光波粒二象性公开课.docx

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1、单元突破卷十二（光波粒二象性）一、不定项选择题（共18小题，每题4分，共72分。每题中至少有一个选项是符合题意的。不 选、多项选择、错选均不得分，少选得2分）1 .以下说法错误的选项是（）A.光波是一种概率波B.光波是一种电磁波C.光具有波粒二象性D.微观粒子具有波动性，宏观物体没有波动性答案：D2 .关于激光的应用，以下说法正确的选项是（）A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光是相干光的特点来进行的C.医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很

2、远距离的目标是应用了激光亮度高的特点答案：AB解析：激光具有普通光所不具有的特点，可概括为三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）.解：A、光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故A正确.B、由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制、用来传递信，故B正确.C、医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区 域内产生极高的温度，故C错误.D、“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好.故D错误.应选：AB3 .介质对某单色光的临界角为0,那么A.该介质

3、对此单色光的折射率为sin夕B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinG （c是真空中的光速）C.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的sin。倍D.此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sing答案：AB水箱4 .光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热力丽丽用为水器就是一种光热转换装置，它的主要器件是真空玻璃管，这些玻璃施期硼伤/z玻璃管管可将太阳能转换成水的内能,真空玻璃管外表采用镀膜技术增加彼砌伪砌犷厂透射性，使尽可能多的太阳能转换为内能，这种镀膜技术的物理依据uufiniiwii跚I 是（）山，山值班1A.光的衍射B.光的粒子性C.光的干涉D.光的直线传播答案：C解

4、析：为了增加透射光,可在真空玻璃管外表镀一层厚度为0.25人的增透膜,物理依据是薄膜干涉，正确选项为C.5 .大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的.从大气外射来一束阳光，如下图的四个图中，能粗略表示这束 阳光射到地面的路径的是（）答案：B解析：由题意知，高度下降，空气对光的折射率减小，所以当光从大气外射来时，入射角大于折射角，故B正确6.如下图，太阳光照射到偏振片P,在偏振片P和光屏之间有偏振片Q,那么透过偏振片P的光的振动方向（A.是水平的，光屏上是明的B是水平的，光屏上是暗的C.是竖直的，光屏上是明的D是竖直的，光屏上是暗的答案：DA.甲为红光通过双缝的图样8 .乙为红光通过单缝的图

5、样C.丙为紫光通过双缝的图样D. 丁为紫光通过单缝的图样答案：AD8 .某直角棱镜顶角。=41.3。,由下表内各种色光组成的一窄光束以垂于直角边AB的方向射入棱镜，如下图,下表中给出 了棱镜对各种色光的折射率和临界角，以下说法正确的选项是（）A.只有橙光、红光从棱镜的AC面射出色光紫光蓝光绿光黄光橙光红光折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513临界角40.7540.8841.7741.2341.3441.37B.只有紫光、蓝光、绿光和黄光从棱镜的AC面射出C.假设在BC的下方放一光屏，从BC出射的光在光屏上将会形成一彩色光带D.只有紫光、蓝光、绿光和黄光从BC射出并在

6、光屏上形成彩色光束答案：AC解析：由图可知在AC界面处的入射角8=41.30。,由全反射的条件可知，当入射角0C时能发生全反射,因此只有橙、红光 不能全反射，这两种光在AC面上同时发生折射和反射,A对B错，其余四种光线经AC面反射后射到BC面而折射，橙、红光虽 折射但同时也有反射光射到BC面,因各色光折射率不同形成六色彩色光带,C对D错.9 .光电效应结论是：对于某种金属（）A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生

7、的光电子的最大初动能就越大 答案：AD10 .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 所示.方框内有两个折射率n= 1.5的玻璃全反射棱镜.以下选项中给出了两棱镜四种放置方式的 示意图，其中能产生上述效果的是（）答案：B11 .如下图，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生 偏转。那么以下说法正确的选项是（）A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数可能不变B.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大C.如果改用紫光照射该金属时，电流表一定有示数D.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大答案

8、：AC解析：由于光电效应只与光子能量有关，光子能量一定时且要大于逸出功，光强越大，光电流越大，光照没变所以电流 不会变，故A正确，B错误；因为紫光光子能量大于绿光，肯定大于逸出功，肯定会发生光电效应，就一定会有电流，故C 正确；将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表示数可能不变，D错误12 .如下图，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖反射层反射层的上外表，玻璃砖下外表有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上外表分为a、b两束单色光射出.以下说法正确的选项是（）A.a光频率小于b光的频率B.用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间

9、距C.出射光束a、b一定相互平行D. a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大答案：BC解析：设光线从空气进入玻璃折射角为9,光路图如下，设玻璃厚度为d,那么有人 射点和出射点的距离x = 2dtan。，b光的距离远，即b光的折射角大，折射率小。 频率越高折射率越大，所以a光频率大于b光频率，选项A错。频率越大波长越短， 即a光波长短，双缝干涉实验的条纹间距Ax =2 ,波长长的间距大，即b光间距大， cl选项B对。根据光路图可知，出射时的折射角等于入射时的入射角，所以出射光束a、b 一定相互平行，选项c对。全反射临界角sinC = 一, a光折射率大，所以临界角小，选项D错

10、。n13 .利用薄膜干涉可检查工件外表的平整度.如图（a）所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射，可观察到如图（b）所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B 处,以下判断中正确的选项是（）A. N的上外表A处向上凸起B. N的上外表B处向上凸起C.条纹的cd点对应处的薄膜厚度相同D.条纹的d. e点对应处的薄膜厚度相同答案：BC解析：薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同.条纹的cd点在直条纹 处，故cd点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜 厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷，B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面

11、的空气膜厚度相同，知B处凸起， 故A错误，B正确；由图可知，c. d在同一级条纹上，那么条纹的c.d点对应处的薄膜厚度也相同，C正确；d. e点不在同 一级条纹上所以对应的薄膜厚度不同，D错误；应选：BC14 .对以下现象解释正确的选项是（）甲.沙漠蜃景乙.彩虹丙.彩色的肥皂泡甲.沙漠蜃景乙.彩虹丙.彩色的肥皂泡丁.立体电影A.图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样B.图乙的原理和门镜（透过门镜可以看到门外较宽阔的范围）的原理一样C.图丙的原理和照相机镜头外表涂上增透膜的原理一样D.图丁的原理和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理一样答案：ABC解析：光导纤维传送光信号和沙漠蜃景，都是全反

12、射现象的原理，现象A正确；雨后彩虹的形成和门镜原理都是利用 光的折射原理，现象B正确；彩色的肥皂泡和照相机镜头外表涂上增透膜都是利用光的干涉现象，现象C正确；用标准平 面检查光学平面的平整程度的原理是利用光的干涉，而立体电影那么是利用光的偏振原理，应选项D错误。15 .根据图中的漫画，判断以下说法中正确的选项是（）A.人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些答案；BD解析：人看到的是鱼是鱼发出的光线经过水面折射后进入人眼，射入人眼的光线反向 延长线相交后形成的虚像，光线从水射向空气中时，折射角大

13、于入射角，作出从鱼S1 f 发出的两条光路，将折射光线反向延长，得到的交点为人所看到的鱼的虚像S1 , 如下图可以看出虚像的位置变浅了，所以B项正确；A项错误；同理，鱼看到的 是人发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据光路可逆原理，鱼看到人的虚像人 的位置偏高了，所以D项正确；C项错误。16 .在光电效应实验中，某同学用同一种金属材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线甲、乙、丙，如下图。那么由图线可判断出（）A.甲光光子能量大于乙光光子能量B.甲光折射率大于丙光折射率C.甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能D.假设通过同一装置发生单缝衍射，乙光中央亮条纹的宽度

14、大于丙光中央亮条 纹的宽度答案：CD解析：甲、乙的截止电压相等，即二者的光的频率相等，能量相等，所以它们的折射率也相等，而甲发生光电效应的电 流大于乙，说明甲光的强度大于乙，所以选项AB错误；甲、丙的截止电压不相等，丙的电压大于甲，说明丙的能量大，需要较大的电压才能将其遏止，同一种金属材料的逸出功相等，所以丙光对应的光电子最大初动能大于甲光的光电子最大初动 能，选项C正确；因为丙的能量大，故丙的频率较大，所以丙光的波长较小，所以在通过同一装置发生单缝衍射，乙光中 央亮条纹的宽度大于丙光中央亮条纹的宽度，选项D正确。17 .如下图，分界线MN上方和下方分别是两种不同的光介质1和H, 一细束由红和

15、紫两种单色光组成的复合光由 介质I中射向分界面MN,分成两细束光a、b,那么（）A.光束a一定是复合光B.光束a可能是复合光，也可能是紫光C.光束b一定是红光D.光束b可能是复合光，也可能是红光答案：AC解析：由光路图可看出，一种光只发生了全反射，而另一种光即发生的折射同时也有反射，故光束a一定是复合光，选 项A正确，B错误；因紫光的频率较大，折射率较大，故临界角较小，故两种光以相同的入射角入射时，发生全反射的一 定是紫光，而红光发生了折射，故光束b一定是红光，选项C正确，D错误；应选AC.18 . DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成。如下图，激光束以入射角8从空气入射到厚度为d、折射率为

16、n的 塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a,才能有效获取信息。在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护.八 nbA.须满足 sin。i=.八 nbA.须满足 sin。i=层的宽度/ (/=a+2b),贝IJ ()B.须满足sin9= /=C.在。和n不变时，须减小dD.在0和d不变时，须减小n 答案：ACsin。.b.八 nb解析：由折射定律得=,式中r为折射角，sinr =.,解得sin。= /=, A正确、B错sinr7b2+J27b2 + J2故在。和n不变时，减小d,或在误；要保证a不变的前提下，减小宽度b,由以上公式的求解过程得= sin2 0。和d不变时，增大n,或在n

17、和d不变时，减小0, C正确、D错误。二、实验题（共4小题，每空2分，共28分。）19.在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了 4枚大头针P、P2和P3、P4,如下图。在坐标纸上画出完整的光路图，并标出入射角01和折射角02；对画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n= （结果保存2位有效数字）。答案：如下图；1.4sin sin45 J13O 1.解析：如下图；根据光的折射定律可知：n=L = .el.4sin% 4/742 +728玻璃砖20 .如图，标有直角坐标系Oxy的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖 放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在白纸上的

18、直线, Pi、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大 头针，a是直线OA与y轴正方向的夹角，P是直线OP3与y轴负方向的夹角, 只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角a和13,便可求得玻璃 的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖 直插上了 Pi、P2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛放在何处，都无 法透过玻璃斤专看到P、P2的像。（1）他应该采取的措施是 o21 .如图，标有直角坐标系Oxy的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖 放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在白纸上的直线, Pi、P2是竖直插在直

19、线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大 头针，a是直线OA与y轴正方向的夹角，P是直线OP3与y轴负方向的夹角, 只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角a和13,便可求得玻璃 的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖 直插上了 Pi、P2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛放在何处，都无 法透过玻璃斤专看到P、P2的像。（1）他应该采取的措施是 o（2）假设他己透过玻璃砖看到了 Pi、P2的像，确定了 P3位置的方法是（3）假设他已正确地测得了的a、。的值，那么玻璃的折射率产 o答案：减小a角（意思正确即可得分）（2）用P3挡住P和P2的

20、像 sinp/sina22 .利用双缝干涉测定光的波长实验中，单缝与双缝间的距离L”双缝与屏的距离L2,双缝间距d。用某种单色 光照射双缝得到干涉图象如图甲所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数如图乙所示，图中A位置的游标卡尺读 数为x尸 cm, B位置的游标卡尺读数为X2=cm；单色光的波长为。（用上述字母表示。）223甲乙（X, - ）d答案：0.92 , 1.90 , -=!72解析：图中A位置的游标卡尺读数为X=0.9cm+0.1mmx2=0.92cm,B位置的游标卡尺读数为X2=1.9cm+O.lmmxO=1.9Ocm； 由图可知L 条纹间距为Ax =5；根据Axua可知：2

21、= 刍史7d7222. （1）如下图，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、 、遮光筒、光屏（请选“单缝”、“双缝”、“滤光片对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可 采取 的方法。（从以下选项中选择） 甲A.去掉遮光片B.增加单缝到双缝之间的距离C.增加双缝到光屏之间的距离D.选用双缝间距更小的双缝（2）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是 （填数字代号）；（3）如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的 读数XI。转动测量头，使分划板的中心刻度向右移动对准第4条亮纹的

22、中心，此时手轮上螺旋测微器的读数X2如图丙所示。 如果己经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm, xi=0.800mm那么待测光的波长是 m （取三位有效数字）。答案：（1）滤光片、单缝、双缝、CD （2）滤光片（3）1.00xl07m解析：（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，需要用单色的线光源照射双缝在光屏上产生干涉条纹，首先需要获取单 色光，然后获取线光源，再照射双缝.根据该次序得出合适的光学元件，故答案为滤光片、单缝、双缝，根据公式I。X=-X可得，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可得增加双缝到光屏之间的距离，选用双缝间距更小的双缝，故Dd正确（2）激光是单一光源，不在需要滤光片(3)根据公式Ax = - 2可得几=l.OOx 10-7md