2020高考物理月刊專版 專題11 光學(xué)綜合 光學(xué)綜合能力測試（三）

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1、2020高考物理月刊專版 一、選擇題（本題包括14小題。每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。） 1．如圖1所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個實驗表明 （ ） A. 光是電磁波 B. 光是一種橫波 C. 光是一種縱波 D. 光是概率波 2．太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向 前看去，發(fā)現(xiàn)前方某處射來亮光，好像太陽光 從遠處水面反射來的一樣，我們認(rèn)為前方有水，但走到該處仍是干燥的沙漠

2、，這現(xiàn)象在 夏天城市中太陽光照射瀝青路面時也能觀察到，對這種現(xiàn)象正確的解釋是 （ ） A．越靠近地面空氣的折射率越大 B．這是光的干涉形成的 C．越靠近地面空氣的折射率越小 D．這是光的衍射形成的 3．有關(guān)光現(xiàn)象的下列說法中正確的是 （ ） A．在平靜的湖面上出現(xiàn)岸邊樹的倒影是光的折射現(xiàn)象 B．在太陽光照射下，水面上的油膜上出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象 C．光導(dǎo)纖維傳遞信號的基本物理原理是光的折射 D．在光的雙縫干涉實驗中，只將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬 4．甲乙兩種單色光均垂直射到一條直光纖的豎直端面上，甲光穿過光纖的時間比乙光的時間短，則

3、 （ ） A．光纖對甲光的折射率較大 B．甲光的光子能量大 C．用它們分別做為同一雙縫干涉裝置的光源時，甲光相鄰的干涉條紋間距較大 D．甲光的波動性比乙光顯著 5．一束復(fù)色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時分成a、b、c三束光，如圖2 M N i b c a 圖2 所示，則（ ） A．在玻璃中a光速度最大 B．c光的光子能量最大 C．用b光照射某金屬時恰好能發(fā)生光電效應(yīng)，則用a光照 射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng) D．若逐漸增大入射角i，c光將首先返回玻璃中 6．設(shè)λ1、λ2是兩種單色可見光1、2在真空中的波長．若λ1>λ2，則這兩種單

4、色光相比（ ） A．單色光2的頻率較小 B．玻璃對單色光1的折射率較大 C．在玻璃中，單色光1的傳播速度較大 D．單色光1的光子的能量較大 7．下表給出了一些金屬材料的逸出功。 材料 銫 鈣 鎂 鈹 鈦 逸出功（J） 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種？（普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，光速c＝3.0×108m/s） （ ） A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 圖3 8．如圖3所示，將半圓形玻璃磚

5、放在豎直面內(nèi)，它左方有較大的光屏P，一光束SA總是射向圓心O，在光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，在P上先看到七色光帶，然后各色的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距。若所用激光波長為，則該實驗確定物體運動速度的表達式是（ ） A． B． C． D． 11．如圖4所示為X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖，E為燈絲電源。要使X射線管發(fā)出X射線，須在K、A兩極間加上幾萬伏的直流高壓 （ ） A．高壓電源正極應(yīng)接在P點，X射線從K極發(fā)出 B．高壓電源正極應(yīng)接在P點，X射線從A極發(fā)出 C．高壓電源正極應(yīng)接

6、在Q點，X射線從K極發(fā)出 D．高壓電源正極應(yīng)接在Q點，X射線從A極發(fā)出 12．在上題所示的X射線管中，由陰極發(fā)出的電子被加速后打 到陽極，會產(chǎn)生包括X射線在內(nèi)的各種能量的光子，其中 光子能量的最大值等于電子的動能，已知陽極與陰極之間的電勢差為U、普朗克常數(shù)h， 光在真空中傳播速度為c，則在介質(zhì)中單位時間內(nèi)通過與光速傳播方向垂直橫截面積的光子個數(shù)為（ ） A. B. C. D. 二、非選擇題（本題包括5題） L d 圖6 15．（6分）一個軍事設(shè)施的觀察孔如圖6所示，其寬度L=30cm， 厚度d=30cm，為了擴大向外

7、的觀察視野，將折射率n= 的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內(nèi)（圖中為觀察孔的俯視圖）。 （1）嵌入玻璃磚后，視野的最大張角是__________ （2）如果要使視野的最大水平張角接近180°，則要求嵌入折射率至少______的玻璃磚。 16．（8分）某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器。如 圖7所示，在一個圓盤上，過其圓心O做兩條互相垂直的 直徑BC、EF。在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針 P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半 部分豎直進入液體中，而且總使夜面與直徑BC相平，EF 作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、

8、P2的像， 并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像。同 學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這 樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值。 （1）在用此儀器測量液體的折射率時，下列說法正確的是____________ （填字母代號） A．大頭針P3插在M位置時液體的折射率值大于插在N位置時液體的折射率值 B．大頭針P3插在M位置時液體的折射率值小于插在N位置時液體的折射率值 C．對于任何液體，在KC部分都能觀察到大頭針P1、P2的像 D．可能有一種液體，在KC部分觀察不到大頭針P1、P2的像 （2）若AOF=30°，OP3與OC的夾

9、角為30°，則液體的折射率為 。 17．（8分）（2020年天津）現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把他們放在圖8所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_____、A。 （2）本實驗的步驟有： ①取下折光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿折光筒軸線把屏照亮； ②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于折光筒的軸線上； ③用米尺測量雙縫到屏的距離； ④用測量頭（其讀數(shù)方法與螺旋測微器相同）測量數(shù)條亮紋的間距。 在操作步驟②時還應(yīng)注意_________________

10、__和______________________________。 （3）測量頭的劃分板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖9所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖10中手輪上的示數(shù)___________mm，求得相鄰亮紋的 間距△x為_______mm。 （4）已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700mm，由計算式λ＝ 19．（14分）太陽帆飛船是利用太陽光的壓力進行太空飛行的航天器．由于太陽光具有連續(xù)不斷、方向固定等特點，借助太陽帆為動力的航天器無須攜帶任何燃料，在太陽光光子的撞擊下

11、，航天器的飛行速度會不斷增加，并最終飛抵距地球非常遙遠的天體．現(xiàn)有一艘質(zhì)量為663 kg的太陽帆飛船在太空中運行，其帆面與太陽光垂直．設(shè)帆能100％地反射太陽光，帆的面積為66300 m2、且單位面積上每秒接受太陽輻射能量為E0=1.35×103W/m2。已知太陽輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-7m～1×10-5m波段，計算時可取其平均波長為10-6m，且不計太陽光反射時頻率的變化．普朗克常量h=6.63×10-34J·s．求： （1）每秒鐘射到帆面的光子數(shù)為多少? （2）由于光子作用，飛船得到的加速度為多少? 參考答案 基礎(chǔ)演練 第一節(jié) （4） 6.6×103 19．解析：（1）每秒光照射到帆面上的能量 ① 光子的平均能量 ② 且 ③ 每秒射到帆面上的光子數(shù) ④ 由①②③④，得 ⑤