高中物理汇编选修3-4光学部分Word格式.doc
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C．一样大D．无法判断
6．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，如图所示的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是（）
B
7．目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功．如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器（）
A．沿视线对着空间站瞄高一些
B．沿视线对着空间站瞄低一些
C．沿视线对准空间站直接瞄准
D．条件不足，无法判别
C
8．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静，下面的说法中正确的是（）
A．小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗
B．小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关
C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的
D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关
BD
解析：
突破口在于镜面反射原理和折射定律
9．如图所示，一束圆锥体形的单色光在空气中传播，将会聚于P，在到达P之前若先进入水中，圆锥的轴垂直于水面，圆锥的顶角为。
P到水面的距离一定，则（很小时，）（）
A．若很大，锥体内的光线不能全部聚于一点
B．若很小，锥体内的光线不能全部聚于一点水面
C．很大时，光线与轴的交点从P点开始至无限远
D．很小时，光线与轴的交点无限靠近P
10．“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光．以下说法正确的是（）
A．a光光子能量大于b光光子能量
B．在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽
D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应
BC
11．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．若激光束不是平直投射到光盘的盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生折射，从而改变行进的方向．因为光的频率越高，对介质的折射率越大，故红色与蓝色激光的偏折程度不同，如图所示下列相关的说法正确的是（）
A．图中①是红光，②是蓝光
B．利用光电效应的原理，采用蓝色激光时，某光敏元件可将光信息转换成电信号，若电路及元件无故障，则采用红色激光也一定行
C．激光光子比普通色光光子的能量要高
D．激光是一种能发生干涉与衍射的横波
D
12．如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为f的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中．已知，玻璃球对该激光束的折射率为,则下列说法中正确的是（）
A．激光束的入射角
B．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
C．此激光束在玻璃球中穿越的时间为（其中c为真空中的光速）
D．改变入射角的大小，细激光束可能在球的内表面发生全反射
C由折射率的关系，可知：
，因此，A错；
由于光的频率与光源有关，所以光的频率不变，光子的能量不变，B错；
根据，其中，因此，C对；
只要光束能射入，则就不可能在球内发生全反射，D错误。
13．如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后互相平行，则（）
A．a光频率高
B．b光频率高
C．a光穿过棱镜时间短
D．b光穿过棱镜时间短
14．如图所示，P、Q是两种透明材料做成的两块形状相同的直角梯形棱镜，登合在一起组成一个长方体．某单色光自P的上表面斜射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率．射到P的上表面的光线与P的上表面之间的夹角为．下列说法正确的是（）
A．光线有可能不从Q的下面射出
B．从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定大于
D．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定小于
AD
15．如图所示，一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖MNPQ上，穿过玻璃后从下表面射出a、b两束单色光，则下列说法正确的是（）
A．玻璃对a光的折射率较大
B．b光子的能量较大
C．a、b两束单色光互相平行
D．若增大MN面上的入射角，a光可能在PQ面上发生全反射
16．两束单色光A、B同时由空气射到某介质的界面MN上，由于折射而合成一复色光C，如图所示，下列说法正确的有（）
A．A光光子的能量大于B光光子的能量
B．两种光照射同一种金属，B光更容易使金属发生光电效应
C．在同一种介质中，A光的折射率小于B光的折射率
D．用同样的装置做光的双缝干涉实验，A光比B光得到的干涉条纹间距大
AC
17．如图所示为一直角棱镜的横截面，，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（）
A．从ab面射出
B．从ac面射出
C．从bc面射出，且bc面斜交
D．从bc面射出，且与bc面垂直
18．如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三梭镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）
A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽
B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽
C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽
D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽
CD
19．一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图甲所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向（即BA方向）均匀减小，有一光线PO从空中以某一入射角射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图乙中的（ ）
D
光线由O点射入，折射光线应靠近法线，即x轴光线射入材料后，法线应与y轴平行，入射角逐渐增大，当入射角大于临界角时，发生全反射，因此只有D正确．
20．如图，一个棱镜的顶角为=41.30，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表．当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光带的变化情况是（）
A．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光
B．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光
C．红光最先消失，最后只剩紫光
D．红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光
21．如图所示，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1.5，半径为R，两端面A、B均为正方形，宽度为d。
令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光线全都从另一端面B射出，则R与d之比的最小值应为（）
A．2B．1C．3D．1.5
A
22．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）
A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的
23．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为．下列说法中正确的有（）
A．如果增大单缝到双缝间的距离，将增大
B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C．如果增大双缝到光屏之间的距离，将增大
D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，将增大
24．高级光学仪器的光学镜片常镀有一层增透膜，以下说法中正确的是（）
A．增透膜的原理是利用光的干涉原理使透射光互相干涉而加强
B．增透膜虽然利用了薄膜干涉的原理，但并不会产生干涉条纹
C．增透膜的反射光中没有干涉条纹，可见没有发生光的干涉现象
D．有些地摊上或流动小贩的劣质望远镜为了提高身价，特意在镜片上镀一层“薄膜”而显现出鲜明的金黄色，号称“镀膜镜片”，这样的“膜”其实反而会有“减透”的恶果
25．物理学家托马斯·
杨最先验证了光的干涉现象，实验装置如图甲所示，M为竖直（水平）的线光源a（b），N和O均为有狭缝的遮光屏、P像屏，下列说法正确的是（）
A．若M选a（竖直线光源），N应选图乙中的3，O应选图甲中的4，干涉图样为图乙5
B．若M选a（竖直线光源），N应选图乙中的1，O应选2，干涉图样为图乙6
C．若M选b（水平线光源），N应选图乙中的1，O应选2，干涉图样为图乙6
D．若M选b（水平线光源），N应选图乙中的3，O应选4，干涉图样为图乙5
26．将铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜．液膜竖直放置时，由于重力作用，上面薄，下面厚，且时间越长，下面越厚．在酒精灯的火焰上撤上一些食盐，用酒精灯的黄光照射竖直放置的液膜，液膜反射的光使我们看到灯焰的像，可观察到像上有亮暗相间的条纹，如图所示．则下列的说法中正确的是（）
A．像上有亮暗相间的条纹，这是光的波动性的表现
B．像上有亮暗相间的条纹，说明光反射后出现了偏振现象
C．像上亮暗相间的条纹是肥皂膜前后两表面反射的光叠加而形成的
D．用同一块竖直放置的液膜观察灯焰的像时，在一个不太长的时间段里，应该会看到像上亮暗相间的条纹间隔逐渐变密
ACD
27．两细束平行光a、b的间距为，斜射到一块矩形玻璃砖的同一表面上．已知在玻璃中的传播速度，设经玻璃砖两次折射后的出射光线间距为，则下列说法正确的是（）
A．可能等于零B．不可能小于
C．不可能等于D．不可能大于
28．关于电磁波，下列说法中正确的是（）
A．在真空中，频率高的电磁波速度较大
B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大
C．电磁波由真空进鹅介质，速度变小，频率不变
D．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失
29．如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。
下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？
（）
A．太阳光B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45角振动的光
ABD当光的振动方向与偏振光的方向平行时，透光最强；
垂直时，无光透过；
若为某一角度时，有部分光透过。
而太阳光是自然光，沿各个方向的振动都存在，因此A、B、D选项正确。
[点评]该题为识记题，考查了光的偏振。
只要记住偏振现象即可解出。
（Ⅰ、识记、易）
命题思路：
本题考查了光的偏振性，关键是弄清光的振动方向、传播方向和偏振片的透振方向三者间的美系，此题较易．
30．下列说法正确的是（）
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
B三棱镜观察太阳光谱是光的折射现象，A项不正确；
利用光的干涉可以检测光学平面的平整程度，C项不正确；
电视机遥控器利用红外线变换频道，D项不正确。
[点评]此题是简单题，考查了光的性质及应用，涉及的知识都以记忆为主。
（I、识记、易）
本题考查对光的干涉、光的衍射、光的全反射、光的偏振现象的理解及具体应用，难度较小．
31．光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是（）
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到秋色条纹
D自然光经过偏振片或经过界面反射和折射后（反射光线与折射光线夹角为）会形成偏振光。
经指缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象，D不正确。
[点评]该题为识记题，主要考查了偏振光的产生和性质。
本题考查光的偏振知识和光的衍射现象等概念，属于较易题目．
32．2004年“阜阳假奶粉”事件闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是（）
A．到达O处光的强度会减弱
B．到达O处钓强度不会减弱
C．将偏振片B转过一个角度，使得O处强度再次最大，偏振片B转过的角度等于
D．将偏振片A转过一个角度，使得O处强度再次最大，偏振片A转过的角度等于
33．自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：
无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整个世界面貌发生了深刻的变化．下列有关的说法中正确的是（）
A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c
B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
34．信息时代，我们的生活越来越离不开电磁波，下列叙述中，正确反映电磁场和电磁波理论的是（）
A．电磁场是指有内在联系、相互依存的电场与磁场的统一体的总称
B．有电场就会产生磁场，有磁场就会产生电场
C．真空中电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波，它有自身的反射、折射、散射以及干涉、衍射、偏振等现象
D．电磁场在空间的传播，靠的是电磁场的内在联系和相互依存，不依赖任何弹性介质
35．下列说法正确的是（）
A．收音机的原理：
通过改变接收机的频率选出需要的无线电信号，这是电谐振现象．把接收到的信号进行调制、放大，通过扬声器还原为声音
B．电子束通过某一晶体窄缝时可能产生衍射图样
C．一切物体都在向外辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线越强，波长越长
D．自然光是光振动沿各个方向均匀分布的光，偏振光是光振动沿着特定方向的光
36．如图所示是产生X射线的装置，叫做X射线管，图中的K是阴极，A是阳极，通电时，由阴极发出的电子，打在阳极上，从阳极上激发出X射线（也称X光），设其中光子能量的最大值等于电子到达阳极时的动能，已知阴极与阳极之间电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则（设电子初速为零）（）
A．高压电源的a端为正极
B．高压电源的a端为负极
C．X射线管发出的X光的最长波长为
D．X射线管发出的X光的最短波长为
AD
37．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（）
A．在真空中，a光的传播速度较大 B．在水中，a光的波长较小
C．在真空中，b光光子能量较大 D．在水中，b光的折射率较小
BD由于a光能使金属发生光电效应，故光子能量大，则频率高波长小，在水中的折射率大。
由可知，由于小n大，所以小，所B、D正确。
[点评]该题是简单综合题，考查了光子的频率与能量和波长、折射率等物理量的关系。
只要基础知识掌握的较好，即可得出正确答案。
（II、简单理解、中）
38．以下说法不正确的是（）
A．利用超声波的穿透能力很强，可以制成超声波探伤仪探查金属内部有无气泡或裂缝等
B．医学上用来检查人体的“B超”，是利用超声波的穿透能力很强来探查人体内部的各种器官有无异常
C．多普勒效应是由于波源和观察者之间发生相对运动，使观察者感觉到频率发生变化的现象
D．干涉、衍射是一切波都具有的特征
39．某高层建筑物外墙大量使用的幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的事物，其原因是（）
A．在玻璃的外表面涂有增透膜
B．在玻璃的外表面涂有高反射膜
C．在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物质
D．在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜
40．如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（）
A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫
41．如图所示的4个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样（）
42．目前雷达发射的电磁波频率多在200～1000MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的是（）
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
43．频率为的光子，具有的能量为、动量为．将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射．下列关于光子散射说法中正确的是（）
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小
B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
44．关于光电效应的规律，下列说法中不正确的是（）
A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越大，产生的光电子的最大初动能越大
B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多
C．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大
D．对于某金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能产生光电效应
45．激光制冷原理，可以根据如图所示的能级图简单说明：
激光射入到介质中，引起介质离子（或原子、分子）从基态跃迁到激发态n=11，一些处于激发态n=11的离子很快吸收声子（热量）转移到激发态n=12，离子从激发态n=11和n=12向基态跃迁辐射荧光，辐射光的能量大于入射光的能量，上述过程重复下去实现对介质的冷却，下列说法正确的是（）
A．激光制冷原理可行，但违背了热力学第二定律，是不可能实现的
B．两种荧光从水中射向空气，一种荧光若刚好发生全反射，另一种荧光不一定发生全反射
C．两种荧光分别做光的干涉实验，测得相邻暗条纹的宽度不相同
D．两种荧光分别照射同一金属都能产生光电效应，光电子的最大初动能相同
46．家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型炊具，微波的电磁作用，使食物内的分子高频地运动而内外同时生热，迅速熟透，并能最大限度地保存食物中的维生素．下列说法中正确的是（）
A．微波产生的微观机理是原子外层电子受到激发
B．微波的频率大于红外线的频率
C．相同功率的微波和光波，每秒钟微波发出的“光子”数少
D．实验中微波比光波更容易产生衍射现象
二、填空题
1．如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统．甲处A为固定的激光光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光．B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转．C是带观察屏的望远镜．当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜．乙处是安装在水平轴上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕轴在竖直面内旋转．现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：
（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为。
（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？
（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光在两平面镜中各有一次反射）．
答：
（填“是”或“否"
）。
（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动．由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像．但是适当调节转速
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