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日志

 
 

17-10光 学  

2013-02-23 08:45:09|  分类: 选修3-4 |  标签: |举报 |字号 订阅

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17-10光 学

 

一、选择题

1. 下列说法中正确的是()
A 可见光是由原子外层电子受到激发后产生的
B 海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的衍射而产生的
C 光的色散是光的折射现象
D 爱因斯坦的光子说认为光是高速粒子流

2. 红、橙、黄、绿四种单色光子,光子能量最小的是()

A.红光   B.橙光 C.黄光  D.绿光

3. 下列说法中不正确的有()

A.自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时,反射光和折射光都是偏振光

B.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象

C.立体电影是应用了光的偏振现象

D.可以通过迈克尔孙—莫雷实验得出:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的

4. "井底之蛙"这个成语常被用来讽刺没有见识的人,现有井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底都各有一只青蛙,则:()

A、枯井中青蛙觉得天比较小,水井中青蛙看到井外的范围比较大

B、枯井中青蛙觉得天比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较小    

C、枯井中青蛙觉得天比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较大

D、两只青蛙觉得井口一样大,水井中青蛙看到井外的范围比较大ks5u

5. 在空气中水平放置着一个长方体玻璃砖。在竖直平面内有两束单色光,如图所示,其中a为紫光、b为红光,两束光相互平行且相距为d,斜射到长方体玻璃砖的上表面,折射后直接射到下表面,然后射出。则下列说法中可能发生的是( )

A.两束光射出玻璃砖后仍然平行,距离小于d

B.两束光射出玻璃砖后仍然平行,距离等于d

C.两束光射出玻璃砖后不会沿同一路径传播

D.两束光射出玻璃砖后将不再平行

6. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、b、c上,如题图所示,已知金属板b有光电子放出,则可知)

A.板a一定不放出光电子;

B.板a一定放出光电子;

C.板c一定不放出光电子;

D.板c一定放出光电子。

7. 下列说法正确的是 ( )

A.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小

B.光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的

C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

D.α射线、β射线、γ射线本质上都是电磁波,且γ射线的波长最短

8. 光子能量为E的一束单色光, 照射容器中的氢气(氢原子处于基态), 氢原子吸收光子后, 能发出频率分别为n1n2n3的三种光, 已知n1 < n2 < n3 , 则入射光束的光子能量为 ( )

A. hn1 B. hn2 C.hn3 D.h( n1+ n2+ n3)

9 关于光的以下说法中正确的是     ()

A.麦克斯韦预言光具有波粒二象性

B.光的干涉和衍射现象证明了光具有波动性

C.光电效应现象证明了光是一种电磁波

D.光的偏振现象说明光波是纵波

10. 如右图一个半圆形的玻璃砖放在真空中,入射光AO正对玻璃砖圆心方向入射,OBOC分别为反射光和折射光,下列说法中不正确的是    ()

A.保持入射光强度不变,而使入射角逐渐增大,则OB光强度增加,OC光强度减弱

B.若入射光为白光,则在反射和折射时都会发生色散现象

C.若入射光为白光,且已经在半圆形玻璃砖上的表面发生了全反射现象,然后逐渐减小入射角到一定程度,红光首先射出

D.折射角大于入射角,且反射光线与折射光线的夹角一定等于90°

 

11. 如图所示,一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上,已知棱镜材料的折射率为1.4,则这束光进入棱镜后的光路图应为下面四个图中的 ( )

 

 

 

12. 如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出.则可知()

A.AO是红光

B.AO是紫光

C.AO穿过玻璃砖所需时间较长

D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光变为红光,则干涉亮条纹间距变小

13. 我们经常可以看到,凡路边施工处总挂着红色的电灯,这除了红色光容易引起人的视觉注意以外,还有一个重要的原因,这一原因是红色光:()

A.比其它色光更容易发生衍射;

B.比其它可见光的光子能量大;

C.比其它可见光更容易发生干涉;

D.比其它可见光更容易发生光电效应。

14. 右图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是:()

A.最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的

B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的

C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应

15 2003年全世界物理学家评选出"十大最美物理实验",排名第一的为1961年物理学家利用"托马斯·杨双缝干涉实验"装置进行电子干涉的实验.从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹,该实验说明:()

A.光具有波动性

B.光具有波、粒二象性

C.微观粒子也具有波动性

D.微观粒子也是一种电磁波

16. 用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈.将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是 ( )

A.当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°

B.当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°

C.当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°

D.干涉条纹保持不变

17、 OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。ab两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OMON上反射和折射的情况如图所示,由此可知 ()

A.棱镜内a光的传播速度比b光的小

B.b光比a光更容易发生明显衍射现象

C.a光的频率比b光的高

D.a光的波长比b光的长

18. 利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量。其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为"旋光角",θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。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处光的强度会明显减弱.

B、到达O处光的强度不会明显减弱.

C、将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片B转过的角度等于θ.

D、将偏振片A转动一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片A转过的角度等于θ.

 

 

二、非选择题

19. 如图所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为。今有一束单色光射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,再射向另一侧面后射出。则出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏离了的角度为

20. 已知金属铯的极限频率是4.545×1014Hz,金属钠的极限频率是6.000×1014Hz,金属银的极限频率是1.153×1015Hz,金属铂的极限频率是1.529×1015Hz当用波长为375nm的单色光照射它们时,可发生光电效应的金属是 。钠金属的逸出功W= eV。(普朗克常量为 6.63×10-34Js,光在真空是传播速度为c=3.0×108m/s)

21. (1)一频率为5×1014Hz光波在某介质中传播, 某时刻电场横波图象如图12(a)所示.光波在该介质中的传播速度v= m/s,在该介质中的折射率n

 

 

(2)一束的光波以450的入射角,从AB面射入图12(b)所示的透明三棱镜中,棱镜折射率n=。试求光进入AB面的折射角,并在图12(b)上画出该光束在棱镜中的光路。

 

 

 

 

22. 如图所示,有一是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30?.它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.

(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?

(2)为了使红光能从AC面射出棱镜,n1应满足什么条件?

(3)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.

 

 

 

 

 

 

23. 如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用长更___________(填长、短)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离___________(填增大、减小)。

 

24. 光子具有能量,也具有动量。光照射到物体表面时,会对物体产生压强,这就是"光压"。光压的产生机理如同气体压强:大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力,器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为E,太阳光垂直照射地球表面时,在单位面积上的辐射功率为P0。已知光速为c,则光子的动量为E/c。求:

(1)若太阳光垂直照射在地球表面,则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少?

(2)若太阳光垂直照射到地球表面,在半径为r的某圆形区域内被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量变化可忽略不计),则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少?

(3)有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下,太阳光照射到物体表面时,一部分会被反射,还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ,则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8,太阳帆为圆盘形,其半径r=15m,飞船的总质量m=100kg,太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW,已知光速c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第(2)问中的结论,求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下,能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。(保留2位有效数字)

 

 

17-10光 学

 

一、选择题

1 AC

2A

3 B

4 C

5AB

6D

7AC

8 C

9 B

10 B

11 D

12 BC

13 A

14 D

15 C

16 D

17 D

18 ACD

二、非选择题

19答案:600

20答案: 铯和钠(2分)2.49 (3分)

21答案:(1)2×108 (2分) n=1.5 (2分)

(2) (3分)

画图:共5分

其中由几何关系,画出光线在AC面上的入射角i'=450 得2分

C=450

光在AC面发生全反射(2分),并垂直BC面射出 (1分)

22解:(1)v=C/n1

    v=C/n2

    ∴ v/ v=n2/n1

(3分. 方程2分,结果1分)

(2)C>30? sinC=    

n1<2………………(3分)

(3)

    Δx=d(tanr2tanr1)=d

 

23答案:长,增大。

24解:(1)时间t内太阳光照射到面积为S的圆形区域上的总能量E= P0St………..

解得Er2 P0t………………………..…...................................................................

照射到此圆形区域的光子数n=……………………………….……….…….…

解得n=………………………..…...................................................................

(2)因光子的动量p=

则到达地球表面半径为r的圆形区域的光子总动量p=np……….….….………

因太阳光被完全反射,所以时间t内光子总动量的改变量

Δp=2p…………………………………….….….…………………….…………

设太阳光对此圆形区域表面的压力为F,依据动量定理Ftp……………. …

太阳光在圆形区域表面产生的光压I=F/S……………………………………………

解得I=……………………………………………………………………....…….

(3)在太阳帆表面产生的光压I′=I…………………………..........................

对太阳帆产生的压力F′= IS ……………….........................................................

设飞船的加速度为a,依据牛顿第二定律F′=ma......................................................

解得a=5.9×10-5m/s2…............................................................................................ ...

 

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