4、
A.在同種玻璃中傳播,a光的傳播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后,b光側(cè)移量大
C.分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能
D.以相同的入射角從水中射入空氣,在空氣中只能看到一種光時(shí),一定是a光
答案 C 根據(jù)光路圖可知,a光的折射率大于b光的折射率。由n=cv可知,在同種玻璃中,a光的傳播速度應(yīng)小于b光,A項(xiàng)錯(cuò)誤;以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后,由于a光的折射率大,偏折程度大,a光側(cè)移量大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;折射率大的a光頻率也高,所以分別照射同一光電管,若b光能引起光電效應(yīng),a光也一定能,C項(xiàng)正確;由于b光的折射率小,b光從光密介質(zhì)
5、射向光疏介質(zhì)發(fā)生全反射的臨界角大,當(dāng)a、b光以相同的入射角從水中射入空氣時(shí),若在空氣中只能看到一種光,說(shuō)明該光未發(fā)生全反射,所以一定是b光,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.如圖所示,用綠光照射一光電管,能產(chǎn)生光電效應(yīng)。欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大,可以( )
A.改用紅光照射 B.改用紫光照射
C.延長(zhǎng)綠光照射時(shí)間 D.增加綠光照射強(qiáng)度
答案 B 由Ek=hν-W可知,欲使光電子最大初動(dòng)能增大,應(yīng)改用頻率更大的光照射,紫光頻率大于綠光頻率,綠光頻率大于紅光頻率,故改用紫光照射,可使光電子的最大初動(dòng)能增大,A不正
6、確,B正確;Ekm與綠光照射的時(shí)間和強(qiáng)度無(wú)關(guān),C、D都不正確。
7.用某種頻率的光照射鋅板,使其發(fā)射出光電子。為了增大光電子的最大初動(dòng)能,下列措施可行的是( )
A.增大入射光的強(qiáng)度 B.增加入射光的照射時(shí)間
C.換用頻率更高的入射光照射鋅板 D.換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的入射光照射鋅板
答案 C 由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W知光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率與光電材料的逸出功,而與入射光的強(qiáng)度、照射時(shí)間無(wú)關(guān),可見(jiàn)增大入射光的頻率即降低入射光的波長(zhǎng),可增大光電子的最大初動(dòng)能,C正確。
8.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光
7、、丙光),如圖所示。則可判斷出( )
A.甲光的頻率大于乙光的頻率
B.乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)
C.乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率
D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能
答案 B 由于是同一光電管,因而不論對(duì)哪種光,極限頻率和金屬的逸出功相同,對(duì)于甲、乙兩種光,反向遏止電壓相同,因而頻率相同,A項(xiàng)錯(cuò)誤;丙光對(duì)應(yīng)的反向遏止電壓較大,因而丙光的頻率較高,波長(zhǎng)較短,對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大,故C、D均錯(cuò),只有B項(xiàng)正確。
9.某直角棱鏡頂角θ=41.3°,由下表內(nèi)各種色光組成的一窄光束以垂于直角邊AB的方向射入棱鏡,如圖所示。下表中給出了棱鏡對(duì)各種色光
8、的折射率和臨界角,下列說(shuō)法正確的是( )
色光
紫光
藍(lán)光
綠光
黃光
橙光
紅光
折射率
1.532
1.528
1.519
1.517
1.514
1.513
臨界角
40.75°
40.88°
41.77°
41.23°
41.34°
41.37°
A.只有橙光、紅光和黃光從棱鏡的AC面射出
B.只有紫光、藍(lán)光、綠光和黃光從棱鏡的AC面射出
C.若在BC的下方放一光屏,從BC出射的光在光屏上將會(huì)形成一彩色光帶
D.只有紫光、藍(lán)光、綠光和黃光從BC射出并在光屏上形成彩色光束
答案 C 由圖可知在AC界面處的入射角θ=41.30°,由
9、全反射的條件可知,當(dāng)入射角θ>C時(shí)能發(fā)生全反射,因此只有橙、紅光不能全反射,這兩種光在AC面上同時(shí)發(fā)生折射和反射,故選項(xiàng)A和B均錯(cuò)誤;其余四種光線經(jīng)AC面反射后射到BC面而折射,橙、紅光雖折射但同時(shí)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帶,故選項(xiàng)C對(duì)而選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
二、非選擇題
10.某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后,作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示。
(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n= (用圖中的θ1、θ2表示);?
(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度 (選填“大”或“小”)的玻
10、璃磚來(lái)測(cè)量。?
答案 (1)cosθ1cosθ2 (2)大
解析 (1)根據(jù)折射率定義可知n=sin(90°-θ1)sin(90°-θ2)=cosθ1cosθ2;
(2)玻璃磚寬度大些,光線穿過(guò)時(shí)的側(cè)移量就會(huì)大些,故插針時(shí)便于觀察和插準(zhǔn)。
11.“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng),雙縫間距為d。
(1)如圖乙所示,移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪,使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋的中心,記下此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板的中心刻線向右移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第4條亮紋的中心,此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x2如圖丙
11、所示,則讀數(shù)x2= mm;?
丙
(2)已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng),雙縫間距為d。計(jì)算波長(zhǎng)的公式λ= ;(用題目中給出的字母表示)?
(3)對(duì)于某種單色光,為增加相鄰亮紋間的距離,可采取 或 的方法。?
答案 (1)1.700 (2)(x2-x1)d3L (3)減小雙縫間距離 增大雙縫到屏的距離
解析 (1)固定刻度讀數(shù)“1.5”,可動(dòng)刻度讀數(shù)“20.0”,故x2=1.5 mm+20.0×0.01 mm=1.700 mm。
(2)由Δx=Ldλ,Δx=x2-x13可得λ=(x2-x1)d3L。
(3)由Δx=Ldλ可知,若要增加相鄰亮條紋
12、間的距離,可以減小雙縫間距離,或增大雙縫到屏的距離。
12.如圖所示,一束光線從空氣射入某介質(zhì),入射光線與反射光線夾角為90°,折射光線與入射光線延長(zhǎng)線間夾角θ為15°,求:
(1)該介質(zhì)的折射率;
(2)光在該介質(zhì)中傳播的速度。
答案 (1)2 (2)2.12×108 m/s
解析 (1)入射光線與反射光線夾角為90°,故入射角α=45°,折射光線與入射光線延長(zhǎng)線間夾角θ為15°,故折射角γ=30°,由折射率公式可得n=sinαsinγ=sin45°sin30°=2。
(2)由光速與介質(zhì)折射率的關(guān)系可得v=cn=3.0×1082 m/s=2.12×108 m/s。
13.紅
13、光在水中的波長(zhǎng)與綠光在真空中的波長(zhǎng)相等,水對(duì)紅光的折射率為43,紅光的頻率為4.0×1014 Hz,求綠光在真空中的波長(zhǎng)和頻率。
答案 5.625×10-7 m 5.33×1014 Hz
解析 根據(jù)光在真空中有c=λ0f,知紅光在真空中的波長(zhǎng)λ0紅=cf紅=3.0×1084.0×1014 m=34×10-6 m
光在介質(zhì)中有v=λf,且v=cn,
得紅光在水中的波長(zhǎng)
λ紅=vf紅=cn紅f紅=λ0紅n紅=34×10-643 m=916×10-6 m
根據(jù)題設(shè),知綠光在真空中的波長(zhǎng)λ0綠=916×10-6 m=5.625×10-7 m
綠光的頻率f綠=cλ0綠=3.0×1085.6
14、25×10-7 Hz≈5.33×1014 Hz
14.分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:
(1)透過(guò)盛水的玻璃杯,在適當(dāng)?shù)慕嵌瓤梢缘玫讲噬?
(2)菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色;
(3)隔著帳?？催h(yuǎn)處的燈,見(jiàn)到燈周?chē)椛洳噬饷?
(4)光線照在花布上,可以看見(jiàn)花布上的圖樣。
答案 見(jiàn)解析
解析 (1)白光通過(guò)盛水的玻璃杯發(fā)生折射,產(chǎn)生色散,在適當(dāng)?shù)慕嵌?各色光分離較大,可看到彩色光。
(2)光經(jīng)過(guò)菜湯上油膜的前后兩個(gè)表面分別發(fā)生反射,兩列反射光相互疊加,產(chǎn)生干涉條紋,因此菜湯上的油花呈現(xiàn)彩色。
(3)遠(yuǎn)處燈發(fā)出的光經(jīng)過(guò)帳幔的縫隙產(chǎn)生衍射,因此可見(jiàn)燈周?chē)椛洳噬墓饷ⅰ?
(4)光線照在花布
15、上看見(jiàn)花布的圖樣,是由于光的反射與吸收的結(jié)果。花布是由各種顏色的花紋組成的,當(dāng)白光照在花布上時(shí)紅色花紋反射紅光,吸收其他顏色的光,這樣我們?cè)谠撐恢弥豢吹郊t色。同理可以看到各種花紋反射的顏色。這樣我們可以看到花布的圖樣。
15.1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年,洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))。
洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示,S為單色光源,M為一平面鏡。S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在屏上相交,已知兩列光波到屏上P的路程差Δr=1.5×10-6 m,當(dāng)單色光波長(zhǎng)為λ1=0.5 μm時(shí),P點(diǎn)將形成亮條紋還是暗條紋?若單色光波長(zhǎng)為λ2
16、=0.6 μm呢?
答案 亮條紋 暗條紋
解析 由題意知,當(dāng)λ1=0.5 μm時(shí),Δr=1.5×10-60.5×10-6λ1=3λ1,滿足波長(zhǎng)的整數(shù)倍,在P點(diǎn)形成亮條紋;當(dāng)λ2=0.6 μm,Δr=1.5×10-60.6×10-6λ2=52λ2,滿足半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,在P點(diǎn)形成暗條紋。
16.如圖所示,一個(gè)半徑為r的圓木板靜止在水面上,在圓木板圓心O的正下方H=3r處有一點(diǎn)光源S,已知水的折射率n=2。
(1)求沿圓木板邊緣出射的折射光線的折射角;
(2)若要在水面上方觀察不到點(diǎn)光源S所發(fā)出的光,則應(yīng)將點(diǎn)光源S至少豎直向上移多大的距離?(結(jié)果可用根式表示)
答案 (1)45°
17、 (2)(3-1)r
解析 (1)設(shè)入射角為θ1,折射角為θ2,則tan θ1=r3r
即θ1=30°
sinθ1sinθ2=1n
聯(lián)立解得θ2=45°
(2)若在水面上方觀察不到點(diǎn)光源所發(fā)出的光,則入射到圓木板邊緣的光線將發(fā)生全反射,設(shè)臨界角為C,點(diǎn)光源S離圓心的距離為h,則由sin C=1n得
C=45°
由幾何關(guān)系tan C=rh得h=r
則點(diǎn)光源S至少上移Δh=(3-1)r
17.如圖所示,一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)λ0=500 nm的鈉制成,用波長(zhǎng)λ=300 nm的紫外線照射陰極,光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U=2.1 V,飽和光電流的值I=0.56 μA。
18、
(1)求每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù);
(2)求光電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能;
(3)如果電勢(shì)差U不變,而照射光的強(qiáng)度增加到原值的三倍,此時(shí)光電子到達(dá)A極時(shí)最大動(dòng)能是多大?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)
答案 (1)3.5×1012個(gè) (2)6.012×10-19 J (3)6.012×10-19 J
解析 (1)每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)
n=Ie=0.56×10-61.6×10-19個(gè)=3.5×1012個(gè)
(2)由光電效應(yīng)方程可知
Ek0=hν-W0=hcλ-hcλ0=hc1λ-1λ0
在A、K間加電壓U時(shí),光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的動(dòng)能
Ek=Ek0+eU=hc1λ-1λ0+eU
代入數(shù)值,得Ek=6.012×10-19 J。
(3)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),如果電勢(shì)差U不變,則光電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能不變,Ek=6.012×10-19J。
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（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十五章 全章闖關(guān)檢測(cè)（含解析）
