6 甲所示 . 然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐,登记此时图 14-6 乙中手轮上的示数 _mm,求得相邻亮纹的间距 x 为_mm. 图 14-6 4 已知双缝间距 d为 2.0 × 104 m,测得双缝到屏的距离 l 为 0.700 m,由运算式 =_,求得所测红光波长为 _nm. 解析 : 1 滤光片 E 是从白光中滤出单色红光,单缝屏作用是猎取点光源,双缝屏作用是获得相干光源,最终成像在毛玻璃屏上 . 所以排列次序为 : C、E、 D、B、A. 2 在操作步骤时应留意的事项有 大约为 510 cm. : 放置单缝、双缝时,必需使缝平行；单缝、双缝间距离3 螺旋测微器的读数应当 : 先读整数刻度,然后看半刻度是否露出,最终看可动刻度,图乙读 数 为 13.870 mm,图 甲 读 数 为 2.320 mm,所 以 相 邻 条 纹 间 距x 13 . 870 2 . 320 mm .2 310 mm .54 由条纹间距离公式 x l得: d x, 代入数值得 : =6.6 × 107 m=6.6× 10 2 nm. d l答案 : 1 E、D、B2 见解析名师归纳总结 313.870 2.310 . 容器底部靠近第 4 页,共 7 页4dlx6.6 × 102三、运算题 共 4 小题,共 42 分 13.10 分 如图 14-7 所示,置于空气中的一个不透亮容器内盛满某种透亮液体- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 器壁处有一竖直放置的6.0 cm学习必备欢迎下载长的线光源 . 靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观看线光源. 开头时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分 . 将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可以看到线光源底端,再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ,刚好可以看到其顶端. 求此液体的折射率n. 图 14-7 解析 : 如线光源底端在A 点时,望远镜内刚好可看到线光源的底端,就有: AOO = 1n其中 为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律得:sin同理,线光源顶端在B1点时,望远镜内刚好可看到线光源的顶端,就: B1OO = 由图中几何关系得 :sinAB.AB 1解得 :nAB2BB121.25AB答案 : 1.25 14.10 分 为从军事工事内部观看外面的目标, 在工事壁上开一长方形孔, 设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度 L=20 cm, 孔内嵌入折射率n=3 的玻璃砖 , 如图 148 所示 . 试问 : 图 14-8 1 嵌入玻璃砖后 , 工事内部人员观看到外界的视野的最大张角为多少 . 2 要想使外界 180° 范畴内的景物全被观看到 , 就应嵌入折射率多大的玻璃砖 . 解析 : 工事内部的人从内壁左侧能最大范畴观看右边的目标 . 光路如下列图 . 名师归纳总结 已知 d=34.64 cm, L=20 cm,tan201, 所以 =30° .第 5 页,共 7 页34.6431 由折射定律有sin sin3 ,得 =60°即视野的张角最大为120° .- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 要使视野的张角为180° , 即 学习必备欢迎下载=90°由折射定律有sin90n所以 n=2. 14-9 所示连入电路,已知能使电路中有光电流的sin答案 : 1120 °22 15.10分用金属钠作阴极的光电管,如图最大波长为540 nm,如用波长为4.34 × 107 m 的紫外线照耀阴极,求: 图 14-9 1 阴极所释放光电子的最大初速度为多少？2 将滑片 C 向左移动,使K 的电势高于A 的电势时,电流表中仍有无光电流？当O、C 间的电压 U1为多大时,电流表中的电流为零？解析 : 1 逸出功 Whc/ 03.68 × 1019 J 最大初动能 1 mv m 2hc / W 9 . 03 10 20J2就光电子最大初速度vm4.46 × 10 5 m/s. 2 当 K极板电势高于 A 极时,仍可能有光电流,由于 K 极板逸出的光电子尚有初动能,可克服电场力做功到达 A 板 ,从而形成光电流 . 但电压上升到 U1,使得 eU 1 1 mv m 2时,就不能2形成光电流了,即2mv mU 1 0 . 56 V .2 e答案 : 14.4 6× 10 5 m/s 2 可能有,也可能没有 0.56 V 16.12 分 一辆试验小车可沿水平地面 图中纸面 上的长直轨道匀速向右运动 . 有一台发出细光束的激光器装在小转台 M上,到轨道的距离 MN为 d=10 m,如图 14-10 所示, 转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T=60 s ,光束转动方向如图中箭头所示,当光束与 MN的夹角为 45° 时,光束正好射到小车上,假如再经过 t =2.5 s光束又射到小车上,就小车的速度为多少？ 结果保留两位有效数字 图 14-10 解析 : 此题考查光的直线传播和匀速圆周运动规律,是一道设计新奇的好题,要求同学画出小名师归纳总结 车 运 动 位 置 的 示 意 图 , 才 能 求 出 符 合 题 意 的 两 个 结 果 . 在 t内 光 束 转 过 角 度 为第 6 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - t36015学习必备欢迎下载: 式 ,如下列图,有两种可能T1 光束照耀小车时,小车正在接近N点, t 内光束与 MN的夹角从 45° 变为 30° ,小车走过 l 1,速度应为 v 1 l 1 式 ；由图可知tl1=dtan45 ° tan30 ° 式 由两式并代入数值,得 v1=1.7 m/s 式 . 2 光束照耀小车时,小车正在远离N点, t 内光束与 MN的夹角从 45° 变为 60° ,小车走名师归纳总结 过 l 2,速度应为 v 2 l 2 式 t由图可知 l 2=dtan60 ° tan45 ° 式 1.7 m/s ；2 当光束第 7 页,共 7 页由两式并代入数值,得v2=2.9 m/s. 答案 : 1 当光束照耀小车时,小车正在接近N 点,这时小车的速度应为照耀小车时,小车正远离N点 ,这时小车的速度应为2.9 m/s. - - - - - - -