2011届高考物理二轮总复习 回归基础提综合检测：：第13章 光的传播 光的波动性第十五章 量子论初步 原

课时规范练38 光的波动性电磁波相对论基础对点练1.(多选)(波动性的理解)(浙江模拟)人类利用激光干涉法探测到13亿年前黑洞合并发出的传到地球的引力波,证实了爱因斯坦100多年前在广义相对论中有关引力波的预言。

如图所示,引力波是一种时空涟漪,其发现的意义就像一个失聪的人突然拥有了听觉,从此获得感知世界的新能力。

以下说法正确的是( )A.人类可以从引力波中获得13亿年前的信息B.具有质量的物体能产生引力波C.干涉是波特有的性质,所以激光也是一种波D.引力波的传播需要空气作为介质2.(光的偏振)(江苏适应性测试)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化。

下列说法能够解释这一现象的是( )A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用3.(多选)(干涉、衍射图样)(湖南武冈高三月考)下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )A.甲为红光的衍射图样B.乙为紫光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为紫光的干涉图样4.(电磁波)5G是“第五代移动通信技术”的简称,其最显著的特征之一是具有超高速的数据传输速率。

5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波,而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109~2.64×109 Hz,则( )A.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站B.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D.5G信号是横波,4G信号是纵波5.(光的衍射)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光,经过单缝的衍射图样(黑色部分表示亮纹)。

第十三章光单元测试说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答共100分，考试时间90分钟第Ⅰ卷(选择题共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分1关于点光的说法正确的是（）A夜间我们看到的恒星都可以看作点光B发光的萤火虫一定能看作点光发光的白炽灯泡一定不能看作点光D通常我们用日光灯做光实验时，是把它看作点光的解析本题考查点光模型点光像质点一样是一个想模型，是把光看作一个能发光的点恒星离我们很远，可以看作点光；萤火虫虽然小，但研究它自身大小范围内的光问题时，不能看作点光；研究的光问题离灯泡很远时，可以把它看作点光，但研究的光问题离灯泡很近时，不能把灯泡看作点光；通常我们用日光灯做光实验时，是把它看作线光的故A正确答案A2关于光线的概念，下列正确的解是（）A光线是从光直接发出的，是客观存在的B光线的作用类似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的光线是用表示光束传播方向的有向直线D光束是真实存在的,光线是人为画上的解析本题考查对光线的解人们为了形象地研究电场，引入了电场线，但电场中并不真实存在“电场线”同，光线是人们为了研究光的传播而引入的物模型，光在传播中并不存在“线”光束是真实存在的，我们用光线表示光束时，光线的箭头表示光的传播方向故正确选项为、D答案D3在我国古代者沈括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东”意思是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰和影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰做相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移这里描述的是光的（）A直线传播现象B折射现象干涉现象D衍射现象解析本题考查光的直线传播及形成的现象前段鹞鹰的影子，是光沿直线传播形成的；后段所说的“影子”实际是鹞鹰经小孔所成的像，即小孔成像，这也是光直线传播形成的现象故A正确答案A4傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（）A完全在地平线下方B完全在地平线上方恰好落在地平线上D部分在地平线上方，部分在地平线下方解析本题考查的是光线在大气层中的折射由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置已在地平线以下故正确选项为A答案A5光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强2008年北京奥运会将全部使用光纤通信,为各项比赛提供清晰可靠的服务光导纤维由内芯和包层两层介质组成下列说法正确的是( )A光纤通信依据的原是光的全反射B内芯和包层的折射率相同内芯比包层的折射率大D包层比内芯的折射率大解析本题考查光的全反射的应用光纤通信依据的原是光的全反射A对为了使光在光纤内以全反射的方式传播,内芯的折射率应该比包层大,对答案A6在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最浅的是（）A紫色球B蓝色球红色球D三个球同样深解析本题考查的是光的折射的一个推论，即视深公式在视深公式′=中，′为看到的深度，为实际深度，为折射率，因为水对紫光的折射率最大，所以看到最浅的是紫色球,故正确选项为A 答案A7自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车尾灯的构造如图所示下面说法中正确的是 （ ）A 汽车灯光应从左面射过,在尾灯的左表面发生全反射B 汽车灯光应从左面射过,在尾灯的右表面发生全反射汽车灯光应从右面射过，在尾灯的左表面发生全反射D 汽车灯光应从右面射过，在尾灯的右表面发生全反射解析本题考查全反射在生活中的应用光线应该从右边入射，在左边两个直角边上连续发生两次全反射，利用全反射棱镜的原使入射光线偏折180°所以正确选项为答案8两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射,临界角分别为1θ、2θ,且1θ>2θ1n 、2n 分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,1v 、2v 分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度,则( )A 1n <2n ,1v <2vB 1n <2n ,1v >2v1n >2n ,1v <2v D 1n >2n ,1v >2v解析本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系根据θ=n 1,=θsin 1因1θ>2θ,故1n <2n ; 又v =nc ,1n <2n ,所以1v >2v 只有B 正确 答案B9一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示下列说法正确的是 ( )A 玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B 玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小红光在玻璃中的传播速度比紫光大D 屏幕上各色光在光谱上由上到下的排列顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫解析本题考查介质对不同色光的折射率不同及不同色光在同一介质中的传播速度不同实验表明,A 、D 正确,B 错根据v =nc 知,正确答案AD10如左下图所示，AB 为一块透明的光材料左侧的端面，建立直角坐标系如右下图，设该光材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小现有一束单色光从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是右下图中的 （ ）解析本题考查光的折射及全反射和微元思想如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层光线射到相邻两层的界面时，射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线到达更上层的界面时，入射角更大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去,直到从该材料中射出故正确选项为D答案D第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分把答案填在题中的横线上11在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ1和θ中为入射角的是；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的2正弦值是；从图线可知玻璃砖的折射率是解析本题考查测定玻璃折射率实验据的处及临界角的概念 1θ比2θ的正弦值大，所以1θ为入射角由图线知玻璃砖的折射率为=21sin sin θθ=150 则临界角的正弦值为=5.111=n =067 答案1θ 067 15012如图所示,、b 两束平行单色光从空气射入水中时,发生了折射现象由光路图可以看出,光的折射率比b 光 ,光在水中的传播速度比b 光 若两平行光束由水射向空气,随着入射角的增大, 光先发生全反射解析本题考查折射率、临界角及折射率与速度的关系由图可知,光的折射角大,光的折射率比b 光小,故光在水中的传播速度比b 光大;由=n1知,b 光的折射率大,临界角小,故随着入射角的增大,b 光先发生全反射答案小大b13 1027 这个距离通常称为，它是人类所能观察到的宇宙的最大半径若一光线刚进入哈勃太空望远镜的视野，则它传播到太空望远镜处约用年解析本题考查哈勃太空望远镜的作用和光的传播速度答案哈勃半径1×111014一束光从某介质射向真空，当入射角为θ时，折射光恰好消失已知光在真空中的传播速度为c,则此光在该介质中的传播速度为解析本题考查临界角及折射率1由临界角的概念，知θ=nc又=v由以上两式解得，此光在介质中的传播速度为v=cθ答案cθ15古希腊某地家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成75°角下射，而在A城正南方，与A城地面距离为L的B城，阳光恰好沿铅直方向下射射到地球上的太阳光可视为平行光据此他估算出了地球的半径试写出估算地球半径的表达式R=解析本题设计新颖，灵活考查了光的直线传播关键是作出示意图，示意图如图所示由题意得7.5L=2πR×36024L可得R=π24L答案π三、本题共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有值计算的题，答案中必须明确写出值和单位16（8分）在一个半径为r的圆形轻木塞中心插一大头针，然后把它倒放在液体中，调节大头针插入的深度，当针头在水面下深度为d时，观察者不论在液面上方何处，都刚好看不到液体下方的大头针求液体的折射率解析本题考查光的全反射观察者在水面上任何位置都刚好看不到水下的大头针，说明由针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射由题意作出光路图如图所示，这时入射角等于临界角，由几何关系可得=22d rr+ 又=n 1由以上两式解得液体的折射率为=rr 22d + 答案rr 22d + 17(10分)如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边B =d ,一束单色光以60°的入射角从AB 侧面的中点入射,折射后从侧面A 折射出已知三棱镜的折射率=26,单色光在真空中的光速为c ,求此单色光通过三棱镜的时间解析本题考查光的折射(1)单色光在AB 面上发生折射,光路如图根据折射定律=αsin 60sin ︒,=26 由以上两式得α=45°(2)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE 与B 平行,且DE =21B =21d(3)光在棱镜中的速度v =n c =62c 所以,=v DE =c d 46 答案cd 46 18（10分）（激光液面控制仪）如图所示，激光液面控制仪的原是：固定的一束激光AO 以入射角照射液面，反射光OB 射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度如果发现光点在屏上向右移动了的距离射到B '点，则液面是升高了还是降低了？变了多少？解析本题考查生利用所知识解决实际问题的能力因反射的光点B 右移到B '，所以液面降低但因入射的激光束方向不变，所以液面降低后的入射角不变，光路图如图由几何关系知，四边形OM B 'B 是平行四边形，OM =B 'B =,三角形NO O '是直角三角形设液面降低的高度是，则=NO ·c=2s ·c=2cot i s 即液面降低的高度是c/2答案降低c/219（12分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔,如图所示设工事壁厚d =3464 c ，孔的宽度L =20 c ，孔内嵌入折射率=3的玻璃砖（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？解析本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光规律和几何关系解答（1）光路图如图所示，由折射定律得=21sin sin θθ 由几何关系得2θ=22d L L+由以上两式解得1θ=60°2θ=30°则视野的最大张角为θ=21θ=120°(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当1θ=90°时, 2θ=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即30°=n '1解得玻璃砖的折射率应为n =2 答案（1）120°(2)2。

第13章光1．对于光的衍射现象，以下说法正确的选项是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上后边出现泊松亮斑，说明光发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线流传，不存在光的衍射答案：AC2．华侨科学家高锟被誉为“光纤通讯之父” ，他所以获取2009 年诺贝尔物理奖．光纤通讯中信号流传的主要载体是光导纤维，它的构造如下图，其内芯和外衣资料不一样，光在内芯中流传．以下对于光导纤维的说法中正确的选项是()A．内芯的折射率比外衣的大，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外衣的小，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中流传的速度越大D．频次越大的光在光纤中流传的速度越大答案：A3．如下图，一束自然光经过起偏器照耀到光屏上，则图中光屏上发亮的有( 起偏器上用箭头表示其透射方向)()答案：ABD4.如下图， ABCD是两面平行的透明玻璃砖， AB 面和 CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ . 光芒从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中．假如改变光抵达界面Ⅰ时的入射角，则( ) A．只需入射角足够大，光芒在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只需入射角足够大，光芒在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不论入射角多大，光芒在界面Ⅰ上都不行能发生全反射现象D．不论入射角多大，光芒在界面Ⅱ上都不行能发生全反射现象答案：CD5．太阳光照耀下肥皂膜体现的彩色、瀑布在阳光下体现的彩虹以及经过狭缝察看发光的日光灯时看到的彩色条纹，分别属于()A．光的干预、色散和衍射现象B．光的干预、衍射和色散现象C．光的衍射、色散和干预现象D．光的衍射、干预和色散现象答案：A6．如下图，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分红a、 b 两束单色光，则()A．玻璃砖对 a 光的折射率为2B．玻璃砖对 a 光的折射率为 1. 5C． b 光的频次比 a 光的大D． b 光在玻璃中的流传速度比 a 光的大答案：AC7．自行车上的红色尾灯不单是装修品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后边的光芒反射回去．某种自行车尾灯可简化为由很多齐整摆列的等腰直角棱镜( 折AB 射率 n>2) 构成，棱镜的横截面如下图．一平行于横截面的光芒从O点垂直边射入棱镜，先后经过AC边和 CB边反射后从AB 边的 O′点射出，则出射光芒是()A．平行于AC边的光芒①B．平行于入射光芒的光芒②C．平行于CB边的光芒③D．平行于AB边的光芒④答案：B8．如下图，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度同样的光芒均由空气射入玻璃砖，抵达玻璃砖的圆心地点．以下说法正确的选项是()A．倘若三条光芒中有一条在O点发生了全反射，那必定是aO光芒B．倘若光芒bO能发生全反射，那么光芒cO 必定能发生全反射C．倘若光芒bO能发生全反射，那么光芒aO必定能发生全反射D．倘若光芒aO恰能发生全反射，则光芒bO的反射光芒比光芒cO 的反射光芒的亮度大答案：ACD9．用双缝干预测光的波长，实验中采纳双缝干预仪，它包含以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．滤光片 ( 此中双缝和光屏连在遮光筒上 )(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的摆列次序是：A________(A 已写好 ) ．(2)正确调理后，在屏上察看到红光干预条纹，用丈量头测出10 条红亮纹间的距离为 a；改用绿色滤光片，其余条件不变，用丈量头测出10 条绿亮纹间的距离为b，则 a 和 b 的大小关系为__________ ．答案：(1)EBDC(2) a>b10．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了 4 枚大头针，如图甲所示．(1)画出完好的光路图；(2)对你画出的光路图进行丈量和计算，求得该玻璃砖的折射率：n＝ ________( 保留 3位有效数字 ) ；(3) 为了观察光在玻璃砖不一样表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了 8 枚大头针，如图乙所示．图中P1 和P2 是同一入射光芒上的 2 枚大头针，其对应出射光芒上的 2 枚大头针是P3 和 ________( 填“ A”或“ B” ) ．答案：(1) 如下图(2)1.53(说明：± 0.03范围内都可)(3)A11.如图，一透明半圆柱体折射率为n＝ 2，半径为 R、长为 L，一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光芒射出．求该部分柱面的面积S.答案：πRL 312．如下图是一种折射率n＝ 1.5的棱镜，现有一束光芒沿MN的方向射到棱镜的 AB界面上，入射角的正弦值sin i＝ 0.75. 求：(1)光在棱镜中流传的速率；(2) 经过计算说明此束光芒射出棱镜后的方向并画出光路图( 不考虑返回到AB面上的光芒 )．答案：(1)2 ×108 m/s(2) 垂直 AC边射出。

2011年高考物理真题分类汇编光学1．（2011年高考·四川理综卷）下列说法正确的是A ．甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时乙一定能从镜中看见甲的眼睛B ．我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物C ．可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度D ．在介质中光总是沿直线传播2．（2011年高考·全国大纲版理综卷）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。

设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（ ）A ．紫光、黄光、蓝光和红光B ．紫光、蓝光、黄光和红光C ．红光、蓝光、黄光和紫光D ．红光、黄光、蓝光和紫光3．（2011年高考·重庆理综卷）在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a 、b 、c 三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c 照亮水面的面积比a 的大。

关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c 光的频率最大；②a 光的传播速度最小；③b 光的折射率最大；④a 光的波长比b 光的短。

根据老师的假定，以上回答正确的是A ．①②B ．①③C ．②④D ．③④4．（2011年高考·福建理综卷）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 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，紫光 D ．增强,红光5．（2011年高考·天津理综卷）甲、乙两单色光分别通过一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx ，若Δx 甲 >Δx 乙 ，则下列说法正确的是A ．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B ．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C ．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D ．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光6．（2011年高考·北京理综卷）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干涉条纹。

2011届高考物理二轮总复习专题过关检测 光学(时间:90分钟 总分为:100分)一、选择题(此题包括10小题,共40分.每一小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.如下现象中属于光的干预现象的是( )A.天空出现彩虹B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹C.阳光通过三棱镜形成彩色光带D.光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹解析:A 、C 为光的色散现象，D 为光的衍射.答案:B2.红光和紫光相比( )A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小解析:红光的频率比紫光的频率小，由E=hν可知红光的能量比紫光小，据此可排除选项A 、C ；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小，由nc v 可知在同一种介质中红光的传播速度比紫光的大，所以B 选项正确，D 选项错误.答案:B3.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(可看做点光源)，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，如此下面的说法中正确的答案是( )A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关解析:小鱼通过水面看灯是反射成像，不同位置射入鱼眼的反射光线不同，但反射光线的延长线交于一点，即为“平面镜〞成的像.而鸟看灯是折射成像，鸟在不同位置射入鸟眼的折射光线不同，折射光线的延长线在不同位置交于不同点，应当选项A 、D 对.答案:AD4.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性.如下事实中突出表现波动性的是( )A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C.质量为10－3 kg 、速度为10－2 m/s 的小球，其德布罗意波波长约为10－23 m ，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致一样解析:一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多，反映的是光电效应规律，表现光的粒子性，A 错误；C 项是单个物体的低速运动，也不能突出表现波动性，C 错误；B 、D 正确.答案:BD5.下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯 钙 镁 铍 钛 逸出功(10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h =6.6×10－34 J·s，光速c =3.0×108 m/s)( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析:设入射光子的能量为E 、频率为ν、波长为λ，如此存在E =hν和c =λν，两式联立代入数据可得E =4.95×10－19 J.由此可见，波长为400 nm 的单色光可以使表中铯、钙两种金属发生光电效应.答案:A6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过.如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生如下哪一种现象( )A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C.透过的光强在整个过程中都增强D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析:当两偏振片的偏振方向一样时，透过两偏振片的光强最强，当两偏振片的偏振方向垂直时，通过两偏振片的光强最弱，理想情况下可以认为是零.现在通过两偏振片的光强为零，说明两偏振片的偏振方向是互相垂直的.当其中一个偏振片转过180°的过程中，两偏振片的偏振方向由互相垂直到互相平行再到互相垂直，所以通过两偏振片的光强由零增强到最强再减弱到零，即选项A 正确.答案:A7.一束激光以入射角i =30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B ，如图14-1所示.如果反射光斑位置向左移动了2 cm ，说明液面高度( )图14-1A.上升了cm 6B.上升了cm 3C.下降了cm 2D.下降了cm 3解析:由题图可知，假设光斑左移2 cm ，如此液面上升cm.3tan30cm 1=︒=h 答案:B8.能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，如此( )A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C.当照射光的频率大于ν0时，假设ν增大，如此逸出功增大D.当照射光的频率ν大于ν0时，假设ν增大一倍，如此光电子的最大初动能也增大一倍 解析:由爱因斯坦光电效应方程E km =hν－W 、逸出功W=hν0知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生光电子，其最大初动能E km =2hν0－hν0=hν0，故A 、B 正确，D 错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C 错.答案:AB9.如图14-2所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy ，设该光学材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小.现有一束单色光a 从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内部，如此单色光a 在该材料内部可能的传播途径是图14-3中的( )图14-2图14-3解析:我们可以将该光学材料分成水平的假设干层，如此光线每由下一层(光密介质)射入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种全反射(形成蜃景)一样，所以该单色光a 在该材料内部可能的传播途径为D 选项所示路线.此题正确选项为D.答案:D10.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，板面积为S ，间距为d .现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续照射两板内外表，如此电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A.)(11λλλλ-S dB.)(22λλλλ-S dC.)(11λλλλ-d SD.)(22λλλλ-d S 解析:根据题意可知，波长为λ的单色光能够使钾发生光电效应，根据光电效应方程有eU ch ch =-2λλ(①式)，Q =CU (②式)，dk S C πε4=(③式)，由①②③式联立有).(422λλλλρε-=ed k S hc Q 答案:D二、填空实验题(11题6分，12题12分)11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，如下四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )14-4A.a 、cB.b 、cC.a 、dD.b 、d解析:根据衍射图样特点“条纹不等间距且中央条纹最亮最宽〞可知此题正确选项为D. 答案:D12.现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在图14-5所示的光具座上组装成双缝干预装置，用以测量红光的波长.图14-5(1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、__________、A.(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意_________和__________.(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14-6甲所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图14-6乙中手轮上的示数__________mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为________mm.图14-6(4)双缝间距d 为2.0×10－4 m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ=_________，求得所测红光波长为__________nm.解析:(1)滤光片E 是从白光中滤出单色红光，单缝屏作用是获取点光源，双缝屏作用是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C 、E 、D 、B 、A .(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm.(3)螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为 2.320 mm ，所以相邻条纹间距.310.25320.2870.13mm mm x =-=∆ (4)由条纹间距离公式λd l x =∆得:,l x d ∆=λ代入数值得:λ=6.6×10－7 m=6.6×102 nm. 答案:(1)E 、D 、B(2)见解析(3)13.870 2.310(4)lx d ∆ 6.6×102 三、计算题(共4小题，共42分)13.(10分)如图14-7所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一局部.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n .图14-7解析:假设线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可看到线光源的底端，如此有:∠AOO ′=α其中α为此液体到空气的全反射临界角，由折射定律得:n1sin =α 同理，线光源顶端在B 1点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，如此:∠B 1OO ′=α 由图中几何关系得:1sin AB AB α解得:.25.1212=+=AB BB AB n 答案:1.2514.(10分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d =34.64 cm,孔的宽度L =20 cm,孔内嵌入折射率n =3的玻璃砖,如图148所示.试问:图14-8(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,如此应嵌入折射率多大的玻璃砖?解析:工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如下列图.d =34.64 cm,L =20 cm,,3164.3420tan ==β,所以β=30°. (1)由折射定律有,3sin sin =βα得α=60°即视野的张角最大为120°.(2)要使视野的张角为180°,即α′=90°由折射定律有,sin 90sin n =︒β所以n =2. 答案:(1)120° (2)215.(10分)用金属钠作阴极的光电管，如图14-9所示连入电路，能使电路中有光电流的最大波长为540 nm ，假设用波长为4.34×10－7 m 的紫外线照射阴极，求:图14-9(1)阴极所释放光电子的最大初速度为多少？(2)将滑片C 向左移动，使K 的电势高于A 的电势时，电流表中还有无光电流？当O 、C 间的电压U 1为多大时，电流表中的电流为零？解析:(1)逸出功W ＝hc /λ0＝3.68×10－19 J最大初动能J 1003.9/21202m -⨯=-=W hc mv λ 如此光电子最大初速度v m ＝4.46×105 m/s.(2)当K 极板电势高于A 极时，还可能有光电流，因为K 极板逸出的光电子尚有初动能，可抑制电场力做功到达A 板，从而形成光电流.但电压升高到U 1，使得2m 121mv eU ≥时，就不能形成光电流了，即 .V 56.022m 1=≥emv U 答案:(1)4.4 6×105 m/s(2)可能有，也可能没有 0.56 V16.(12分)一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M 上，到轨道的距离MN 为d =10 m ，如图14-10所示，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T =60 s ，光束转动方向如图中箭头所示，当光束与MN 的夹角为45°时，光束正好射到小车上，如果再经过Δt =2.5 s 光束又射到小车上，如此小车的速度为多少？(结果保存两位有效数字)图14-10解析:此题考查光的直线传播和匀速圆周运动规律，是一道设计新颖的好题，要求学生画出小车运动位置的示意图，才能求出符合题意的两个结果.在Δt 内光束转过角度为︒=︒⨯∆=∆15360Tt ϕ(①式)，如下列图，有两种可能:(1)光束照射小车时，小车正在接近N 点，Δt 内光束与MN 的夹角从45°变为30°，小车走过l 1，速度应为tl v ∆=11(②式)；由图可知 l 1=d (tan45°－tan30°)(③式)由②③两式并代入数值，得v 1=1.7 m/s(④式).(2)光束照射小车时，小车正在远离N 点，Δt 内光束与MN 的夹角从45°变为60°，小车走过l 2，速度应为tl v ∆=22(⑤式) 由图可知l 2=d (tan60°－tan45°)(⑥式)由⑤⑥两式并代入数值，得v 2=2.9 m/s.答案:(1)当光束照射小车时，小车正在接近N 点，这时小车的速度应为1.7 m/s ；(2)当光束照射小车时，小车正远离N 点，这时小车的速度应为2.9 m/s.。

N单元光学电磁波相对论目录N1 光的传播 (1)N2 光的波动性 (13)N3 电磁场电磁波 (14)N4 相对论 (14)N5 实验：测玻璃砖的折射率 (16)N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 (16)N7 光学综合 (16)N1 光的传播【题文】（物理卷·2015届江苏省扬州中学高三10月质量检测（2014.10））(2)一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为__________。

真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ .【答案】【知识点】光的折射定律．N1【答案解析】60°；33c．解析：根据折射定律n=sin3sinir=①由题意：i+r=90°则sin2+sin2r=1②解得：sini=32则∠i=60°传播速度v=33cn= c【思路点拨】根据几何关系确定出入射角和折射角，通过折射定律求出玻璃砖的折射率．解决本题的关键掌握折射定律，并能结合数学知识灵活求解．【题文】（物理卷·2015届湖南省师大附中高三第一次月考（2014.09））(2)(9分)如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径R＝3a，圆锥轴线与桌面垂直．有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率n ＝3，求光束在桌面上形成的光斑的面积．【答案】【知识点】光的折射定律 N1【答案解析】4πa 2 解析： 如图所示，射到OA 界面的入射角α＝30°，则sin α＝12<1n ，故入射光能从圆锥侧面射出设折射角为β，无限接近A 点的折射光线为AC ，根据折射定律 sin β＝nsin α解得β＝60°过O 点作OD∥AC，则∠O 2OD ＝β－α＝30° 在Rt △O 1AO 中 O 1O ＝Rtan 30°＝33·3a ＝a 在Rt△ACE 中，EC ＝AEtan 30°＝5a 3故O 2C ＝EC －R ＝2a 3在Rt △OO 2D 中，O 2D ＝4atan 30°＝4a 3光束在桌面上形成光环的面积S ＝π·O 2D 2－π·O 2C 2＝4πa 2【思路点拨】当半径为R 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，经过第一次折射时，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光线不发生偏折．当第二次折射时，由于入射角等于30°，而玻璃的折射率n ＝3，可得临界角与入射角的关系，判断光线会发生光的全反射，作出光路图，可根据几何关系可确定光斑的半径本题关键之处是根据光的折射定律与反射定律作出光路图，再利用几何关系来辅助计算．【题文】（物理卷·2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09）） (2)如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R=10cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i =45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑。

单元质检十三光学电磁波相对论(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.5G是“第五代移动通信网络”的简称,5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段,比目前4G及以下网络(通信频率在0.3~3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。

未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps,是4G 网络的50~100倍。

与4G网络使用的无线电波相比,5G网络使用的无线电波( )A.在真空中的传播速度更快B.在真空中的波长更长C.衍射的本领更强D.频率更高,相同时间传递的信息量更大答案:D解析:无线电波(电磁波)在真空中的传播速度与光速相同,保持不变,其速,频率变大,波长变度与频率没有关系,故A错误;由公式c=λf可知,λ=cf短,衍射本领变弱,故B、C错误;无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同时间内可承载的信息量越大,故D正确。

2.(上海杨浦调研)如图所示,把酒精灯放在肥皂液膜前,从薄膜上可看到明暗相间的条纹,能解释这一现象的示意图是(图中实线、虚线为光照射到液膜上时,从膜的前后表面分别反射形成的两列波)( )答案:C解析:肥皂液膜上薄下厚,波峰与波峰、波谷与波谷叠加处,出现明条纹,波峰与波谷叠加处,出现暗条纹,故C正确。

3.红外线和紫外线相比较( )A.红外线的光子能量比紫外线的大B.真空中红外线的波长比紫外线的长C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能答案:B解析:红外线的频率比紫外线小,根据E=hν,可知红外线光子的能量比紫外线的小,A错误;波长λ=c,红外线的频率低,波长长,B正确;所有电磁波ν在真空中的速度都一样大,都是c=3.0×108m/s,C错误;红外线和紫外线都是横波,都可以发生偏振现象,D错误。

光第一节光的直线传播．光的反射一、光1．定义：能够自行发光的物体．2．特点：光具有能量且能将其它形式的能量转为光能，光在介质中传播就是能量的传播．二、光的直线传播1．光在同一种均匀介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：＝3×108/；各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<。

说明：①直线传播的前提条件是在同一种．．介质。

．．．介质，而且是均匀否则，可能发生偏折。

如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

②同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。

不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。

在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。

根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过。

③当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原的传播方向。

2小孔成像、影、日食、月食等都是光的直线传播一．光的直线传播Array例1如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光S 。

现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光照射下的影子在墙上的运动是A 匀速直线运动B 自由落体运动变加速直线运动 D 匀减速直线运动解：小球抛出后做平抛运动，时间后水平位移是v ，竖直位移是=½g 2，根据相似形知识可以由比例求得t t vgl x ∝=2，因此影子在墙上的运动是匀速运动。

思考如果是平行光垂直照射竖直的墙壁而不是点光呢?答：由于光平行垂直照射竖直的墙壁，小球在墙前以垂直于墙的初速度被水平抛出，所以小球在墙上的影与小球始终在一条水平线上，即小球的影和小球在竖直方向的运动性质相同。

小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球的影的运动为自由落体运动。

答案：A第二节 光的折射、全反射 色散一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．在折射现象中光路是可逆的．二、折射率1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：=/γ0sin 1C v c='==λλ，折射率总大于1．即＞1． 3各种色光性质比较：红光的最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v 最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．和折射．．角．）。

高二物理《电磁感应》检测试题一、选择题(本题共14小题，共70分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．(·湖北武汉市部分学校)在验证楞次定律实验中，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是()2．(·江苏南通)如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则外力做功的功率是()A.B2ω2r4R B.B2ω2r42RC.B2ω2r44R D.B2ω2r48R3．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c、U d.下列判断正确的是()A．U a<U b<U c<U d B．U a<U b<U d<U cC．U a＝U b<U c＝U d D．U b<U a <U d <U c4．如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同．在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是A．接通时D1先达最亮，断开时D1后灭B．接通时D2先达最亮，断开时D1后灭C．接通时D1先达最亮，断开时D1先灭D．接能时D2先达最亮，断开时D2先灭5．如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则()A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率6．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示位置匀速向右拉出匀强磁场．若第一次用0.3s拉出，外力所做的功为W1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则()A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q27．如图所示，AOC是光滑的金属导轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，P端始终在AO上，直到完全落在OC上．空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ棒滑动的过程中，下列判断正确的是()A．感应电流的方向始终是由P→Q B．感应电流方向先是由P→Q，再是由Q→PC．PQ受磁场力的方向垂直于棒向左D．PQ受磁场力的方向垂直于棒先向左，再向右8．如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob 放置．保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计．现经历以下四个过程：①以速度v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处．设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则() A．Q1＝Q2＝Q3＝Q 4B．Q1＝Q2＝2Q3＝2Q4C．2Q1＝2Q2＝Q3＝Q4D．Q2≠Q2＝Q3≠Q49．(·辽宁盘锦一模)如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A．2mgL B．2mgL＋mgHC．2mgL＋34mgH D．2mgL＋14mgH10．(·武汉调研)如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t＝0时刻恰好位于图中所示的位置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I—x)关系的是()11．(2010·湖北部分重点中学联考)如图a所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝均匀正方形铜钱框，边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t＝0，若磁场的宽度为b(b>3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v－t图象如图b所示，则()A．t＝0时，线框右侧边MN的两端电压为Ba v0B．在t0时刻线框的速度为v0－Ft0mC．线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时刻线框的速度大D．线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb12．(·浙江杭州质检)超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得的推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1＝B2＝B，每个磁场的宽度都是L，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L，宽为L的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动．设金属的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为F f，金属框的最大速度为v m，则磁场向右匀速运动的速度v可表示为()A．v＝(B2L2v m－F f R)/(B2L2)B．v＝(4B2L2v m＋F f R)/(4B2L2)C．v＝(4B2L2v m－F f R)/(4B2L2)D．v＝(2B2L2v m＋F f R)/(2B2L2)13．(·北京西城区抽样测试)实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是()A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向D ．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动14．(·北京海淀区期末)如图所示，光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，质量为m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端．若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则()A．整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为2m v0B．上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于12m v2C．上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于12m v2－mghD．金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同二、计算题(本题共包括3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．截面积S＝0.2m2，匝数n＝100匝的线圈A，处在如图(甲)所示的磁场中，磁感应强度B随时间按图(乙)所示规律变化，方向垂直线圈平面，规定向外为正方向．电路中R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，线圈电阻不计．(1)闭合S稳定后，求通过R2的电流(2)闭合S一段时间后再断开，则断开后通过R2的电荷量是多少？16．两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.17．(·河南省示范性高中联考)如图所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1＝1m，bc边的边长l2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框与绝缘细线相连，现用F＝20N的恒力通过定滑轮向下拉细线并带动线框移动(如图所示)，斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间做匀速运动，ef和gh的距离s＝18.6m，取g＝10m/s2，求：(1)线框进入磁场前的加速度和线框进入磁场时做匀速运动的速度v；(2)简要分析线框在整个过程中的运动情况并求出ab边由静止开始到运动到gh 线处所用的时间t；(3)ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热．。

2011年高考物理二轮总复习回归基础提分综合检测第十四章光的传播光的波动性第十五章量子论初步原子核综合检测一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(·上海综合能力)二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图是()A．卢瑟福的α粒子散射实验装置B．卢瑟福发现质子的实验装置C．汤姆逊发现电子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置【解析】由图知是粒子轰击金箔，故选项A对．【答案】 A2．(2010·武汉部分学校调研测试)23892U放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成21083Bi，而21083Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Ti，210a X和b81Ti最后都衰变变成20682Pb，衰变路径如图所示，则可知图中()A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变【解析】在21083Bi衰变变成210a X的过程中质量数不变，过程①是β衰变；210a X衰变变成20682Pb过程中质量数减少4，过程③是α衰变；21083Bi衰变变成b81Ti，核电荷数减少2，过程②是α衰变；b81Ti衰变变成20682Pb，核电荷数增加1，过程④是β衰变，所以选项A正确．【答案】 A3．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于()A．h(ν3－ν1)B．h(ν5＋ν6)C．hν3D．hν4【解析】由能级跃迁知识及题意可知，处于n＝2能级的μ氢原子吸收能量为E的光子后，发出6种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级跃迁的，而ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6频率依次增大，说明从n＝4跃迁到n＝2时，辐射能量为hν3的光子，综上可知E＝hν3，C 正确，A、B、D错误．【答案】 C4．如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后，释放出来的粒子和反冲核在磁场中运动的轨迹，可以判断()A ．原子核发生β衰变B ．原子核发生α衰变C ．大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹D ．大圆是新核的运动轨迹，小圆是释放粒子的运动轨迹【解析】 由于两圆内切，可知原子核发生的是β衰变，衰变时动量守恒，在磁场中做圆周运动的半径r ＝m v qB ，r ∝1q，可见大圆是β粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹．【答案】 AC5．太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波(场)的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到 3.8×1026W.根据爱因斯坦的质能方程估算，单纯地由于这种辐射，太阳每秒钟减少的物质质量的数量级最接近于 ( )A ．1018kgB ．109kg C ．10－10kg D ．10－17kg 【解析】 太阳每秒钟辐射的总能量ΔE ＝P ·t ＝3.8×1026J ，由质能方程ΔE ＝Δmc 2，每秒钟减少的量Δm ＝ΔE c 2＝3.8×10269×1016kg ≈4×109kg ，故选B. 【答案】 B 6．(·江苏省宿迁)在以下各种说法中，正确的是 ( )A ．年5月12日四川汶川县发生8.0级强烈地震，地震波是机械波，其中即有横波也有纵波B ．地震波只有纵波C ．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去D ．照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的衍射原理【解析】 地震波既有纵波，故选项A 对、B 错；选项C 与多普勒效应类似，是对的；选项D 是利用了光的干涉原理，故选项D 错．【答案】 AC7．一束复色光由空气射向一块平行的平面玻璃砖，经折射后分为两束单色光a 和b ，已知a 光是红光，b 光是蓝光，则如图中光路图可能正确的是 ( )【解析】 当光射入平行平面玻璃砖后，出射光线应与入射光线平行，故CD 错；出射光线相对入射光线发生侧移，折射率越大则侧移量越大，而玻璃对蓝光的折射率比红光的折射率大，侧移量大，故B 正确，A 错误．【答案】 B8．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Δx .下列说法正确的有 ( )A ．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大B ．如果增大单缝之间的距离，Δx 将增大C ．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 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，Δx 将增大【解析】 公式Δx ＝ld λ中l 表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离，λ表示光波的波长．因此Δx 与单缝到双缝间的距离无关，A 项错误；双缝之间的距离d 增大时，条纹间距将减小，B 项错误；条纹间距与缝本身的宽度也无关，D 项错误．增大双缝到屏的距离时条纹的宽度增大，故选C 项．【答案】 C9．如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪个表面反射光线叠加而成的 ( )A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面【解析】 下面待查的厚玻璃和上面的标准板之间形成了一个劈型的空气膜，当光照到劈型膜上时，从膜的上表面(a 的下表面)反射的光和从膜的下表面(b 的上表面)反射的光的路程差不相等，于是出现明暗相间的干涉条纹．故选C 项． 【答案】 C10．如图所示为一直角棱镜的横截面，∠bac ＝90°，∠abc ＝60°，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 ＝2，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，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直【解析】 根据折射定律，光从棱镜射向空气，若发生全反射，入射角应大于临界角．先求临界角C ，因sin C ＝1n ，所以C ＝45°，n ＝sin θ1sin θ2，sin θ1＝n sin θ2＝2·sin30°＝22，θ1＝45°，因此光束在棱镜中的光路如图所示，故BD 项正确．【答案】 BD11．一个半径为5m 的圆形蓄水池装满水，水面与地面相平，在池的中心上空离水面3m 处吊着一盏灯，一个身高1.8m 的人离水池边缘多远的距离恰能看到灯在水中的像( )A ．1.8mB ．2.5mC ．3mD ．5m【解析】 水池面相当于平面镜，作反射光光路图如图所示，若人在某位置时恰能通过水池的边缘看到灯在水中的像，这时光源发出的光恰好通过水池反射入人的眼睛．由反射定律可知α＝β由几何分析得：ΔSBO ∽ΔDCO ， 故有h /H ＝x /r故x ＝hr /H ＝1.8×5/3m ＝3m. 【答案】 C12．如图所示是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1和S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P 点到两缝S 1和S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记作第0号亮纹，由P 向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P 1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S 1P 1的长度为y 1，S 2P 1的长度为y 2，则y 2－y 1等于 ( )A ．5λB ．10λC ．20λD ．40λ【解析】 由干涉加强区的点到两光源距离之差为半波长的偶数倍可知，第10号亮纹到两光源距离之差y 2－y 1＝202λ＝10λ，B 项正确．【答案】 B二、实验题(本题共2小题，共18分)13．某同学设计了一个测定激光波长的实验装置，如图(甲)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图(乙)中的黑点代表亮点的中心位置．(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长．据资料介绍：若双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片相邻两光点间的距离为b ，则光的波长λ＝abL.该同学测得L ＝1.0000m ，双缝间距a ＝0.220mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距离时，尺与点的中心位置如图(乙)所示．图(乙)中第1个光点到第4个光点的距离是________mm.实验中激光的波长λ＝________m ．(保留两位有效数字)(2)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．【解析】 (1)由(乙)图可知第1个光点到第4个光点间的距离b ′＝8.7mm ，b ＝b ′3＝2.9mm由b ＝Laλ得：λ＝aL ·b ＝0.220×10－31.0000×2.9×10－3m ≈6.4×10－7m. (2)如果实验时将红激光换成蓝激光，λ变小了，由b ＝Lλa 可得，屏上相邻两光点的间距将变小．【答案】 (1)8.7 (2)6.4×10－7 (2)变小14．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图中①、②、③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均与aa ′、bb ′为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)； 丙同学测得的折射率与真实值相比________．【解析】 用图①测定折射率，玻璃中折射光线偏转大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏角偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变．【答案】 偏小 不变 可能偏大、可能偏小、可能不变三、计算题(本题共包括4小题，共54分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R ，折射率是3，AB 是一条直径．今有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体．若一条入射光线经折射后恰经过B 点，则这条入射光线到AB 的距离是多少？【解析】 光线P 经折射后经过B 点，光路如右图所示．根据折射定律n ＝sin αsin β＝ 3在OBC 中，sin βR ＝sin(2π－α)2R ·cos β可得β＝30°，α＝60°， 所以CD ＝R ·sin α＝32R . 【答案】32R 16．如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的14圆柱体横截面(O为圆心)，折射率为 2.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设凡射到OB 面的光线全部被吸收．求柱体AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的几分之几？并在图中用阴影部分标示．【解析】 从O 点射入的光线，折射角为r ，根据折射定律有： n ＝sin45°sin r ①解得r ＝30°从某位置P 点入射的光线，折射到AB 弧面上Q 点时， 入射角恰等于临界角C ，有：sin C ＝1n②代入数据得：C ＝45°PQO 中角α＝180°－90°－r －C ＝15° 所以能射出的光线区域对应的圆心角 β＝90°－α－r ＝45°能射出光线的部分占AB 面的比例为45°90°＝12③图中阴影部分为能射出光线的区域．【答案】 12，阴影见图17．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内的氢核聚变反应生成的．(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(11H)聚变成氦核(42He)，同时放出2个正电子(01e)和2个中微子(ν0)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．(2)研究表明，银河系的年龄约为t ＝3.8×1017s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P ＝1×1037J/s)．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)．(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．(可能用到的数据：银河系质量约为M ＝3×1041kg ，原子质量单位1u ＝1.66×10－27kg,1u相当于1.5×10－10J 的能量，电子能量m e ＝0.0005u ，氦核质量m a ＝4.0026u ，氢核质量m p ＝1.0078u ，中微子ν0质量为零．)【解析】 (1)411H →42He ＋201e ＋2ν0Δm ＝4m p －m a －2m e ，ΔE ＝Δmc 2＝4.14×10－12J.(2)m ＝PtΔEm a ≈6.1×1039kg ，氦的含量k ＝m M ＝6.1×10393×1041≈2%.(3)由估算结果可知，k ≈2%，远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．【答案】 (1)411H →42He ＋201e ＋2ν0 4.14×10－12J (2)2% (3)见解析 18．钍核230 90Th 发生衰变生成镭核22688Ra 并放出一个粒子．设该粒子的质量为m 、电荷量为q ，它进入电势差为U 的带窄缝的平行平板电极S 1和S 2间电场时，其速率为v 0，经电场加速后，沿Ox 方向进入磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox 垂直平板电极S 2，当粒子从P 点离开磁场时，其速度方向与Ox 方向的夹角θ＝60°，如图所示，整个装置处于真空中．(1)写出钍核衰变方程；(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R ； (3)求粒子在磁场中运动所用时间t .【解析】 (1)钍核衰变方程230 90Th →42He ＋22688Ra①(2)设粒子离开电场时速度为v ，对加速过程有qU ＝12m v 2－12m v 2② 粒子在磁场中有q v B ＝m v 2R③ 由②、③得R ＝m qB 2qU m ＋v 2④(3)粒子做圆周运动的回旋周期T ＝2πR v ＝2πm qB⑤ 粒子在磁场中运动时间t ＝16T⑥由⑤、⑥得t＝πm3qB. ⑦【答案】(1)23090Th→42He＋22688Ra(2)mqB 2qUm＋v2(3)πm3qB。