2025届高考物理二轮热点专项训练50题：光学

2025届高考二轮热点专项训练50题 （光学） 一、选择题 1、如图所示，一束光沿方向从空气射向某种介质，折射光线沿方向。下列说法正确的是（ ） A. 这束光从空气进入介质后频率不变 B. 这束光从空气进入介质后波长会增大 C. 这束光在该介质中的传播速度等于在空气中的传播速度 D. 若这束光沿方向从介质射向空气，可能会发生全反射 答案：A 解析：光的频率由自身性质决定，与介质无关，。波长，，由空气进入介质 变小， 减小，错误，。由光路可逆知沿 方向从介质射向空气不发生全反射，错误。 2、一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（ ） A. 此介质的折射率等于1.5 B. 此介质的折射率等于 C. 入射角大于 时可能发生全反射 D. 入射角小于 时可能发生全反射 答案：B 解析：由折射定律，折射率，正确，错误。发生全反射时，光应从光密介质进入光疏介质，因此光由真空进入介质，不会发生全反射，、错误。 3、如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的、两束单色光。比较、两束光，可知（ ） A. 玻璃对光束的折射率较大 B. 光束b在玻璃中的传播速度较大 C. 从玻璃射向空气，光束发生全反射的临界角较小 D. 光束b的波长较小 答案：D 解析：从光路图可以判断出光束 的折射率较大，故 错误；由折射率，可知折射率大的光束 在介质中的速度小，故 错误；由全反射临界角公式，可知光束 发生全反射的临界角较小，故 错误；折射率大的光，波长较小，故 正确。 4. 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为、、三束单色光。如果光是绿光，则以下说法正确的是 （ ） A. 光可能是紫光 B. 光可能是红光 C. 光的频率小于光的频率 D. 光的波长大于光的波长 答案：C 解析：由图像可看出，偏折程度 光最大，光最小，可知,所以 光不可能是紫光，光不可能是红光，并且，,故C正确。 5、下列属于光的衍射现象的是（　　） A．肥皂膜在阳光下形成彩色条纹 B．光信号在光纤中传播 C．水面上树的倒影 D． 光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑 答案：D 解析：A．肥皂膜的彩色条纹是光的干涉现象。B． 光纤中光的传播是利用光的全反射。C． 倒影是光的反射现象。D．泊松亮斑是光的衍射现象。 故选D。 6. 一束单色光从空气进入水中，下列说法正确的是（ ） A. 光的频率不变 B. 光的传播速度不变 C. 折射角大于入射角 D. 入射角增大到某一角度时将会发生全反射 答案：A 7、观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（　　） A. 图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的反射引起的 B. 图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的折射引起的 C. 图2中肥皂膜上的条纹是由于光的色散形成的 D. 图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的 答案：B 解析：AB．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，这是光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变而引起，可知是由光的折射引起的，故A正确，B错误； CD．图2中发生的是薄膜干涉，可知，肥皂膜上的条纹是由于光的干涉形成的，故CD错误。 故选B。 8、图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A. 图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B. 图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是一样的 C. 图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏才是亮的 D. 图乙所示现象可以表明光波是横波 答案：D 解析：A．图甲正中央的亮点是由于光通过小圆板发生光的衍射得到的，故A错误； B． 圆孔衍射，光的衍射现象的一种。光波通过细小圆孔后产生的衍射，屏上中央亮区多，暗区少，与光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样不一样。故B错误； C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏是最亮的，P、Q的“透振方向”相垂直的位置时光屏是暗的，其他一般的夹角位置，亮度介于两者之间，故C错误； D．只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。 故选D。 9、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光、。已知光的频率小于光的频率，下列光路图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 答案：B 解析：由于光的频率小于光的频率，因此玻璃对光的折射率小于对光的折射率，则光进入玻璃后偏折程度大，在下方，又两出射光均应平行于入射光，可知B正确，ACD错误。 故选B。 10、由和两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。光是氢原子由能级向能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是（ ） A. 该三棱镜对光的折射率较小 B. 在该三棱镜中，b光的传播速度大于光的传播速度 C. 用同一双缝干涉装置进行实验，光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距 D. 光可能是氢原子从能级向能级跃迁时发出的 答案：C 解析：由题图可知，光的折射率大,项错误。三棱镜中光速,光的折射率小于 光的折射率,因此 光传播速度大,项错误。波长,光的折射率小于 光的折射率,则 光的频率也小于 光的频率,,由干涉条纹间距公式,可得,项正确。，由 可知,故 项错误。 11、如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 光束b的频率更高 答案：C 解析：A．根据光路图可知，在入射角相同的情况下，b光的折射角大于c光的折射角，由此可知，b光的折射率小于c光的折射率，故A错误； B．由于b光的频率小于c光的频率，而根据 可知，频率越小则波长越长，而根据双缝干涉的条纹间距公式 可知，在经同一双缝干涉装置后，波长大的光产生的条纹间距更大，因此光束b的干涉条纹间距要大于光束c的条纹间距，故B错误； C．根据光在介质中的传播速度与折射率之间的关系 可知，折射率越小，则光在介质中传播的速度越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b在玻璃中的传播速度大于光束c在玻璃中的传播速度，故C正确； D．折射率越大，则光的频率越大，由于光束b的折射率小于光束c的折射率，因此光束b的频率低于光束c的频率， 故D错误。 故选C。 12、用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于光的（ ） A. 衍射现象 B. 干涉现象 C. 偏振现象 D. 色散现象 答案：B 解析：用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于双缝干涉现象，即属于光的干涉。 故选B。 13、阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ） A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D.粒子性表现 答案：C 解析：阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象，属于波动性表现。 故选C。 14、 如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分成、两束光。下列说法正确的是 （ ） A. 光束是紫光 B. 紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长大 C. 紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小 D. 两束光分别在、段传播时所用的时间相等 答案：D 解析：折射后两光分开，光束 偏折程度大，所以，所以 为紫光，错误；真空中，错误；由于光从真空射入玻璃，光的频率不变，故，错误；设入射角为，折射角为 ，光在玻璃中传播路径长为，， ，，光在介质中传播时间，所以两束光在介质中传播时间相等，正确。 15、如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光 B. 区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 C. 区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 D. 区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光 答案：A 解析：由题意可知，光线发生全反射时，临界角满足 因为红光和蓝光的频率，所以红光和蓝光的折射率，综合上式可得，红光和蓝光的临界角。所以蓝光先发生全反射，区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光。 故选A。 16、下列关于光现象说法正确的是（　　） A. 水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象 B. 相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振 C. 泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性 D. 雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象 答案：C 解析：A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉现象，故A错误； B．相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉，故B错误； C．泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确； D．雨后天空出现的彩虹，是光的折射现象，故D错误。 故选C。 17、下列说法正确的是（　　） A. 雨后出现的彩虹属于光的反射现象 B. 光的干涉和衍射现象说明光是一种横波 C. 用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象 D. 测体温的额温枪是通过测量人体辐射的紫外线进行测温 答案：C 解析：A．雨后出现的彩虹属于光的色散现象。故A错误； B．光的干涉和衍射现象说明光是波。故B错误； C．用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象。故C正确； D．测体温的额温枪是通过测量人体辐射的红外线进行测温。故D错误。 故选C。 18、某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ） A. 红光频率高 B. 红光波长短 C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快 答案：C 解析：红光与绿光相比，频率较低，光子能量较小，波长较长，光在真空中的传播速度一样快。故选C。 19、下列现象可以说明光具有粒子性的是（  ） A. 光电效应 B. 光的偏振 C. 光的衍射 D. 光的干涉 答案：A 解析：光电效应现象说明光具有粒子性，干涉现象、衍射现象和偏振现象说明光具有波动性。 故选A 20、在光的双缝干涉实验中，能增大条纹间距的做法是（ ） A. 改用频率更高的光波 B. 改用波长更长的光波 C. 增大双缝间距 D. 减小双缝与光屏间距 答案：B 解析：双缝干涉中相邻明（暗）条纹间距公式 。由，频率越高的光波，波长 越小，对应条纹间距越小，故 错误； 越大，越大，故 正确；增大双缝间距，减小，减小双缝与光屏间距，减小，故、错误。 21. 下列现象中属于光的干涉的是 （ ） A. 阳光照亮水中的鱼和水草 B. 通过水面看到烈日的倒影 C. 雨后，在湖面上方看到彩虹 D. 观察到水面上漂着彩色的油膜 答案：D 解析：是光的反射和折射；是光的反射；是光的折射；是薄膜干涉。故选。 22. 下列选项中，属于光的衍射现象的是 （ ） A. 泊松亮斑 B. 沙漠蜃景 C. 等间距条纹 D. 太阳光下的肥皂膜 答案：A 解析： 为光的全反射现象。为双缝干涉条纹。为薄膜干涉。 23. 抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的（ ） A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 色散现象 答案：B 解析：本题是光通过障碍物（纤维细丝）时，绕过障碍继续传播的现象，属于光的衍射现象。 24. 用如图1所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图2所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是（ ） A. 此实验说明了光沿直线传播 B. 圆孔变小，衍射图样的范围反而变大 C. 圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D. 用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同 答案：B 解析：光的衍射现象是光遇到障碍物可以绕过障碍物继续传播的现象，错误；圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度变小，错误；光的波长越大，中央亮斑直径越大，错误。 25、有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（ ） A. 红光频率最大 B. 在空气中红光的波长最小 C. 红光光子的能量大于绿光光子的能量 D. 用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小 答案：D 解析：红、绿、紫三种单色光，紫光频率最大，错误。空气中红光波长最长，错误。根据，紫光光子能量最强，红光光子能量最弱，错误。发生双缝干涉时，根据 ，紫光条纹间距最小，故选。 26、下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ） A. 光的直线传播现象、反射现象 B. 光的全反射现象、折射现象 C. 光的衍射现象、干涉现象 D. 光的康普顿效应、光电效应 答案：C 解析：光的直线传播、反射、折射、全反射、康普顿效应、光电效应均证明了光具有粒子性；光的衍射、干涉、偏振现象均证明了光具有波动性。故选。 27、如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片和，点位于、之间，点位于右侧，旋转偏振片，、两点光的强度变化情况是（ C ） A. 、均不变 B. 、均有变化 C. 不变，有变化 D. 有变化，不变 答案：C 解析：旋转偏振片，处得到的始终是强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在 处的光强随着转动而变化，当 的透振方向与经过 的偏振光的振动方向垂直时，处的光强为0。 28、研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K极时，电流表的读数为30μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中正确的是（ ） A. 光电子的最大初动能为1.82eV B. K极材料的逸出功为1eV C. 电流表的读数为30μA时，电压表的示数大于1V D. 仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA 答案：D 解析： A．电压表示数为1V时，电流表示数为零，即遏止电压为1V，则光电子最大初动能为 A错误； B．K极材料的逸出功为 B错误； C．电流表有示数，说明两极电压小于遏止电压1V，C错误； D．仅将电源正负极对调，则两极间电场对光电子的运动有促进作用，电流表示数增大，一定大于30μA，D正确。 故选D 29、如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　） A. 若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B. 若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C. 若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D. 若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 答案：B 解析： A．只让滑片向端移动，A、K间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，故A错误； B．只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，故B正确； C．阴极K的逸出功与入射光无关，故C错误； D．若改用波长大于的单色光，能量减小，可能会发生光电效应，则流表的示数不一定为零，故D错误。故选B。 30、用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 入射光光子的能量①＞②＞③ B. 光电子的最大初动能①＞②＞③ C. 单位时间照射到K上的光子数①＞③ D. 照射到K上时金属的逸出功②最大 答案：C 解析：AB．由爱因斯坦光电效应方程得 其中可以看出遏止电压与频率呈线性关系，频率越大，遏止电压越大，所以由图像可知，①光的频率等于③光的频率，③光的频率低于①光的频率，所以入射光光子的能量②＞①=③，光电子的最大初动能②＞①=③，故AB错误； C．由图可得，①光对应饱和光电流大于③光对应的饱和光电流，因为饱和光电流越大，单位时间内逸出的光电子数越多，且逸出的光电子数等于入射的光子数，所以单位时间照射到K上的光子数①＞③，故C正确； D．同一阴极K的逸出功相等，故D错误。 故选C 31、把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是（ ） A. 验电器指针的张角会不断变大 B. 验电器指针的张角会先变小后变大 C. 验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子 D. 若改用红外线照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化 答案：B 解析：开始时，验电器带负电，用紫外线照射锌板后，锌板发生光电效应，失去电子，锌板带电荷量先减少，减少为零后继续失去电子而带正电，带电荷量又开始增大，所以验电器指针张角先减小后增大，故 错误，正确；发生光电效应时，锌板有光电子逸出，失去电子，错误；红外线频率小于紫外线频率，不一定能产生光电效应，错误。 32、光照在某金属表面上发生了光电效应。若只减弱光的强度，而保持频率不变，则（ ） A. 有可能不发生光电效应 B. 逸出的光电子的最大初动能将减小 C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少 D. 从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 答案：C 解析：光的强度即单位时间内发出的光子总能量：，为单位时间内发出的光子总个数。减弱光强，即减小，但光的频率 不变，因此仍能发生光电效应，项错误。由 知，光电子的最大初动能 不变，项错误。电子吸收入射光子能量从而飞出原子表面时间极短，约为，不受光强影响，项错误。因为入射光子数减少，所以从金属表面逸出的光电子数减少，项正确。 33、利用如图所示装置做光电效应实验，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出。若要使光电子的最大初动能增大，下列选项正确的是（ ） A. 仅延长光照时间 B. 仅换用频率更大的光 C. 仅增大入射光的强度 D. 仅增大A、极板间电压 答案：B 解析：由 可知，金属一定，则 一定，要使 变大，则需 变大，即换用频率更大的光，故 正确。 34、黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，c为光速，v为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量G，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（　　） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向远离地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中A位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 答案：D 解析： A．由于题中规定地球的视向方向为v的正方向，且 当观测到伴星光谱谱线的波长，表明v为负值，则v的方向与视向方向相反，即对应着伴星向靠近地球的方向运动，故A错误； B．根据上述可知，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则v的方向与视向方向，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，故B错误； D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，由于伴星光谱谱线波长的最大值位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为、，则有 根据线速与周期的关系有 解得 故D正确； C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 结合上述可以求出黑洞的质量，但是，由于不知道黑洞自身的半径，因此无法求出黑洞的密度，故C错误。 故选D。 35、同学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子个数越多。已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A. 仅将图2中电源的正负极反接，在烟雾浓度为n时也可能触发报警 B. 为使烟雾浓度达到1.2n时才触发报警，可以仅将滑片P向左移动到合适的位置 C. 单位时间内进入光电管的光子个数为时，一定会触发报警 D. 报警器恰好报警时，将图2中的滑片P向右移动后，警报有可能会被解除 答案：B 解析： A．图2中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加负向电压，光照强度一定时，根据光电流与电压的关系，可知接正向电压在单位时间内会比接负向电压有更多光电子到达A极，所以反接后光电流会减小，在烟雾浓度为n时无法触发报警系统。故A错误； BD．为使烟雾浓度达到1.2n时才触发报警，就是要降低烟雾报警器的灵敏度，烟雾浓度增加时，单位时间内光电管接收到的光子个数增多，则要减小从K极打到A极的光电子数占产生总光电子数的比例，滑片P需要向左滑动到合适位置，减小两极间的电压，才能达到目的。而恰好报警时将滑片P向右移动，会增大两极间的电压，只可能增强烟雾报警器的灵敏度或保持灵敏度不变，不可能降低报警器的灵敏度，所以不会解除警报。故B正确，D错误； C．单位时间内进入光电管的光子个数为时，但是可能受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，所以不一定能让报警系统的电流达到，不一定能触发报警。故C错误。 故选B。 36、如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（　　） A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功 C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率 答案：A 解析：设金属的逸出功为W0，截止频率为νc，则有 W0=hνc 光电子的最大初动能Ekm与遏止电压Uc的关系是 Ekm=eUc 光电效应方程为 Ekm=hν-W0 联立两式可得 故Uc与图象的斜率为，从而解得普朗克常量；当Uc=0时，可解得：ν=νc可得该金属的截止频率和逸出功；但是不能求解饱和光电流，故选项A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 37、如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转 B. 仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转 C. 仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大 D. 仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大 答案：D 解析： A．仅减小照射光频率，仍可能发生光电效应，微安表指针可能偏转，故A错误； B．能否发生光电效应是由入射光的频率决定，与入射光的强度无关，故B错误； C．将滑片P向a端移动，光电管所加的电压为反向电压，所以光电流会一直减小，故C错误； D．仅将滑片P向b端移动，光电管所加的电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，光电子向A板运动的过程中动能变大，故D正确。 故选D。 38、我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（　　） A. X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近 B 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应 C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损 D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面 答案：B 解析： A．X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近，故A正确，不符合题意； B．利用聚焦离子束技术可以将离子束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应，故B错误，符合题意； C．氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损，释放能量，故C正确，不符合题意； D．地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面，故D正确，不符合题意； 故选B。 39、 “啁啾（zhōu jiū）激光脉冲放大技术”是高强度激光研究的重大技术创新和核心技术。如图所示，该技术原理可以简化为：种子激光脉冲经过单模光纤的色散作用，将时长为飞秒脉宽的激光脉冲在时间上进行了展宽；展宽后的脉冲经过激光增益介质放大，充分提取了介质的储能；最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值。上述技术中的关键是“啁啾”脉冲。种子激光脉冲包含有不同的频率分量，因此在单模光纤中，频率高的部分和频率低的部分传播速度不同，这样光脉冲在时间上就被逐渐拉宽，形成脉冲前沿、后沿频率不同的现象，宛如鸟儿发出的不同声音。下列说法正确的是（　　） A. 展宽过程使脉冲各频率分量的频率都变小 B. 在传播方向上，“啁啾”脉冲前沿频率低于后沿频率 C. 若激光脉冲能量约为，则其峰值功率一定不能达到量级 D. 通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光脉冲与种子激光脉冲能量几乎相同 答案：B 解析： AD．正“啁啾”的频率随时间增加，展宽过程使脉冲各频率分量的频率不变，所以通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光脉冲与种子激光脉冲能量是不相同的，AD错误； B．正“啁啾”的频率随时间增加，一个脉冲上升的前沿是低频，下降的后沿是高频，所以在传播方向上，“啁啾”脉冲前沿频率低于后沿频率，B正确； C．激光器产生超短脉冲时长为，根据功率的定义有 C错误。 故选B。 40、2023年诺贝尔物理学奖授予了“产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）是一个极短的时间单位，。阿秒光脉冲是一种发光持续时间在as量级的光脉冲，它相当于一个足够快的“快门”，帮助人们“拍摄”高速运动的电子，从而“打开电子世界的大门”。产生阿秒光脉冲的模型是：用强激光照射某些气体，由于激光的电场是交变电场，该电场的电场强度和原子内部的库仑场的强度相当时，电子就可能“电离”成为自由电子；电离后的自由电子在激光电场作用下“加速”；当激光的电场反向后，一些电子就有可能飞到被电离的原子附近并与其“复合”回到基态，同时释放出一个高能光子，其频率为入射强激光频率的整数倍，称为高次谐波光子。在适当的条件下，大量原子辐射出高次谐波叠加形成脉冲宽度为阿秒量级的光脉冲。根据上述信息并结合已有的知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 在1阿秒的时间内，光前进的距离约为0.3mm B. 电子复合时释放的光子能量等于电子在激光场中加速时获得的能量 C. 电子的“电离”“加速”和“复合”将周期性地发生，时间间隔与激光电场的周期有关 D. 强激光光子能量是高次谐波光子能量的整数倍 答案：C 解析： A．在1as时间内，光传播距离为 故A项错误； B．结合题意可知，由于激光是往复振荡，电子在激光电场的作用下会回到原子核附近，在回到原子核的过程中，电子被激光电场加速获得很高的能量，当电子回到原子核，电子的能量以产生高次谐波形式释放这部分能量，辐射高能量光子。释放的光子能量为电子在回到原子核过程获得的动能和电子电离能的总和。所以电子复合时释放的光子能量不等于电子在激光场中加速时获得的能量，故B项错误； C．由题意可知，电子的“电离”“加速”和“复合”将周期性地发生，时间间隔与激光电场的周期有关，故C项正确； D．由题意可知，高次谐波光子频率是强激光光子频率整数倍，由能量子公式 所以因该是高次谐波光子能量是强激光光子能量的整数倍，故D项错误。 故选C。 二、实验题 41、如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ） A. 大头针必须挡住及、的像 B. 入射角越大，折射率的测量越准确 C. 利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率 D. 如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏大 答案：A 解析：入射角太大的话，折射光会变弱,透过玻璃砖看、的像会比较模糊,不便于操作,因此 项错误。，项错误。连接、与 的交点是处理数据时折射光线的出射点,连接 上的入射点和 上的出射点，画出玻璃砖中的折射光线,可知折射角 测量值偏大,，测量值偏小，项错误，项正确。 42、某同学用插针法测定玻璃的折射率，作出光路图如图所示。光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O 点和P点， 过 P 点作aa'的垂线，垂足为Q点， 将AO 延长交PQ于 M点， 测得 OP=R， OM=r。则该玻璃砖的折射率 n=___________。 答案： 解析： 设入射角为，由几何关系可得 设折射角为，由几何关系可得 由折射定律有 43. 在用插针法测量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、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两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，且均以、为界面画光路图，则 （1） 甲同学测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 [解析]用图①测定折射率时，会导致折射角偏大，折射率偏小。 （2） 乙同学测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 [解析]用图②测折射率时，只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关。 （3） 丙同学测得的折射率与真实值相比 。 答案：（1）偏小 （2）不变 （3）可能偏大、可能偏小、可能不变 解析：用图③测折射率时，因为界面 部分在玻璃砖外侧，部分在内侧，故无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变。 44、用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹。在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹间距变大的是（ ） A. 换成红色滤光片 B. 换成缝宽更大的单缝 C. 换成双缝间距更大的双缝 D. 换成更短的遮光筒 答案：A 解析：由双缝干涉条纹间距公式 可知，使条纹间距 变大的方式有：增大双缝到光屏的距离，减小双缝间距，或增大单色光波长 。选项将滤光片换成红色，相当于选用波长更长的红光，增大波长 从而使条纹间距变大，正确。 45. 某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是（ ） A. 增大单缝到双缝的距离 B. 换用间距更大的双缝 C. 换用更长的遮光筒 D. 换用红色的滤光片 答案：B 解析：要想增加从目镜中观察到的条纹个数，必须减小干涉条纹的间距，由干涉条纹间距表达式 知，若要条纹间距 减小，则能减小、 或增大，其中 为从双缝到屏的距离， 是光的波长，为双缝间距，故 正确，、错误；增大单缝到双缝的距离，对条纹间距无影响，故 错误。 46. 如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是（ ） A. 仅将滤光片向右移动靠近单缝 B. 仅将单缝与双缝的位置互换 C. 仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D. 仅将单缝向左移动少许 答案：C 解析：在双缝干涉实验中，双缝干涉条纹间距 ，要使 变小，则可以减小 或 ，或增加，其中 为双缝与屏间的距离，为双缝间距， 为光的波长，故 正确。 47、（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________。（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为________mm。 答案： ①. ②. 9.15 解析：①.根据题意可知相邻两条纹间间距为，根据得光的波长为 ②.读数为 48、某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 答案：（1）B （2）B （3） ①. 29.30 ②. 6.3×10-7 解析(1)A．将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无关，A错误； B．由双缝干涉条纹间距公式可知，将红色滤光片换成绿色滤光片，光的频率变大，波长变小，干涉条纹间距变小，则从目镜中观察到的条纹个数增多，B正确； C．使用间距更小的双缝，由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距变大，观察到的条纹个数减少，C错误。 故选B (2) 在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，由图b的条纹间距可知，相邻条纹间距变为原来的2倍，根据，则双缝间的距离变为原来图a的。 故选B。 (3) 由图3可知，第4条亮纹中心读数为 条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式可得 三、计算题 49、如图，一个储油桶的底面直径与高均为，当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点距离为。求油的折射率和光在油中传播的速度。 答案： 解析：无油时光路如图中虚线所示，有油时如图中实线所示 因为底面直径与高均为，则 , 由图中几何关系得 折射率 光在油中传播的速度 。 50、19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。 （1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。 （2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0。 随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率。 （3）某同学为了解为什么使用普通光源进行光电效应实验时一个电子在极短时间内不能吸收多个光子，他查阅资料获得以下信息：原子半径大小数量级为10-10m；若普通光源的发光频率为6×1014Hz，其在1s内垂直照射到1m2面积上的光的能量约为106J；若电子吸收第一个光子能量不足以脱离金属表面时，在不超过10-8s的时间内电子将该能量释放给周围原子而恢复到原状态。为了进一步分析，他建构了简单模型：假定原子间没有缝隙，一个原子范围内只有一个电子，且电子可以吸收一个原子范围内的光子。请利用以上资料，解决以下问题。 a.普朗克常量h取6.6×10-34Js，估算1s内照射到一个原子范围的光子个数； b.分析一个电子在极短时间内不能吸收多个光子的原因。 答案：（1）；（2）；（3）a．；b．见解析 解析： （1）经过时间t到达A极的电荷量为 到达A极的电子数 （2）根据题意可得 则能使K极发生光电效应的强激光的最低频率 （3）a．普通光子的能量为 在1s内垂直照射到原子上的光的能量约为 则1s内照射到一个原子范围的光子个数 个 b．电子吸收第一个光子能量不足以脱离金属表面时，在不超过10-8s的时间内电子将该能量释放给周围原子而恢复到原状态，而原子吸收一个光子能量需要的时间为 所以一个电子在极短时间内不能吸收多个光子。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高考二轮热点专项训练50题 （光学） 一、选择题 1、如图所示，一束光沿方向从空气射向某种介质，折射光线沿方向。下列说法正确的是（ ） A. 这束光从空气进入介质后频率不变 B. 这束光从空气进入介质后波长会增大 C. 这束光在该介质中的传播速度等于在空气中的传播速度 D. 若这束光沿方向从介质射向空气，可能会发生全反射 2、一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（ ） A. 此介质的折射率等于1.5 B. 此介质的折射率等于 C. 入射角大于 时可能发生全反射 D. 入射角小于 时可能发生全反射 3、如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的、两束单色光。比较、两束光，可知（ ） A. 玻璃对光束的折射率较大 B. 光束b在玻璃中的传播速度较大 C. 从玻璃射向空气，光束发生全反射的临界角较小 D. 光束b的波长较小 4. 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为、、三束单色光。如果光是绿光，则以下说法正确的是 （ ） A. 光可能是紫光 B. 光可能是红光 C. 光的频率小于光的频率 D. 光的波长大于光的波长 5、下列属于光的衍射现象的是（　　） A．肥皂膜在阳光下形成彩色条纹 B．光信号在光纤中传播 C．水面上树的倒影 D． 光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑 6. 一束单色光从空气进入水中，下列说法正确的是（ ） A. 光的频率不变 B. 光的传播速度不变 C. 折射角大于入射角 D. 入射角增大到某一角度时将会发生全反射 7、观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（　　） A. 图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的反射引起的 B. 图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的折射引起的 C. 图2中肥皂膜上的条纹是由于光的色散形成的 D. 图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的 8、图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A. 图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B. 图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是一样的 C. 图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏才是亮的 D. 图乙所示现象可以表明光波是横波 9、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光、。已知光的频率小于光的频率，下列光路图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10、由和两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。光是氢原子由能级向能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是（ ） A. 该三棱镜对光的折射率较小 B. 在该三棱镜中，b光的传播速度大于光的传播速度 C. 用同一双缝干涉装置进行实验，光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距 D. 光可能是氢原子从能级向能级跃迁时发出的 11、如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃对光束b的折射率较大 B. 经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小 C. 光束b在玻璃中的传播速度较大 D. 光束b的频率更高 故选C。 12、用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于光的（ ） A. 衍射现象 B. 干涉现象 C. 偏振现象 D. 色散现象 答案：B 解析：用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于双缝干涉现象，即属于光的干涉。 故选B。 13、阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ） A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D.粒子性表现 14、 如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分成、两束光。下列说法正确的是 （ ） A. 光束是紫光 B. 紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长大 C. 紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小 D. 两束光分别在、段传播时所用的时间相等 15、如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光 B. 区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 C. 区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 D. 区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光 16、下列关于光现象说法正确的是（　　） A. 水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象 B. 相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振 C. 泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性 D. 雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象 17、下列说法正确的是（　　） A. 雨后出现的彩虹属于光的反射现象 B. 光的干涉和衍射现象说明光是一种横波 C. 用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象 D. 测体温的额温枪是通过测量人体辐射的紫外线进行测温 18、某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ） A. 红光频率高 B. 红光波长短 C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快 19、下列现象可以说明光具有粒子性的是（  ） A. 光电效应 B. 光的偏振 C. 光的衍射 D. 光的干涉 20、在光的双缝干涉实验中，能增大条纹间距的做法是（ ） A. 改用频率更高的光波 B. 改用波长更长的光波 C. 增大双缝间距 D. 减小双缝与光屏间距 21. 下列现象中属于光的干涉的是 （ ） A. 阳光照亮水中的鱼和水草 B. 通过水面看到烈日的倒影 C. 雨后，在湖面上方看到彩虹 D. 观察到水面上漂着彩色的油膜 22. 下列选项中，属于光的衍射现象的是 （ ） A. 泊松亮斑 B. 沙漠蜃景 C. 等间距条纹 D. 太阳光下的肥皂膜 23. 抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的（ ） A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 色散现象 24. 用如图1所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图2所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是（ ） A. 此实验说明了光沿直线传播 B. 圆孔变小，衍射图样的范围反而变大 C. 圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D. 用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同 25、有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（ ） A. 红光频率最大 B. 在空气中红光的波长最小 C. 红光光子的能量大于绿光光子的能量 D. 用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小 26、下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ） A. 光的直线传播现象、反射现象 B. 光的全反射现象、折射现象 C. 光的衍射现象、干涉现象 D. 光的康普顿效应、光电效应 27、如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片和，点位于、之间，点位于右侧，旋转偏振片，、两点光的强度变化情况是（ C ） A. 、均不变 B. 、均有变化 C. 不变，有变化 D. 有变化，不变 28、研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K极时，电流表的读数为30μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中正确的是（ ） A. 光电子的最大初动能为1.82eV B. K极材料的逸出功为1eV C. 电流表的读数为30μA时，电压表的示数大于1V D. 仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA 29、如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　） A. 若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B. 若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C. 若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D. 若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 30、用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 入射光光子的能量①＞②＞③ B. 光电子的最大初动能①＞②＞③ C. 单位时间照射到K上的光子数①＞③ D. 照射到K上时金属的逸出功②最大 31、把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是（ ） A. 验电器指针的张角会不断变大 B. 验电器指针的张角会先变小后变大 C. 验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子 D. 若改用红外线照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化 32、光照在某金属表面上发生了光电效应。若只减弱光的强度，而保持频率不变，则（ ） A. 有可能不发生光电效应 B. 逸出的光电子的最大初动能将减小 C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少 D. 从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 33、利用如图所示装置做光电效应实验，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出。若要使光电子的最大初动能增大，下列选项正确的是（ ） A. 仅延长光照时间 B. 仅换用频率更大的光 C. 仅增大入射光的强度 D. 仅增大A、极板间电压 34、黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，c为光速，v为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量G，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（　　） A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向远离地球的方向运动 B. 观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中A位置 C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度 D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径 35、同学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子个数越多。已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A. 仅将图2中电源的正负极反接，在烟雾浓度为n时也可能触发报警 B. 为使烟雾浓度达到1.2n时才触发报警，可以仅将滑片P向左移动到合适的位置 C. 单位时间内进入光电管的光子个数为时，一定会触发报警 D. 报警器恰好报警时，将图2中的滑片P向右移动后，警报有可能会被解除 36、如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（　　） A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功 C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率 37、如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转 B. 仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转 C. 仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大 D. 仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大 38、我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（　　） A. X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近 B 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应 C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损 D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面 39、 “啁啾（zhōu jiū）激光脉冲放大技术”是高强度激光研究的重大技术创新和核心技术。如图所示，该技术原理可以简化为：种子激光脉冲经过单模光纤的色散作用，将时长为飞秒脉宽的激光脉冲在时间上进行了展宽；展宽后的脉冲经过激光增益介质放大，充分提取了介质的储能；最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值。上述技术中的关键是“啁啾”脉冲。种子激光脉冲包含有不同的频率分量，因此在单模光纤中，频率高的部分和频率低的部分传播速度不同，这样光脉冲在时间上就被逐渐拉宽，形成脉冲前沿、后沿频率不同的现象，宛如鸟儿发出的不同声音。下列说法正确的是（　　） A. 展宽过程使脉冲各频率分量的频率都变小 B. 在传播方向上，“啁啾”脉冲前沿频率低于后沿频率 C. 若激光脉冲能量约为，则其峰值功率一定不能达到量级 D. 通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光脉冲与种子激光脉冲能量几乎相同 40、2023年诺贝尔物理学奖授予了“产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）是一个极短的时间单位，。阿秒光脉冲是一种发光持续时间在as量级的光脉冲，它相当于一个足够快的“快门”，帮助人们“拍摄”高速运动的电子，从而“打开电子世界的大门”。产生阿秒光脉冲的模型是：用强激光照射某些气体，由于激光的电场是交变电场，该电场的电场强度和原子内部的库仑场的强度相当时，电子就可能“电离”成为自由电子；电离后的自由电子在激光电场作用下“加速”；当激光的电场反向后，一些电子就有可能飞到被电离的原子附近并与其“复合”回到基态，同时释放出一个高能光子，其频率为入射强激光频率的整数倍，称为高次谐波光子。在适当的条件下，大量原子辐射出高次谐波叠加形成脉冲宽度为阿秒量级的光脉冲。根据上述信息并结合已有的知识，判断下列说法正确的是（　　） A. 在1阿秒的时间内，光前进的距离约为0.3mm B. 电子复合时释放的光子能量等于电子在激光场中加速时获得的能量 C. 电子的“电离”“加速”和“复合”将周期性地发生，时间间隔与激光电场的周期有关 D. 强激光光子能量是高次谐波光子能量的整数倍 二、实验题 41、如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ） A. 大头针必须挡住及、的像 B. 入射角越大，折射率的测量越准确 C. 利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率 D. 如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏大 42、某同学用插针法测定玻璃的折射率，作出光路图如图所示。光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O 点和P点， 过 P 点作aa'的垂线，垂足为Q点， 将AO 延长交PQ于 M点， 测得 OP=R， OM=r。则该玻璃砖的折射率 n=___________。 43. 在用插针法测量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、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两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，且均以、为界面画光路图，则 （1） 甲同学测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 [解析]用图①测定折射率时，会导致折射角偏大，折射率偏小。 （2） 乙同学测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 [解析]用图②测折射率时，只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关。 （3） 丙同学测得的折射率与真实值相比 。 44、用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹。在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹间距变大的是（ ） A. 换成红色滤光片 B. 换成缝宽更大的单缝 C. 换成双缝间距更大的双缝 D. 换成更短的遮光筒 45. 某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是（ ） A. 增大单缝到双缝的距离 B. 换用间距更大的双缝 C. 换用更长的遮光筒 D. 换用红色的滤光片 46. 如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是（ ） A. 仅将滤光片向右移动靠近单缝 B. 仅将单缝与双缝的位置互换 C. 仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D. 仅将单缝向左移动少许 47、（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________。（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为________mm。 48、某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 三、计算题 49、如图，一个储油桶的底面直径与高均为，当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点距离为。求油的折射率和光在油中传播的速度。 50、19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。 （1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。 （2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0。 随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率。 （3）某同学为了解为什么使用普通光源进行光电效应实验时一个电子在极短时间内不能吸收多个光子，他查阅资料获得以下信息：原子半径大小数量级为10-10m；若普通光源的发光频率为6×1014Hz，其在1s内垂直照射到1m2面积上的光的能量约为106J；若电子吸收第一个光子能量不足以脱离金属表面时，在不超过10-8s的时间内电子将该能量释放给周围原子而恢复到原状态。为了进一步分析，他建构了简单模型：假定原子间没有缝隙，一个原子范围内只有一个电子，且电子可以吸收一个原子范围内的光子。请利用以上资料，解决以下问题。 a.普朗克常量h取6.6×10-34Js，估算1s内照射到一个原子范围的光子个数； b.分析一个电子在极短时间内不能吸收多个光子的原因。 学科网（北京）股份有限公司 $$