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光学经典练习题及其答案


光学经典练习题及其答案
1.一束光穿过表面光滑的玻璃砖,请完成光路图.

2.在池边看水中的鱼,看到鱼的位置比实际要浅,这是由于 ( ) . A.光线从水中射入空气时发生折射,折射角大于人射角 B.光线从空气射人水中时发生折射,折射角小于入射角 C.光线在水面处发生镜面反射 D.光线在水面处发生漫反射 3.下列折射光路正确的是 ( )

4.在颐和园的昆明湖的水中可以看十七孔桥的倒影,还可以看到鱼在水中游、云在水中飘 的情景,下列说法正确的是: ( ) A.看到十七孔桥的倒影是虚像,属于光的直线传播 B.看到水中游动的鱼是鱼的实像,属于光的折射.看到云在水中飘是云在水中的虚像,属于 光的反射 C.看到云在水中飘是云在水中的虚像,属光的反射 D.均为虚像,属于光的折射 5.站在岸上的人看到有一鱼静止在水中,如果他想用激光手电筒的光束射中它,则应瞄准 ( ) . A.看到的鱼 B.看到鱼的下方 C.看到的鱼的上方 D.看到的鱼的前方 6.一盏探照灯装在东面看台上,灯光朝西斜向下射到没有水的游泳池的底的中央,在将游 泳池逐渐灌满水的过程中,池度的光斑将 ( A.向东移动后静止 B.向西移动后静止 C.先向东移动后向西移动 D.仍在原来位置 )

7.观察水边风景照片, 总会发现倒影部分比实物本身暗一此, 这是由于 A.入射光线被反射掉一部分 C. 眼睛的一种习惯感觉 B.人射水面的光线有一部分折射入水中 D.冲洗照片质量有问题



) .

8.诗中有“大漠孤烟直,长河落日圆”的壮美诗句,诗人观察到的落日并 非太阳的实际位置,如图所示,而是光线经过不均匀的大气时发生了 而成的像,太阳实际在图中_____________位置(选填“甲”或“乙” ) 9.某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。池内无水时,射 灯发出的一束光照在池壁上,在 S 点形成一个亮斑,如右图所示。现往池 内注水,水面升至 a 位置时,站在池旁的人看到亮斑的位置在 P 点; 如果 水面升至 b 位置时,人看到亮斑的位置在 Q 点,则( A.P 点在 S 点的上方,Q 点在 S 点的上方 点的下方 C.P 点在 S 点的下方,Q 点在 S 点的上方 点在 S 点的下方 10.现象中,属于光的折射现象的是( ) B.教室里的黑板“反光” D. 小孔成像 D.P 点在 S 点的下方,Q ) B.P 点在 S 点的上方,Q 点在 S 图 4-21 图 4-20

A. 在太阳光照射下,地面上出现大树的影子 C.斜插人水中的筷子,从水面上看,水下部分向上弯折了

11.老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后,同学们 来到实验室上,一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水,发现了 一个奇特的现象:白糖水中的光路不是直线,而是一条向下弯曲的曲线,如图 4-22 所 示。关于对这个现象的解释,同学们提出了以下猜想,其中能合理解释该现象的猜想 是( ) B.激光笔发出的光线木绝对平行 D.激光笔发出的各种颜色的光发生了色 图 4-22 A.玻璃缸的折射作用 散 12.图 4-23 所示,OA 是光从水中射入空气的一条反射光线,若 OA 与水面夹角 60?,关于入 射角 α 、折射光线与法线的夹角 β 的说法正确的是( A.α =60?,β <60? C.α =30?,β <30? B.α =60?,β >60? B.α =30?,β >30? ) 空气 水

C.白糖水的密度不是均匀的,越深密度越大

O 6 A 0
图 4-23

13 光从空气中斜射到一块水平透明玻璃板上,设入射角为 α ,反射光线跟折射光线之间的

°

夹角为 β .则下列说法正确的是( A.β 随 α 的减小而增大

) B.β 随 α 的增大而增大 D.当 α =30°时,β 可能大于 150°

C.当 α =30°时,β 在 120°到 150°之间 14 现象中,属于光的折射的是( A.三日同辉 )

B.从平面镜中看见自己的像

C.在太阳光照射下,树木出现了影子 D.平静的水面映出岸上的景物 15 喜欢看星星,听奶奶讲"牛郎织女"的故事.有一天晚上,小明突然想:星星为什么老 是眨呀眨呀的呢?难道它们能一会儿发光, 一会儿又不发光?不可能! 那又是为什么呢?为 了研究这个问题,小明收集了下面这些光现象,或许可以从中找到原因. (1)在野外围着篝火烧烤, 隔着篝火会看到对面的人在晃动; (2)在哈哈镜前看到自己大变样; (3)夏天,可以看到柏油马路上好像有一股水汽在上升,隔着水汽看到对面的东西在晃动. 问题一:你觉得小明收集的这些现象当中,有没有与星星眨眼睛问题相似的?如果有,你觉 得它们的相似点在哪里? 问题二: 你现在知道为什么星星会眨眼睛了吗?请你想象一下, 在月球上看到的星星会眨眼 睛吗? 问题三:美国的哈勃天文望远镜是科学家们花了很大的力气才送上天的.它无论是制造还 是维护都非常昂贵.科学家们为什么要把天文望远镜送到天上去?这样做有什么好处?

1.(2011 安徽)实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随着波长 ? 的变化 符合科西经验公式: n ? A ?

B

?

2

?

C

?4

,其中 A、B、C 是正的常量。太阳光进入三棱镜后发

生色散的情 形如下图所示。则 A.屏上 c 处是紫光 B.屏上 d 处是红光 C. 屏上 b 处是紫光 D.屏上 a 处是红光 2.(2011 全国)雨后太阳光入射到水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 太阳光 B.紫光、蓝光、黄光和红光 C.红光、蓝光、黄光和紫光
a b c d

屏 a b c d a

D.红光、黄光、蓝光和紫光

3. (2011 北京)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。要得到相邻条纹间距更 大的干涉图样,可以 A.增大 S1 与 S2 的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离
单缝屏双缝屏光屏 单 色 光 S S2 S1

P

C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光 4.(2011 重庆)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 ③b 光的折射率最大 ②a 光的传播速度最小 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. ①② C. ②④ B. ①③ D. ③④

5. (2011 浙江)“B 超”可用于探测人体内脏的病变状况。下 图是超声波 从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进 入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为

sin ?1 v1 ? (式 sin ? 2 v2

中 ?1 是入射角,? 2 是折射角, v1 、 v 2 为别是超声波在肝外和肝内的传播速度) ,超声波在 肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同, 已知 v2 ? 0.9v1 入射点与出射点之间 的距离是 d,入射角为 i ,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度 h 为 A.
2

9d sin i 100 ? 81sin 2 i

d 81 ? 100sin 2 i B. 100sin i d 100 ? 81sin 2 i D. 18sin i

d 81 ? 100sin 2 i C. 20sin i

[

6. (2011 天津)甲、乙两单色光分别通 过同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 ?x ,若 ?x甲 ? ?x乙 ,则下列说法正确的是 A.甲光能发生偏振现象,则乙光不能 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.在同一种均匀介质中甲光的传播速度 大于乙光 7. (2011 四川)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注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 8(2010 全国卷 1) .某人手持边长为 6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测 量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为 0.4m。在某位置时,他在镜中恰好能够看 到整棵树的像;然后他向前走了 6.0 m,发现用这个镜子长度的 5/6 就能看到整棵树的像, 这棵树的高度约为 A.5.5m B.5.0m C.4.5m D.4.0m

9(2010 全国卷 2).频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚 玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是

A. 单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长 B. 在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 C. 单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间 D. 单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角 10(2010 新课标卷)[物理——选修 3-4] (1)(5 分)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角 ? ABC, ?A 为直角.此截面所在平面内 的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边,进入棱镜后直接射到 AC 边上,并刚好能发生全反 射.该棱镜材料的折射率为_________.(填入正确选项前的字母)
[来源:学科网]

[来源:学科网 ZXXK]

A、

6 2

B、 2

C、

3 2

D、 3

11(2010 北京卷) .对于红、黄、绿、蓝四种单色光,下列表述正确的是 A.在相同介质中,绿光的折射率最大 B.红光的频率最高 C.在相同介质中,蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小 12(2010 上海物理). 根据爱因斯坦光子说,光子能量 E 等于( h 为普朗克常量, c、? 为 真空中的光速和波长) (A) h

c

?

(B) h

?
c

(C) h?

(D)

h ?

13(2010 天津卷).用同一光管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与 光电管两极间所加电压 U 的关系如图。则这两种光

A 照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉,a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度大 14(2010 重庆卷).如题 20 图所示,空气中在一折射率为 2 的玻璃柱体,其横截面 是圆心角为 90°、半径为 R 的扇形 OAB,一束平行光平行于横截面,以 45°入射角照射到 OA 上,OB 不透光,若只考虑首次入射到圆弧 ? 上的光,则 ? 上有光透出部分的弧长为 AB AB

A

1 ?R 6

B ?R

1 4

C ?R

1 3

D

5 ?R 12

15(2010 江苏卷) (选修模块 3-4)

(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广 泛。下面关于激光的叙述正确的是 (A)激光是纵波 (B)频率相同的激光在不同介质中的波长相同 (C)两束频率不同的激光能产生干涉现象 (D)利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 (2)如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为 5.30×10?7 m,屏上 P 点距双 缝 s1 和 s2 的路程差为 7.95× 10?7 m.则在这里出现的应是(选填“明条纹”或“暗条纹”。 ) 现改用波长为 6.30× 10?7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距 将 (选填“变宽”“变窄” 、 、或“不变”) 。

(3)如图乙所示,一束激光从 O 点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从 上面的 A 点射出。已知入射角为 i ,A 与 O 相距 l,介质的折射率为 n,试求介质的厚度 d.

16(2010 江苏卷) (选修模块 3-5) (1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠 极板(阴极 K) ,钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收,在电路中形成光电流。下列光电流 I 与 A\K 之间的电压 U ak 的关系图象中,正确的是 .

(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金 属表面逸出的过程中, 其动量的大小_____(选填 “增大、 “减小” “不变” 原因是_______。 或 ), (3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV 和-1.51eV,金属钠的截止 频率为 5.53 ?1014 Hz, 普朗克常量 h= 6.63 ?10?34 J/s.请通过计算判断,氢原子从第二激发态 跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应。 17(2010 福建卷)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行, 正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示,①此玻璃的折射率计算 式为 n=________(用图中的θ 1、θ 2 表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择, 为了减小误差,应选用宽度______________________ .(填“大”或“小”)的玻璃砖采测 量。

18(2010 山东卷)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧 形状,一细束单色光由 MN 端面的中点垂直射入,恰好能在弧面 EF 上发生全反射,然后垂直 PQ 端面射出。

①求该玻璃棒的折射率 ②若将入射光向 N 端平移,当第一次射到弧面 EF 上时______(填“能” “不能”或“无 法确定能否” )发生全反射。 19(2010 四川卷).用波长为 2.0 ?10?7 m 的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中 最大的动能是 4.7 ?10?19 J 。由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量 h=6.63 ?10?34 J ·s) , 光速 c=3.0 ?108 m /s,结果取两位有效数字) A.5.5 ?1014 Hz B .7.9 ?1014 Hz C 9.8 ?1014 Hz D .1.2 ?1015 Hz

20(09 年全国卷Ⅰ)某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平行, 物体距离左镜 4m,右镜 8m,如图所示,物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与 物体的距离是

A.24m

B.32m

C.40m

D.48m

21(09 年全国卷Ⅱ). 一玻璃砖横截面如图所示,其中 ABC 为直角三角形(AC 边末 画出) ,AB 为直角边 ? ABC=45°;ADC 为一圆弧,其圆心在 BC 边的中点。此玻璃的折 射率为 1.5。P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏。若一束宽度与 AB 边长度相等 的平行光从 AB 边垂直射入玻璃砖,则

A. 从 BC 边折射出束宽度与 BC 边长度相等的平行光

B. 屏上有一亮区,其宽度小于 AB 边的长度 C. 屏上有一亮区,其宽度等于 AC 边的长度 D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时,屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 22(09 年上海物理)光电效应的实验结论是:对于某种金属 A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应 C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小 D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大 23(09 年上海物理.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(09 年广东物理)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是 A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 25(09 年宁夏卷) ] (1) 关于光电效应, 下列说法正确的是_______ (填入选项前的字母, 有填错的不得分) A.极限频率越大的金属材料逸出功越大 B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应 C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小 D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多 26(09 年天津卷)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光 A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大

C.从该玻璃中射入空气发 生反射时,红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大

27 09 年宁夏卷) 一棱镜的截面为直角三角形 ABC, ( ) ∠A=30o, 斜边 AB=a。棱镜材料的折射率为 n= 。在此截面所在的平

面内,一条光线以 45o 的入射角从 AC 边的中点 M 射入棱镜射出 的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况) 。

28(2008 宁夏卷) )一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平面上,球 体由折射率为 3 的透明材料制成。现有一束位于过球心 O 的竖直平 面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表 面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为 3R / 2 。求出射 角?。

答案
1.

2.A

3.B 4.C 5.B 6.B 7.B 8 折射 9.C 10.C 11.C 12.B 13.C 14.A 15 题:有, 、 (l)(3)现象中,由于空气密度不均,使光产生折射,成星星眨眼睛、人的晃 动,对面的东西晃动 问题二:不会,月球上没有空气 问题三:可以避免大气折射给观测带来的不便 [附加 5]一个人立于河边看对岸的一株树 AB 在水中的像,当人离开河岸后退超过 6m 就不 能看到整个树的像。已知人高 EF=1.5m,河两岸都高出水面 1m,河宽 40m,如图所示, 求树高? 乙

解:如图所示, 直角△COB’、 △OGH 和△GEF 相似, 则每个三角形的直角边之比为一定值, 则:

CO OH GF ? ? CB' GH EF
又 GF=6m, EF=1.5m,GH=1m

?

OH 6 ? ? OH ? 4m 1 1.5
又因为

而 CO=40-4=36m

CO ?4 CB'

所以 CB’=

1 CO 4

? CB' ?

1 ? 36 ? 9m 故 AB=A’B’=CB’-CA’=9-1=8m 4

∴树高为 8m。

1.D 解析:白色光经过三棱镜后产生色散现象,在光屏由上至下(a、b、c、d)依次为红、 橙、黄、绿、蓝、靛、紫。屏上 a 处为红光,屏上 d 处是紫光,D 正确。 2.B 【解析】由于太阳光经过小水滴时,受到两次折射,一次反射,在进入小水滴后就被分 解成七色光,这七色光再经过水滴内表面反 射进入我们的视角,形成七彩的虹,通过比较 第一次折射可以看出,入射角均相同,a 光的折射角 r 最小而 d 光的折射角 r 最大,根据其 折射率 n=

sini 知水对 a 光的折射率最大,而对 d 光的折射率最小,再由在同种介质中,紫 sinr

光折射率最大而红光折射率最小可判断只有 B 选项正确 3.C 4.C. 【解析】折射率越大,在水中的像看起来就越浅,b 在水下的像最深,说明 b 光的折射 率最小;c 照亮水面的面积比 a 的大,说明 c 光的临界角大于 a 光的临界角,则 c 光的折射 率小于 a 光的折射率,这样就能判断出三种光的折射率大小关系是 na ? nb ? nc ,所以 a、 b、c 相当于紫、绿、红三种色光,这样,就能十分简单断定【答案】项 C 正确.

d sin i v1 ? , 5.D【解析】已知入射角为 i ,设折射角为 r ,根据题意有 tan r ? 2 、 h sin r v 2
d 100 ? 81 sin i 而 v2 ? 0.9v1 ,解得 h ? 。 18 sin i
6.A 解析:由光路可逆知道 A 正确;由于存在光的全反射,所以不一定从介质看到另一侧的 所 有景物,B 错误;可见光也是电磁波,他它们的速度可以相等,C 错误;只有在同一均匀 介质中光才能沿直线传播,D 错误。 7. 【答案】BD 考查光的综合应用。偏振现象是横波特有的现象,甲乙都可以有偏振现象发生,A 错;
2

由 ?x甲 ? ?x乙 , ?x ?

L ? 可知甲光的波长大于乙光,B 正确 ;光子能量取决于光子的频率, d

而光子频率与波长成反比,C 错;波速与波长之间同步变化,D 正确。 8.B 【解析】如图是恰好看到树时的反射光路,由图中的三角形可得

眼睛



树 的 像

树高 树到镜的距离 ? 眼睛距镜的距离0.4m H L ? 0.4m ,即 。人 ? ? 镜高6cm 眼睛距镜的距离0.4m 0.06m 0.4m
离树越远,视野越大,看到树所需镜面越小,同理有 解得 L=29.6m,H=4.5m。 9.AD 解析:由折射光路知,1 光线的折射率大,频率大,波长小,在介 质中的传播速度小,

H L ? 0.4m ? 6m ,以上两式 ? 0.05m 0.4m

sin i d ,在玻璃种传播的距离为 l ? ,传播 sin r cos r c l d sin i 2d sin i 速度为 v ? ,所以光的传播事件为 t ? ? ,1 光线的折射角小,所 ? n v c sin r cos r c sin 2r
产生全反射的临界角小,AD 对,B 错。 n ? 经历的时间长,C 错误。 10.A 0 0 解析: 根据折射率定义有, ?1 ? n sin ?2 , sin ?3 ? 1 , 已知∠1=45 ∠2+∠3=90 , sin n 解得:n= 11 C 【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大,光从真空进入介质频率不变,B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率,A 错。频率大的光在真空中和介质中 的波长都小,蓝光的波长最短,C 正确。频率大,光子能量大,D 错

6 2

12 A

E ? hv ? h

c

?



本题考查光子能量公式和光速公式。 13 BC 14 B 【解析】根据折射定律, 2 ?

sin 45? 可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为 30°。 sin r

过 O 的光线垂直入射到 AB 界面上点 C 射出,C 到 B 之间没有光线射出;越接近 A 的光线 入射到 AB 界面上时的入射角越大, 发生全反射的可能性越大, 根据临界角公式 sin C ?

1 2

得临界角为 45°,如果 AB 界面上的临界点为 D,此光线在 AO 界面上点 E 入射,在三角 形 ODE 中可求得 OD 与水平方向的夹角为 180°-(120°+45°)=15°,所以 A 到 D 之间 没有光线射出。 由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90°-(30°+15°)=45°,为 ? R 。 15(1)D; (2)暗条纹;变宽。解析:

1 4

7.95 ? 1.5 ,波程差是半波长的奇数倍,是暗条纹。 5.30

I ? , ? 变大, ?x 变大,变宽。 d sin i (3)设折射角为 r,折射定律 ? n ;几何关系 l ? 2d tan r sin r ?x ?

n 2 ? sin 2 i I 解得 d ? 2sin i
16(1)选 C 本题考查光电效应规律 (2)减小;光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功) (3)氢原子放出的光子能量 E ? E3 ? E2 ,带入数据的 E ? 1.89eV 金属钠的逸出功 W0 ? hv0 ,带入数据得 E ? 3.2eV 因为 E ? W0 ,所以不能发生光电效应。

[来源:学科网]

17(1)① n ?

cos ?1 sin(90? ? ?1 ) (或 n ? )②大 sin(90? ? ? 2 ) cos ? 2
1 ,n ? 2 2

18

①如图,临界角 C=45°, sin C ?

②入射角大于临界角,能。

19 B 【解析】根据光电效应方程 E km ? h? ? W ,在恰好发生光电效应时最大出动能为 0 有

h? 0 ? W ,且 c ? ?? ,综合化简得

?0 ? ?
20 B

h

c

? E km h

E km 3 ? 10 8 4.7 ? 10 ?19 ? ? ? ? ? 8 ? 1014 Hz ?7 ?34 ? h 2 ? 10 6.63 ? 10 c

21 BD

[

解析: 本题考查光的折射和全反射.宽为 AB 的平行光进入到玻璃中直接射到 BC 面,入射
o 角为 45 >临界角 ? ? arcsin

1 ,所以在 BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为 AB 长度的竖 1.5

直向下的平行光射到 AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于 AB 的长度,B 对.D 正确 22 AD 解析:每种金属都有它的极限频率? 0 ,只有入射光子的频率大于极限频率? 0 时,才会 发生光电效应,且入射光的强度越大则产生的光子数越多,光电流越强;由光电效应方程

Ek ? h? ? W ? h? ? h? 0 ,可知入射光子的频率越大,产生的光电子的最大初动能也越大,
与入射光的强度无关,所以 AD 正确

23 长,增大。 解析:依据双缝干涉条纹间距规律 ?x ?

L ?? ,可知要使干涉条纹的间距变大,需要改 d

用波长更长的单色光,应将增大双缝与屏之间的距离 L。 24 A

解析:硅光电池是把光能转变为电能的一种装置,A 正确;是利用光电效应原理制成的 器件,依据光电效应方程 Ek ? h? ? W ? h? ? h? 0 可见只有当入射光子的频率大于极限频率 时才可能发生光电效应,B 错误,C 错误,D 错误。 26 A 27 解析: 设入射角为 i,折射角为 r,由折射定律得

sin i ? n① sin r
由已知条件及①式得

r ? 300 ②
如果入射光线在法线的右侧,光路图如图 1 所示。设出射点为 F,由几何关系可得

3 AF ? a ③ 8
即出射点在 AB 边上离 A 点 a 的位置。 如果入射光线在法线的左侧,光路图如图 2 所示。设折射光线与 AB 的交点为 D。 由几何关系可知,在 D 点的入射角

3 8

? ? 600 ④
设全发射的临界角为 ? c ,则

sin ?c ?

1 ⑤ n

由⑤和已知条件得

? c ? 450 ⑥
因此,光在 D 点全反射。 设此光线的出射点为 E,由几何关系得 ∠DEB= 90
0

BD ? a ? 2 AF ⑦

BE ? BD sin 300 ⑧
联立③⑦⑧式得

1 BE ? a ⑨ 8
即出射点在 BC 边上离 B 点 a 的位置。 28 解析:设入射光线与 1/4 球体的交点为 C,连接 OC,OC 即为入射点的法线。因此, 图中的角α 为入射角。过 C 点作球体水平表面的垂线,垂足为 B。依题意,∠COB=α 。又 由△OBC 知 sinα =

1 8

3 ① 2

设光线在 C 点的折射角为β ,由折射定律得

sin ? ? 3② sin ?
由①②式得

? ? 30? ③

由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ (见图)为 30°。由折射定律得

sin ? 1 ? sin ? 3
因此



sin ? ?
解得

3 2

? ? 60?



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