教师资格证考试《物理学科知识与教学能力》(初级中学)光学、近代物理初步、物理教学知识.docx
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1、教师资格证考试物理学科知识与教学能力(初级中学)光学、近代物理初步、物理教学知识第四节 光学(江南博哥)1 单选题 图1所示为初中物理某教科书中“光的色散”一节的演示实验关于该实验教学的相关知识错误的是( )。A.太阳光是复合光B.从三棱镜射出的光发生了折射C.紫光偏折最小D.紫光波长最短正确答案:C 参考解析:太阳光是复合光,通过三棱镜后发生折射和色散,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。红光波长最长,紫光波长最短;红光偏折最小,紫光偏折最大。2 单选题 电子的质量为me,一对正、负电子以一定的速度相碰湮灭后放出一对光子,c为光速,h为普朗克常量,以下说法中正确的是()。A.这对光子的
2、总能量等于B.这对光子的总能量大于C.光子的波长等于D.光子的波长大于正确答案:B 参考解析:3 单选题 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图4所示,则从图中可以看出()。A.这列波的波长为5mB.波中的每个质点的振动周期为4SC.若已知波沿x轴正向传播则此时质点a向下振动D.若已知质点b此时向上振动,则波是沿x轴负向传播的正确答案:C 参考解析:4 单选题 下图为氢原子能级图,如果有大量处在n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,则能辐射出几种频率不同的光及发出波长最短的光的能级跃迁是():A.3种,从n=3到n=2B.3种,从n=3到n=1C.2种,从n=3到n=2D.2种,从n=3到n
3、=1正确答案:B 参考解析:大量的处在n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,存在32,21,31三种跃迁可能,或者根据公式 计算。由c=f知波长最短的光即频率最高的光,根据公式E=hv可得氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大,频率最大,故本题选B。5 单选题 如图2所示,半圆形玻璃砖置于光屏PO的左下方,一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A.减弱,紫光B.减弱,红光C.增强,紫
4、光D.增强,红光正确答案:C 参考解析:入射点由A点向B点缓慢移动的过程中,同一介质对各色光的折射率不同,各色光对应的全反射的临界角也不同。紫光的折射率最大,由 可知,紫光的临界角最小,最先发生全发射,折射光减弱,则反射光增强,故本题选C。6 单选题 透明材料做成一长方体形的光学器材,要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出。那么所选的材料的折射率应满足()。A.折射率必须大于B.折射率必须小于C.折射率可取大于1的任意值D.无论折射率是多大都不可能正确答案:B 参考解析:从图中可以看出,为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出,1和2都必须小于7 单选题 在光电效应实验中,分别用频率为va
5、、vb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb,h为普朗克常量。下列说法正确的是()。A.B.C.D.正确答案:C 参考解析:根据爱因斯坦光电效应方程8 单选题 由两种单色光P、Q组成的细光束,自A点沿半径方向射入两种不同材料做成的外形相同的半圆形透明体、,在圆心O点发生反射与折射现象,如图3所示,则()。A.对同一色光,介质的折射率小于介质的折射率B.在同一均匀介质中单色光P的传播速度小于单色光QC.若入射光由A缓慢向B转动,仍保持沿半径方向射到O点,单色光P比单色光Q先发生全反射D.在相同条件下做双缝干涉实验,单色光P相邻条纹
6、间距比单色光Q大正确答案:D 参考解析:入射光线由介质I射入介质时,入射角小于折射角,则介质是光密介质,介质是光疏介质。即介质的折射率大于介质的折射率,A项错误。由折射光线的偏折角度,可知P的折射率小于Q的折射率。由 得到同一均匀介质中P的传播速度大于Q,B项错误。由 得到Q的临界角小于P,即Q先发生全反射,C项错误。双缝干涉条纹间距 P的波长大于Q,故单色光P相邻条纹间距比单色光Q大,故本题选D。9 单选题 在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若激光束不是垂直投射到盘面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向,图4为光盘
7、截面示意图。下列说法中正确的是()。A.图中光束是红光。是蓝光B.在光盘的透明介质层中,光束比传播速度更快C.若光束先后通过同一单缝衍射装置,光束的中央亮纹比的窄D.若光束先后通过同一双缝干涉装置,光束的条纹宽度比的宽正确答案:C 参考解析:从图中可知光束的偏转角度大,所以光束的折射率较大,而蓝光的折射率大于红光的折射率,所以光束是蓝光,是红光,A项错误。根据公式n=c/v可得折射率越大,在该介质中传播速度越小,故光束比传播速度更快,B项错误。蓝光的折射率大,频率大,知蓝光的波长小;通过同一单缝,波长越长。衍射现象越明显,中央亮纹越宽,所以光束得到的中央亮纹比的中央亮纹窄,C项正确。蓝光的折射
8、率大于红光的折射率,而蓝光的波长小于红光的波长,干涉条纹的间距与波长成正比,则若光束、先后通过同一双缝干涉装置,的条纹宽度比的窄,D项错误。10 单选题 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,出射光合成一复色光P。关于A、B两束单色光的说法,正确的是( )。A.在真空中,A光的波长比B光的波长短B.在同一玻璃中传播时,A光的传播速度比B光的传播速度小C.分别通过同一双缝干涉实验装置,B光比A光的相邻亮纹间距小D.分别通过同一单缝衍射实验装置,B光比A光的衍射现象显著正确答案:C 参考解析:A,B项错误。在双缝干涉中,条纹间距与波长成正比,B光的波长较短,则B光比A光的
9、相邻亮纹间距小,C项正确。在单缝衍射中,波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时,衍射现象明显。由前面分析知Bnb,vavb。由c=知,a光的波长小于b光的波长,A项错误。条纹间距x=,由于anb可知,在同一种玻璃介质中,a光发生的全反射的临界角比b光的小,C项错误。根据可知,在同一种玻璃介质中,a光传播的速度小于b光的速度,D项正确。14 单选题 如图2所示,光现象的描述正确的是( )。A.图甲中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的B.图乙中,放大镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的C.图丙中,远视眼需要戴一副由凹透镜片制成的眼镜来矫正D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律正
10、确答案:A 参考解析:光的色散现象说明白光是由七种色光混合而成,A项正确。放大镜成像时,人眼能看到物体的像,主要是因为物体表面反射的光进入了人的眼睛,而人逆着光线去看就看到了物体的像,B项错误。凹透镜对光有发散作用,近视眼需要戴一副由凹透镜片制成的眼镜来矫正,C项错误。光的反射包括漫反射和镜面反射,它们都遵循光的反射定律,D项错误。故本题选A。15 单选题 氢原子的能级如图7所示,已知可见光的光子能量在161eV310eV范围内,则下列选项说法正确的是( )。A.电子由n=2能级跃迁到n=1能级,放出光子为可见光B.大量氢原子处于n=4能级时,电子向低能级跃迁能发出6种频率的光子C.氢原子光谱
11、是连续光谱D.氢原子处于n=2能级时,电子可吸收254eV的能量跃迁到高能级正确答案:B 参考解析:电子由n=2能级跃迁到n=1能级,放出光子能量为102 eV,不在可见光的范围,A项错误。大量氢原子处于n=4能级时,电子向低能级跃迁能发出C=6种频率的光子,B项正确。由图像可知,氢原子光谱不连续,C项错误。低能级电子只能通过吸收等于能级差的能量向高能级跃迁,D项错误。故本题选B。16 单选题 图4是一个圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖O
12、M,则光线( )。A.B.C.D.正确答案:B 参考解析:由该棱镜的折射率n=可知其临界角C满足sinC=。设圆弧的半径为R,RsinC=,则由题可知,当光线从G点入射到圆弧面G1点时,恰好发生全反射。当入射点在G1的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将不能从圆弧射出。当入射点在G1的左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射。所以光线只能从圆弧射出。17 单选题 如图所示,下列对光现象的描述正确的是()。A.图甲中,光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的B.图乙中,放大镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的C.图丙中,远视眼需要戴一副由凹透镜片做的眼镜来矫正D.图丁中,漫反射的光线杂乱
13、无章不遵循光的反射定律正确答案:A 参考解析:光的色散现象说明白光是由七种色光混合而成的,A项正确。放大镜成像时,人眼能看到物体的像,主要是因为物体表面反射的光进入了人的眼睛,而人逆着光线去看就看到了物体的像,B项错误。凹透镜对光有发散作用,近视眼需要戴一副由凹透镜片做的眼镜来矫正,C项错误。光的反射包括漫反射和镜面反射,它们都遵循光的反射定律,D项错误。18 单选题 在探究近视眼视力矫正问题时常用如图装置模拟眼睛。图中烧瓶内的着色液体相当于眼睛的玻璃体,烧瓶右侧内壁相当于视网膜,烧瓶左侧紧靠瓶壁的凸透镜相当于眼球的晶状体。下面的四幅图是一些同学描绘近视眼矫正的方法和光路,其中能达到近视眼矫正
14、目的的是()。A.B.C.D.正确答案:D 参考解析:要想矫正近视眼,就要使像成在视网膜上,A、C两项错误。近视眼是由于晶状体变厚使像成在视网膜前面,而要使像成在视网膜上,则要使用凹透镜进行矫正,B项错误,D项正确。19 单选题 有一物体,放在离凸透镜20 cm的地方,在另一侧的光屏上呈现了一个倒立、放大的实像。现将物体移到离凸透镜10 cm的地方,移动另一侧的光屏,在光屏上能呈现()。A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.倒立、等大的实像D.不成像正确答案:D 参考解析:根据题意,当物距u=20 cm时,在凸透镜另一侧的光屏上可以得到倒立、放大的实像。设凸透镜的焦距为f,由凸透镜的成像
15、规律可知物距满足f20 cm2f,解得10 cmf20 cm。当物距变为10 cm时,满足条件ud),所用单色光在真空中的波长为A,则屏上干涉条纹中相邻的明纹之间的距离是()。A.B.C.D.正确答案:A 参考解析:27 单选题 下列有关光现象的应用,说法正确的是()。A.照相机镜头上的增透膜这是光的偏振的应用B.用光导纤维束传送图像信息这是光的衍射的应用C.利用光的干涉,配有偏振镜的照相机可以拍出水中的鱼D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离正确答案:D 参考解析:照相机镜头上的增透膜是光的干涉的应用,A项错误。用光导纤维束传送图像信息,这是光的全反射的应用,B项错误。配有偏振镜
16、的照相机可以拍出水中的鱼,是因为水面的反射光被偏振镜过滤掉了,可以拍到清晰的水中鱼的形象,所用的原理不是光的干涉。C项错误。利用激光测距仪测量月球和地球间的距离是目前最为精确的方法,D项正确。28 单选题 发光体从距凸透镜很远的地方向焦点移动时,在凸透镜另一侧得到像,像距和像的大小变化情况是()。A.像距变大,像变大B.像距不变,像变大C.像距变小,像变小D.像距变大,像变小正确答案:A 参考解析:发光体从距凸透镜很远的地方向焦点移动时,物距减小,而像距相应地增大,像变大。29 单选题 关于折射率,下述说法中正确的是()。A.根据可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据可知,介质的折射率
17、可能为任何正数C.根据可知,介质的折射率与介质中的光速成反比D.以上说法都不对正确答案:D 参考解析:折射率是由物质本身的材料决定的其计算公式是由实验得出。30 单选题 一点光源S通过平面镜成像,如图,光源不动。平面镜以速度v沿OS方向向光源平移,镜面与OS方向之间夹角为30,则光源的像S将()。A.以速率v平行于OS向右运动B.以速率v垂直OS向下运动C.以速率v沿SS连线向S运动D.以速率v沿SS连线向S运动正确答案:D 参考解析:作物关于镜面对称的像点S,无论平面镜靠近光源或远离光源运动,物、像的连线始终和平面镜垂直,所以像S只能沿S5连线运动。另外,平面镜沿SS向S靠近的速度v=vsi
18、n30=05v,所以像S向5靠近的速度v1=2v=v。故本题选D。31 单选题 光线以30入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90,则这块玻璃的折射率应为()。A.0.866B.1.732C.1.414D.1.500正确答案:B 参考解析:光线从玻璃射入空气中,折射角为60,由光路的可逆性可知,相当于从空气射入玻璃时的入射角为60,折射角为30,根据折射率的定义可得玻璃的折射率32 单选题 一束光强为I0的自然光,相继通过三个偏振片P1、P2、P3后,P1和P3偏振化方向相互垂直。出射光的光强为。若以入射光线为轴,旋转P2,要使出射光的光强为零,P2要转过的角度
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