高中物理光学综合试题

高中物理光学综合试题

承德市双滦区中学教研室陈志全

一、选择题：每题四个选项中有一个或多个选项正确，请将正确选项填在题后括号内（每题

5分）。

1.关于平面镜的虚像,下列叙述中正确的是( ).

(A)虚像总是倒立的

(B)虚像是呵以用照相机拍摄的

(C)虚像可以在屏幕上出现

(D)人眼看到的虚像,是因为虚像发出的光射入人眼的视网膜

2.把物体和光屏的位置固定,在两者连线的正中间放一透镜,这时光屏上出现一个清晰的像.

如果沿着连线再移动透镜时,则在光屏上( ).

(A)还可以再出现一个缩小的像

(B)还可以再出现一个放大的像

(C)出现放大、缩小的像都有可能,但要知道怎样移动才能判定

(D)以上说法都不对

3.某金属在一束绿光的照射下发生光电效应,则( ).

(A)若增加绿光的照射强度,则单位时削内逸出的光电子数目不变

(B)若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加

(C)若改用紫光照射,则逸出的光电子最大初动能增加

(D)若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目增加

4.关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是( ).

(A)牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性

(B)牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别

(C)麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波

(D)麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性

5光源发出的光照射到不透明物体上就会形成影.下列对于光源面积与影大小的判断中正确的是( ).

(A)光源的面积为零.半影区不为零(B)光源面积越大.半影区越大

(C)光源面积越大,本影区越大(D)影的大小与光源的面积无关

6.如图1所示,一个折射率为2的三棱镜,顶角是45°.有一束光以图示

方向射到三棱镜上,入射角为i(0

的判断正确的是( )(不考虑两次反射).

①两个界面都会发生反射现象②两个界面都可能发生折射现象③在界面

I不可能发生全反射④在界面Ⅱ可能发生全反射现象

(A )只有①② (B )只有②③ (C )只有①②③ (D )只有①③④

7.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,已画好玻璃砖的界面aa ′和bb ′后,不慎将玻璃砖向上平移了一些,放在如图2所示的位置上,而实验中的其他操作均正确,则测得的折射率将( ).

(A )偏大

(B )不变

(C )偏小

(D )无法确定

8.如图3所示,平面镜MN 以ω=π/3s -

1的角速度绕垂直于纸面的且过O 点的轴转动,AB 为一段圆弧形屏幕,它的圆心在O 点张角为60°.现有一束来自频闪光源的细平行光线,沿固定方向射向平面镜的O 点,当光源每秒闪12次时,镜每转一转在屏幕AB 上出现的光点数最多是( ).

(A )3个

(B )6个

(C )2个

(D )24个

9如图4所示.在距竖直墙MN 左侧一段距离的A 点有一小球,在球的左边、紧靠小球处有一固定的点光源S .给小球一向右的水平初速度,当小球在空中作平抛运动时,在小球碰墙以前,它在墙上的影f 由上而下的运动是( ).

(A )匀速直线运动 (B )自由落体运动 (C )变加速直线运动

(D )初述度为零的匀加迷直线运动,加速度a 小于重力加速度g

10.光子有能量,也行动量(p =h /λ),并遵守能量和动量的有关规律.如图5所示,真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片,右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片.现用平行白光沿垂直纸面向里方向垂直照射这两个纸片,关于此装置开始时转动的情况(俯视),下列说法中正确的是( )

(A )顺时针方向转动 (B )逆时针方向转动

(C )都有可能

(D )不会转动

二、填空题：请将正确答案填在横线上（每题6分）。

11.铁水的光谱是_______________光谱,霓虹灯的光谱是_______________光谱,太阳光谱是_______________光谱. (填能或不能)根据观察到的月光光谱确定月球的化学成分。

12.如图6所示,有一半圆形玻璃砖,折射率为2,AB 为直径,O 为圆心.一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光垂直于AB 从空气射入玻璃砖,其中心光线通过O 点.则光束中的光线射出玻璃砖时最大的折射角为_______,并且在图中画出三条光线在玻璃砖内和玻璃砖后的光路.

13.用干涉法检查工件表面的质量时,产生的干涉条纹是一组平行直线,

若让劈尖的上表面略

向上平移,如图(a )所示,则干涉条纹将_______________.若恰当增大劈尖的倾角如图(b )所示,则干涉条纹将_______________(均选填“变宽”、“变窄”或“不变”).

三、计算题：要求必要的文字说明和必要的步骤（14、15各10分；16题12分）。 14.如图8所示,某三棱镜的截面是一直角三角形,棱镜材料的折射率为n ,底面BC 涂黑,入射光沿平行于底面BC 的方向射向AB 而,经AB 和AC 折射后射出.

为了使上述入射光线能从AC 面射出,求折射率n 的取值范围.

15.如图9所示为伦琴射线管的示意图,K 为阴极,A 为对阴极,假设由K 极发射的电子初速度为零,当AK 之间所加直流电压U =30kV 时,电子被加速打在对阴极A 上,使之发射出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量.已知电子电量e =1.6×10-

19c ,质量

m =0.91×10-30kg ,普朗克常数h =6.63×10-

34J ·s ,问：

(1)电子到达对阴极的速度多大(取一位有效数字)

(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长多大?(3)若AK 间的电流为10mA ,那么每秒从对阴极最多能辐射多少个伦琴射线光子?

16.右如图10所示为对光电效应产生的光电子进行荷质比测定的简要原理图,两块平行金属

板相距为d,其中标N为锌板,受某一紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子,电键S闭合后灵敏电流计G示数.如果凋节变阻器R,逐渐增大极板间电压,@表的示数将逐渐减小.当电压表的示数为u时,G的示数恰为零.如果断开S,在MN间加上垂直纸面的匀强磁场,当磁感应强度为B时,@表的示数也恰为零,求出光电子的荷质e/m比的表达式.

高中物理光学综合试题答案

二、填空题：

11.连续,明线,吸收,不能 12.45°图略 13.不变,变窄 三、计算题： 14. 2

7n <

15.(1)s /m 1018?，(2)m 101.411

-? 16.22d B 8U

备用题：

1.如图所示,abc 为一全反射棱镜,一束白光垂直入射到ac 面上,若光线入射点O 的位置保持不变,改变光线的入射方向(不考虑自bc 面反射的光线)( ).

(A )使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab 面,则

红光将首先射出

(B )使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出曲面,则紫光将首先射出

(C )使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,红光将首先射山ab 面 (D )使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,紫光将首先射出n6面 答案:A

2.凸透镜的焦距为f ,一个在透镜光轴上的物体,从距透镜3f 处,沿主光轴逐渐移 到距透镜1.5,处,在此过程中( )

(A )像不断增大 (B )像和透镜的距离不断减小 (C )像和物之间的距离不断增大 (D )像和焦点的距离不断增大 答案:AD

3.如图所示是一舣缝干涉实验装置的示意图,其中S 为单缝,S 1、S 2为双缝,P 为光屏.实验时用白光从左边照射单缝S ,可在光屏P 上观察到彩色的下涉条

纹.现在S 1、S 2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P 上可观察到( ).

(A )红光和蓝光两套干涉条纹 (B )红、蓝相间的条纹

(C )两种色光相叠加,但不出现干涉条纹

(D )屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加 答案:C

4.根据热辐射理论,物体发出光的最大波长λ与物体绝对温度T 的关系满足维恩公式Tλ=2.9×10-3m ·K .若猫头鹰的猎物_______________蛇在夜间体温为27°C ,则它发出光的最大波长为_______________m ,属于_______________波段. 答案:6

107.9-?,红外线

5.为了减少光在透镜表面的反射损失,可在透镜表面涂一层增透膜.增透膜的材料一般选用折射率为1.38的氟化镁.为了使在空气中波长为0.552μm 的绿光在垂直透镜入射时不发生反射,所涂薄膜的厚度最小应为_______________m . 答案:7100.1-?

6.设加在伦琴射线管两端的电压为20000V ,假设在一段时间内共有1.25C 电量的电子从阴极飞出,问：

(1)它们到达对阴极时,一共获得多大的动能?

(2)电子与阴极撞击后,假定有80％的能量变成了热量,而被质最160g 的极板吸收,则能使对阴极的温度升高多少度(对阴极的物质比热容为0.125J ／g ·℃)? (3)所辐射的伦琴射线的最短波长是多少? 答案:(1)J 105.24

?，(2)1000℃，(3)0.062nm

7.用功率为P 0=1W 的点光源,照射离光源r =3m 处的某块金属薄片,已知光源发出

的是波长λ=589mm 的单色光,试计算：(1)1s 内打到金属薄片1mm 2面积上的光子数.(2)若

取该金属原子半径r 1=0.5×10-10m ,则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子?

答案:10

106.2?个,3

109.4?s

8._某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时,先在白纸上作出一与圆形玻璃同半径的圆,圆心为O ,将圆形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2,在另一侧再先后插两枚大头针P 3和P 4,使从另一侧隔着玻璃观察时,大头针P 4、P 3和P 2、P 1的像恰在一直线上,移去圆形玻璃和大头针后,得到如图所示图形,请在图中画出：(1)沿P 1、P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向.(2)光线在玻璃内的传播方向.

(3)在光线入射点作法线,标出入射角i 和折射角r .

(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算). 答案:(1)略(2)略(3)略(4)sinr

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