专题10 光学（上海专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题10 光学 1．（2025·上海·二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（　　） A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化 【答案】D 【详解】A．用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效应，故A错误； B．白光中含有各种单色光，包含黄光，结合题意可知，当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，故B错误； C．根据光电效应方程有 黄光的光子能量一定，用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误； D．紫光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值一定发生变化，故D正确。 故选D。 2．（2025·上海·二模）某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，如图所示，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是（　　） A．防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 B．其他条件不变时，透明介质的折射率越小，可视角度越小 C．从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低 D．屏障高度d越大，可视角度越大 【答案】B 【详解】A．防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故A错误； B．透明介质的折射率越小，则在空气中的折射角越小，则由几何关系可知，可视角度θ越小，故B正确； C．根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比发光像素单元位置高，故C错误； D．由图可知，屏障的高度d越大，光线射到界面的入射角越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度θ越小，故D错误。 故选B。 3．（2025·上海金山·二模）氢原子的明线光谱在可见光波段内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，它们的波长分别是0.4101μm、0.4340μm、0.4861μm和0.6563μm。 （1）用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最宽的是___________。 A．Hα光 B．Hβ光 C．Hγ光 D．Hδ光 （2）用Hβ光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，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）如图，将一束Hγ光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，虚线为过O的法线。 ①若入射光与法线的夹角为θ，折射光线与法线的夹角为γ，则玻璃砖的折射率n=___________。 ②增大Hγ光的入射角，折射光的强度将___________。 A．增强        B．减弱        C．不变 【答案】 D B B 【详解】（1）由于Hδ光的波长最大，所以用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最宽的为Hδ光。 故选D。 （2）由题图可知，改变双缝间的距离后，根据相邻亮条纹间距变为原来的2倍；根据相邻亮条纹间距公式可知，双缝间的距离变为原来的倍。 故选B。 （3）[1]根据折射定律可得玻璃砖的折射率为 [2]增大Hγ光的入射角，则反射光的强度增大，折射光的强度将减弱。 故选B。 4．（2025·上海静安·二模）如图甲所示，导热性能良好的透明硬质塑料瓶灌入水后盖紧瓶盖，水面以下瓶身的横截面积均为S，已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g 。在瓶身下端开一小孔，如图乙所示，水开始从小孔流出。（设环境温度保持不变） 如图，用激光笔透过塑料瓶照亮小孔时，观察到光能沿着水流传播，则（　　） A．激光在水中的速度大于在空气中的速度 B．激光在水流中有全反射现象 C．水流的形状发生变化时激光传播方向不变化 【答案】B 【详解】A．根据，且水的折射率大于空气，可知激光在水中的速度小于在空气中的速度，故A错误； B．水没有从水流侧壁射出，说明激光在水流中发生了全反射，故B正确； C．水流的形状发生变化时，激光在水流中射向侧壁的入射角会发生变化，不论能否发生全反射，传播方向都会变化，故C错误。 故选B。 5．（2025·上海静安·二模）电子与光子 核外电子跃迁可以放出光子，光可以使金属中的电子逸出，大自然很神奇。 (1)如图是氢原子的能级图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出_______种不同频率的光子；用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，发生光电效应逸出的光电子的最大初动能为_________eV。 金属 铯 钙 锌 钨 逸出功W/eV 1.88 3.20 3.34 4.52 【答案】 10 0.67 【详解】（1）[1]大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，根据 ，可知最多可辐射出10种不同频率的光子； [2]用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，根据 可知照射铯可以发生光电效应，根据光电效应方程可得逸出的光电子的最大初动能为 6．（2025·上海静安·二模）电子枪发射的电子通过双缝实验装置打到屏上（　　） A．只有发射的是电子束时，才能发生干涉现象 B．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉现象 C．若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象 【答案】C 【详解】物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，所以若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样。 故选C。 7．（2025·上海静安·二模）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb ，其衰变方程为Pb → Bi ＋X，方程中X的符号是_________；若Pb 、 Bi 、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，此衰变过程释放的能量为_________。 【答案】 【详解】[1]根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知X为； [2]根据质能方程可知，此衰变过程释放的能量为 8．（2025·上海浦东·二模）随着科技的发展，气象卫星可以获取表征地球和大气运动的各种物理状态和参数。离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 【答案】C 【详解】离地面越近，大气的折射率越大，根据折射率可得 可知当太阳光射向地面时，光的传播速度将变小。 故选C。 9．（2025·上海浦东·二模）测量粒子速率分布的装置如图所示，圆筒绕其中心轴匀速转动，侧面N处开有狭缝，内侧贴有特制的薄膜，M为正对N的位置。黑盒中原子核经过核反应后放出某种粒子进入狭缝，在圆筒转动的半个周期内相继到达薄膜上并留下印记。 （1）若黑盒中的核反应方程为：，其中X为________。 A．中子 B．电子 C．质子 D．α粒子 （2）根据图所示的原子核平均结合能图像，相对于4He核，原子核更加不稳定的是________。 A．2H B．3H C．12C D．16O （3）若氢原子的核外电子发生如图所示的跃迁，会________。 A．吸收0.85eV光子 B．放出0.85eV光子 C．吸收12.75eV光子 D．放出12.75eV光子 （4）实验完成后，展开的薄膜如图所示，MP、PQ间距相等。位于MP区间的分子占比百分率为p1，位于PQ区间的分子占比百分率为p2，则________。 A． B． C． 【答案】 A AB D C 【详解】（1）根据电荷数和质量数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，所以其为中子。 故选A。 （2）平均结合能即比结合能越大，原子核越稳定，则相对于4He核，原子核更加不稳定的是2H、3H。 故选AB。 （3）由能级跃迁条件可知，处于能级的氢原子自发跃迁时由可得辐射出的光子的最大能量为 故选D。 （4）由图可知。 故选C。 10.（2025·上海普陀·二模）某发光二极管发出波长为的光，已知普朗克常量为h，光速为c，则该束光中光子的动量大小为______。 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据的动量公式，该束光中光子的动量大小为 故选D。 11.（2025·上海普陀·二模）某种射灯及内部结构，如图所示。发光二极管封装在半径为R透明半球体中，其管芯的发光面AOB是半径为r的圆面，其圆心与半球体的球心O重合。若发光面发出的光第一次到达半球面时，均可从球面射出，则透明半球体的折射率应小于______。 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 要使发光面发出的光第一次到达半球面时均可从球面射出，则临界情况是边缘光线竖直向上发出的光到达半球的入射角最大，此时没有发生全反射，则所有得光线都能射出半球。 由几何知识有 则 故选B。 12．（2025·上海青浦·二模）爱因斯坦指出当外来光子的能量等于时，将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光，称为受激辐射光，如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子，形成光子的“链式反应”，从而放大光辐射，形成激光，如图2。 （1）关于入射光和受其激发后产生的激光( ) A．频率相同，一个光子的能量相同，总能量相同 B．频率不同，一个光子的能量不同，总能量不同 C．频率相同，一个光子的能量相同，总能量不同 D．频率不同，一个光子的能量不同，总能量相同 （2）激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光，已知棱镜对黄光的折射率大于红光，则黄光在棱镜中的折射角_____（填“大于”“等于”或“小于”）红光的折射角；若激光器输出的是红光，当要调为黄光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。 【答案】 C 小于 顺时针 【详解】（1）根据 可知入射光和受其激发后产生的激光频率相同，一个光子的能量相同；但由于入射光和受其激发后产生的激光的光子数量不同，所以总能量不同。 故选C。 （2）[1]由于透镜对黄光折射率大于红光，根据折射定律可知，入射角相同，黄光在棱镜中的折射角小于红光的折射角； [2]此时输出激光为红光，要变为黄光，应使黄光折射后垂直入射到反射膜，则应使黄光的折射角增大，根据可知，入射角应增大，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴顺时针转动一小角度。 13.（2025·上海松江·二模）如图，白光从空气进入玻璃，折射光线a、b之间产生七色光带，光线a在玻璃中的折射率______光线b在玻璃中的折射率。 A．大于 B．小于 C．等于 【答案】B 【详解】由图可知，入射角相同，光线b的折射角小于光线a的折射角，根据光的折射定律可得光线a在玻璃中的折射率小于光线b在玻璃中的折射率。 故选B。 14.（2025·上海松江·二模）（多选）如图为利用双缝干涉测定光的波长的实验装置，激光经过双缝后在光屏中可以观察到干涉条纹。若想增加光屏中的条纹个数，可（　　） A．将激光器靠近双缝 B．将激光器远离双缝 C．将光屏远离双缝 D．将光屏靠近双缝 E．换用间距更大的双缝 F．换用间距更小的双缝 【答案】DE 双缝干涉相邻两亮条纹间距公式为 若想在同样大小的屏上出现更多干涉条纹，则需要使条纹间距变小，即可以使光屏靠近双缝，也可以换用间距更大的双缝，或换用波长较小的光照射。 故选DE。 15.（2025·上海徐汇·二模）某太空望远镜拍摄的星空照片中呈现如图所示的星芒。则该望远镜成像光路上的障碍物分布情况可能为（白色表示透光、黑色表示障碍物）（　　） A． B． C． D． E． 【答案】E 【详解】由照片中星芒的形状可知，星点周围出现了"四条”彼此成直角或对角的衍射条纹（看上去像”+”和”x”重叠）。选项E所示的中心圆面被四条径向黑线（障碍物）分割，最符合该衍射现象。 故选E。 16.（2025·上海杨浦·二模）如图，一束太阳光自矩形玻璃砖上表面点射入玻璃砖内，光经玻璃砖折射后照射在玻璃砖下表面区域，再从玻璃砖下表面射出（图中未画出）。已知频率越大的光在玻璃中的传播速度越小。 （1）从玻璃砖下表面点射出的光( ) A．为红光 B．为紫光 C．与点射出的光平行 D．与入射的太阳光平行 （2）在太阳光入射到点的传播路径上放一块偏振片，从玻璃砖下表面射出的光的亮度( ) A．变暗 B．变亮 C．不变 【答案】 BCD A 【详解】（1）AB．太阳光为复色光，在玻璃中，紫光频率比红光大 ，由 “频率越大的光在玻璃中的传播速度越小”，根据 可知紫光在玻璃中的折射率比红光大。根据折射定律，在入射角相同情况下，紫光折射角小，更靠近法线，所以从a点射出的不是红光，是紫光，故A错误，B正确； CD．根据光的折射规律，光线通过平行玻璃砖时， 经过两次折射，出射光线与入射光线平行，所以从玻璃砖下表面射出的光与入射的太阳光平行，故CD正确。 故选BCD。 （2）偏振片可以只让沿某一方向振动的光通过 ，太阳光为自然光，向各个方向振动的光的强度都相同。在太阳光入射路径上放偏振片，会过滤掉部分振动方向的光，通过偏振片后的光强度减弱，再经过玻璃砖折射后射出的光亮度也会变暗。 故选A。 17.（2025·上海长宁·二模）日晕现象 夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 （多选）关于、两种单色光的性质，正确的是（    ） A．在冰晶中，光的传播速度比光大 B．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 C．两种光从冰晶射入空气时，光发生全反射的临界角较大 18.（2025·上海长宁·二模）日晕现象 夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 若用、光分别照射同一狭缝，其中_____光更容易发生衍射现象（选填A． B．。在双缝干涉实验中，若用光作为光源，相邻明条纹间距为；用光作为光源时，间距为，则_____（选填A．> B．= C．<）。 19.（简答）比较单色光、的光子动量大小，并说明理由。 【答案】18.BC 19． A． A．> 20．见解析 【详解】18.A．由题图可知，光线射入冰晶时，光的偏折程度大于光的偏折程度，则光的折射率大于光的折射率，根据可知，在冰晶中，光的传播速度比光小，故A错误； B．由于光的折射率大于光的折射率，则光的频率大于光的频率，光的光子能量大于光的光子能量，若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能，故B正确； ，根据全反射的临界角公式 C．由于光的折射率大于光的折射率，则两种光从冰晶射入空气时，光发生全反射的临界角较大，故C正确。 故选BC。 19．[1]由于光的频率大于光的频率，则光的波长小于光的波长，若用、光分别照射同一狭缝，其中光更容易发生衍射现象； 故填A．。 [2]在双缝干涉实验中，根据相邻明条纹间距公式 由于光的波长小于光的波长，则有 故填A．>。 20．由于光的折射率大于光的折射率，则光的频率大于光的频率，根据可知，光的波长小于光的波长；根据光子动量公式 可知光的光子动量小于光的光子动量。 20．（2025·上海宝山·二模）手机发出的电磁波首先由附近基站将其转换为高频光脉冲，通过光导纤维传输到目标基站，再转换为电磁波被目标手机接收。图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长L=2km，玻璃丝的折射率n=，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度c=。 (1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光线在端面AB上的入射角α应满足的条件是什么？ (2)光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间为__________s。 【答案】(1)α≤45° (2)10-5 【详解】（1）由光的折射定律，可得   因为β+γ=90°，所以   当γ≥C（临界角）时光在玻璃界面处发生全反射，光通过长玻璃丝，如图所示 由于 则有 整理可得 解得 联立解得， 代入数据可得α≤45° （2）光在玻璃中的速度   设光在玻璃丝中传播的总路程为s，则有 玻璃丝长 联立解得 因为γ≥C，显然，当γ=C时t最大，故有 代入数据解得 21．（2025·上海崇明·二模）19、20世纪，科学家们开创性地使用了许多新的实验设备和手段，一步步地揭开微观世界的神秘面纱，也揭示了光的本性。 托马斯杨曾经做过这样一个著名的实验，将一束单色光照射到相距为的双缝上，在离双缝距离的屏上，得到明暗相间的条纹，相邻明条纹中心间距。实验装置如图。这个实验证明了光具有________性，则该单色光的波长为________。 【答案】 波动 【详解】[1]托马斯杨的双缝干涉实验，证明了光具有波动性； [2]根据双缝干涉实验规律，则该单色光的波长。 22．（2025·上海崇明·二模）在平静湖面的底部有个固定的水下景观点光源，分别向各个方向交替发射红光和蓝光，已知水对两种光的折射率分别为和，且。可以在湖面上看到一个圆形亮斑，则红光亮斑面积___________蓝光亮斑面积（填：“大于”、“等于”或“小于”），若光源离湖面的深度为，则红光亮斑的面积大小为___________。 【答案】 大于 【详解】[1]水下点光源发出的光射向湖面，当入射角大于临界角时会发生全反射，在湖面能看到的圆形亮斑是由于光能够折射出水面以及在临界角范围内的光形成的。根据 及 知红光临界角大，所以在湖面上形成的圆形亮斑半径更大，根据圆的面积公式（r为圆半径）可知，红光亮斑面积大于蓝光亮斑面积。 [2]对于红光 联立解得 故亮斑的面积大小为 23．（2025·上海奉贤·二模）(1)利用激光和平面镜观察光的干涉现象，光路原理如图所示。用激光和单缝获得线光源S，S发出的光直接照射在竖直光屏上，与通过水平平面镜反射的光叠加产生干涉条纹。测得S到平面镜、光屏的垂直距离分别为a、L（aL），光屏上相邻明条纹的中心间距为Δx，则激光的波长λ=______；将平面镜略微向下平移，其它条件不变，干涉条纹的间距将______（选填：A．变大  B．变小  C．不变）。 (2)玻璃三棱柱的横截面如图中ΔPMN所示。现有一束激光从O点以α角入射，经MN面折射后，依次在PM、PN面发生反射，最终垂直于MN面射出。已知该三棱柱对该激光的折射率为n=1.31。 ①补全三棱柱内的光路示意图______。 ②（计算）求α角的大小（结果保留2位有效数字）______。 ③在三棱柱的PM、PN面上______ A．仅PM面有光线射出 B．两个面均有光线射出 C．仅PN面有光线射出 D．两个面均无光线射出 【答案】(1) B (2) 41° D 【知识点】折射和全反射的综合问题、改变双缝间距判断条纹间距的变化、爱因斯坦光电效应方程 【详解】（1）[1]从S发出的光经过平面镜反射后射到屏上的光，相当于从S关于平面镜的像点D发出的光射到屏上，也就相当于一个间距 为2a的双缝，根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式 则波长 [2]根据 可知将平面镜略微向下平移，a增大，干涉条纹的间距将变小，即选B。 （2）[1][2]玻璃临界角 可知 由三棱柱内光路图中的几何关系可知激光射入MN面后的折射角 由数学知识可得PM面入 射角为，PM面入射角为，光路如图所示 则折射率 解得 [3]由以上分析可知两个面均无光线射出。 故选D。 24．（2025·上海虹口·二模）激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 若激光“枪”发射的红色激光在真空中的波长为600nm，光速为3.0×108m/s，水对激光的折射率为1.6，激光进入水中后， （1）其波长( ) A．仍为600nm B．大于600nm C．小于600nm （2）其频率为___________Hz。 【答案】 C 5.0×1014 【详解】（1）激光进入水后，速度为，可见激光在水中的速度较小，根据，可知波长变小；故选C。 （2）真空中根据 代入数据解得f=5.0×1014Hz 25．（2025·上海虹口·二模）激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 用激光测量玻璃的折射率，实验步骤如下： ①将光屏与玻璃砖平行放置，并记录屏MN和玻璃砖abcd的位置。 ②用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置。 ③移走玻璃砖，记录光点S2的位置。 ④ 做适当的辅助线，其中S1O2∥S2O1，PO2⊥MN，O1、O2、Q在一条直线上，测出相关长度：O2S1=L1，O2Q=L2，PQ=x1，S1Q=x2。 （1）玻璃砖的折射率n=___________（用L1、L2、x1、x2表示）。 （2）不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，则S1与S2的间距( ) A．变大            B．变小            C．不变            D．可能变大，也可能变小 【答案】 A 【详解】（1）激光在ab边发生折射，根据折射定律有 根据几何关系可知 解得 （2）不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，画出光路传播图，如图 则S1与S2的间距变大。故选A。 26．（2025·上海嘉定·二模）将激光对准瓶上的喷水口水平照射，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出现了“水流导光”现象。 （1）“水流导光”是一种光的______现象。 （2）为更容易发生“水流导光”现象，可以______。 A．增大喷出的水流速度 B．减小喷出的水流速度 C． 改用折射率大的液体 D．改用折射率小的液体 【答案】 全反射 AC 【详解】（1）激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射，就像光导纤维一样，故“水流导光”是一种光的全反射现象。 （2）为了更容易发生“水流导光”现象，根据可得可以改用折射率大的液体，也可以增大入射角，可以通过增大喷出的水流速度，水流射程增大，即增大了激光射出水流时的入射角。 故选AC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 光学 1．（2025·上海·二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（　　） A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化 2．（2025·上海·二模）某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，如图所示，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是（　　） A．防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 B．其他条件不变时，透明介质的折射率越小，可视角度越小 C．从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低 D．屏障高度d越大，可视角度越大 3．（2025·上海金山·二模）氢原子的明线光谱在可见光波段内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，它们的波长分别是0.4101μm、0.4340μm、0.4861μm和0.6563μm。 （1）用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最宽的是___________。 A．Hα光 B．Hβ光 C．Hγ光 D．Hδ光 （2）用Hβ光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，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）如图，将一束Hγ光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，虚线为过O的法线。 ①若入射光与法线的夹角为θ，折射光线与法线的夹角为γ，则玻璃砖的折射率n=___________。 ②增大Hγ光的入射角，折射光的强度将___________。 A．增强        B．减弱        C．不变 4．（2025·上海静安·二模）如图甲所示，导热性能良好的透明硬质塑料瓶灌入水后盖紧瓶盖，水面以下瓶身的横截面积均为S，已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g 。在瓶身下端开一小孔，如图乙所示，水开始从小孔流出。（设环境温度保持不变） 如图，用激光笔透过塑料瓶照亮小孔时，观察到光能沿着水流传播，则（　　） A．激光在水中的速度大于在空气中的速度 B．激光在水流中有全反射现象 C．水流的形状发生变化时激光传播方向不变化 5．（2025·上海静安·二模）电子与光子 核外电子跃迁可以放出光子，光可以使金属中的电子逸出，大自然很神奇。 (1)如图是氢原子的能级图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出_______种不同频率的光子；用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，发生光电效应逸出的光电子的最大初动能为_________eV。 金属 铯 钙 锌 钨 逸出功W/eV 1.88 3.20 3.34 4.52 6．（2025·上海静安·二模）电子枪发射的电子通过双缝实验装置打到屏上（　　） A．只有发射的是电子束时，才能发生干涉现象 B．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉现象 C．若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象 7．（2025·上海静安·二模）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb ，其衰变方程为Pb → Bi ＋X，方程中X的符号是_________；若Pb 、 Bi 、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，此衰变过程释放的能量为_________。 8．（2025·上海浦东·二模）随着科技的发展，气象卫星可以获取表征地球和大气运动的各种物理状态和参数。离地面越近，大气的折射率越大。当太阳光射向地面时，光的传播速度将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 9．（2025·上海浦东·二模）测量粒子速率分布的装置如图所示，圆筒绕其中心轴匀速转动，侧面N处开有狭缝，内侧贴有特制的薄膜，M为正对N的位置。黑盒中原子核经过核反应后放出某种粒子进入狭缝，在圆筒转动的半个周期内相继到达薄膜上并留下印记。 （1）若黑盒中的核反应方程为：，其中X为________。 A．中子 B．电子 C．质子 D．α粒子 （2）根据图所示的原子核平均结合能图像，相对于4He核，原子核更加不稳定的是________。 A．2H B．3H C．12C D．16O （3）若氢原子的核外电子发生如图所示的跃迁，会________。 A．吸收0.85eV光子 B．放出0.85eV光子 C．吸收12.75eV光子 D．放出12.75eV光子 （4）实验完成后，展开的薄膜如图所示，MP、PQ间距相等。位于MP区间的分子占比百分率为p1，位于PQ区间的分子占比百分率为p2，则________。 A． B． C． 10.（2025·上海普陀·二模）某发光二极管发出波长为的光，已知普朗克常量为h，光速为c，则该束光中光子的动量大小为______。 A． B． C． D． 11.（2025·上海普陀·二模）某种射灯及内部结构，如图所示。发光二极管封装在半径为R透明半球体中，其管芯的发光面AOB是半径为r的圆面，其圆心与半球体的球心O重合。若发光面发出的光第一次到达半球面时，均可从球面射出，则透明半球体的折射率应小于______。 A． B． C． D． 12．（2025·上海青浦·二模）爱因斯坦指出当外来光子的能量等于时，将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光，称为受激辐射光，如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子，形成光子的“链式反应”，从而放大光辐射，形成激光，如图2。 （1）关于入射光和受其激发后产生的激光( ) A．频率相同，一个光子的能量相同，总能量相同 B．频率不同，一个光子的能量不同，总能量不同 C．频率相同，一个光子的能量相同，总能量不同 D．频率不同，一个光子的能量不同，总能量相同 （2）激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光，已知棱镜对黄光的折射率大于红光，则黄光在棱镜中的折射角_____（填“大于”“等于”或“小于”）红光的折射角；若激光器输出的是红光，当要调为黄光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。 13.（2025·上海松江·二模）如图，白光从空气进入玻璃，折射光线a、b之间产生七色光带，光线a在玻璃中的折射率______光线b在玻璃中的折射率。 A．大于 B．小于 C．等于 14.（2025·上海松江·二模）（多选）如图为利用双缝干涉测定光的波长的实验装置，激光经过双缝后在光屏中可以观察到干涉条纹。若想增加光屏中的条纹个数，可（　　） A．将激光器靠近双缝 B．将激光器远离双缝 C．将光屏远离双缝 D．将光屏靠近双缝 E．换用间距更大的双缝 F．换用间距更小的双缝 15.（2025·上海徐汇·二模）某太空望远镜拍摄的星空照片中呈现如图所示的星芒。则该望远镜成像光路上的障碍物分布情况可能为（白色表示透光、黑色表示障碍物）（　　） A． B． C． D． E． 16.（2025·上海杨浦·二模）如图，一束太阳光自矩形玻璃砖上表面点射入玻璃砖内，光经玻璃砖折射后照射在玻璃砖下表面区域，再从玻璃砖下表面射出（图中未画出）。已知频率越大的光在玻璃中的传播速度越小。 （1）从玻璃砖下表面点射出的光( ) A．为红光 B．为紫光 C．与点射出的光平行 D．与入射的太阳光平行 （2）在太阳光入射到点的传播路径上放一块偏振片，从玻璃砖下表面射出的光的亮度( ) A．变暗 B．变亮 C．不变 17.（2025·上海长宁·二模）日晕现象 夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 （多选）关于、两种单色光的性质，正确的是（    ） A．在冰晶中，光的传播速度比光大 B．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 C．两种光从冰晶射入空气时，光发生全反射的临界角较大 18.（2025·上海长宁·二模）日晕现象 夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 若用、光分别照射同一狭缝，其中_____光更容易发生衍射现象（选填A． B．。在双缝干涉实验中，若用光作为光源，相邻明条纹间距为；用光作为光源时，间距为，则_____（选填A．> B．= C．<）。 19.（简答）比较单色光、的光子动量大小，并说明理由。 20．（2025·上海宝山·二模）手机发出的电磁波首先由附近基站将其转换为高频光脉冲，通过光导纤维传输到目标基站，再转换为电磁波被目标手机接收。图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长L=2km，玻璃丝的折射率n=，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度c=。 (1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光线在端面AB上的入射角α应满足的条件是什么？ (2)光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间为__________s。 21．（2025·上海崇明·二模）19、20世纪，科学家们开创性地使用了许多新的实验设备和手段，一步步地揭开微观世界的神秘面纱，也揭示了光的本性。 托马斯杨曾经做过这样一个著名的实验，将一束单色光照射到相距为的双缝上，在离双缝距离的屏上，得到明暗相间的条纹，相邻明条纹中心间距。实验装置如图。这个实验证明了光具有________性，则该单色光的波长为________。 22．（2025·上海崇明·二模）在平静湖面的底部有个固定的水下景观点光源，分别向各个方向交替发射红光和蓝光，已知水对两种光的折射率分别为和，且。可以在湖面上看到一个圆形亮斑，则红光亮斑面积___________蓝光亮斑面积（填：“大于”、“等于”或“小于”），若光源离湖面的深度为，则红光亮斑的面积大小为___________。 23．（2025·上海奉贤·二模）(1)利用激光和平面镜观察光的干涉现象，光路原理如图所示。用激光和单缝获得线光源S，S发出的光直接照射在竖直光屏上，与通过水平平面镜反射的光叠加产生干涉条纹。测得S到平面镜、光屏的垂直距离分别为a、L（aL），光屏上相邻明条纹的中心间距为Δx，则激光的波长λ=______；将平面镜略微向下平移，其它条件不变，干涉条纹的间距将______（选填：A．变大  B．变小  C．不变）。 (2)玻璃三棱柱的横截面如图中ΔPMN所示。现有一束激光从O点以α角入射，经MN面折射后，依次在PM、PN面发生反射，最终垂直于MN面射出。已知该三棱柱对该激光的折射率为n=1.31。 ①补全三棱柱内的光路示意图______。 ②（计算）求α角的大小（结果保留2位有效数字）______。 ③在三棱柱的PM、PN面上______ A．仅PM面有光线射出 B．两个面均有光线射出 C．仅PN面有光线射出 D．两个面均无光线射出 24．（2025·上海虹口·二模）激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 若激光“枪”发射的红色激光在真空中的波长为600nm，光速为3.0×108m/s，水对激光的折射率为1.6，激光进入水中后， （1）其波长( ) A．仍为600nm B．大于600nm C．小于600nm （2）其频率为___________Hz。 25．（2025·上海虹口·二模）激光打靶 射击训练时，手中的“枪”向前方发射一束激光，若被目标处的传感器接受，即“有效击中”。 用激光测量玻璃的折射率，实验步骤如下： ①将光屏与玻璃砖平行放置，并记录屏MN和玻璃砖abcd的位置。 ②用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置。 ③移走玻璃砖，记录光点S2的位置。 ④ 做适当的辅助线，其中S1O2∥S2O1，PO2⊥MN，O1、O2、Q在一条直线上，测出相关长度：O2S1=L1，O2Q=L2，PQ=x1，S1Q=x2。 （1）玻璃砖的折射率n=___________（用L1、L2、x1、x2表示）。 （2）不改变激光的入射方向，仅增大玻璃砖的厚度ad，则S1与S2的间距( ) A．变大            B．变小            C．不变            D．可能变大，也可能变小 26．（2025·上海嘉定·二模）将激光对准瓶上的喷水口水平照射，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出现了“水流导光”现象。 （1）“水流导光”是一种光的______现象。 （2）为更容易发生“水流导光”现象，可以______。 A．增大喷出的水流速度 B．减小喷出的水流速度 C． 改用折射率大的液体 D．改用折射率小的液体 / 学科网（北京）股份有限公司 $$