5.对于红、绿、蓝三种单色光,下列表述正确的是（ ）
A.红光频率最高
B.蓝光频率最高
C.绿光光子能量最小
D.蓝光光子能量最小
答案 B 红、绿、蓝三种单色光,频率最高的是蓝光,最低的是红光,由E=hν可知蓝光光子能量最大,红光光子能量最小。
6.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:
“雨色映日而为虹”。
从物理学角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。
如图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光（ ）
A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大
C.分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光也一定能
D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
答案 C 根据光路图可知,a光的折射率大于b光的折射率。
由n=可知,在同种玻璃中,a光的传播速度应小于b光,A项错误;以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,由于a光的折射率大,偏折程度大,a光侧移量大,B项错误;折射率大的a光频率也高,所以分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光也一定能,C项正确;由于b光的折射率小,b光从光密介质射向光疏介质发生全反射的临界角大,当a、b光以相同的入射角从水中射入空气时,若在空气中只能看到一种光,说明该光未发生全反射,所以一定是b光,D项错误。
7.如图所示,用绿光照射一光电管,能产生光电效应。
欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,可以（ ）
A.改用红光照射
B.改用紫光照射
C.延长绿光照射时间
D.增加绿光照射强度
答案 B 由Ek=hν-W可知,欲使光电子最大初动能增大,应改用频率更大的光照射,紫光频率大于绿光频率,绿光频率大于红光频率,故改用紫光照射,可使光电子的最大初动能增大,A不正确,B正确;Ekm与绿光照射的时间和强度无关,C、D都不正确。
8.用某种频率的光照射锌板,使其发射出光电子。
为了增大光电子的最大初动能,下列措施可行的是（ ）
A.增大入射光的强度
B.增加入射光的照射时间
C.换用频率更高的入射光照射锌板
D.换用波长更长的入射光照射锌板
答案 C 由光电效应方程Ek=hν-W知光电子的最大初动能取决于入射光的频率与光电材料的逸出功,而与入射光的强度、照射时间无关,可见增大入射光的频率即降低入射光的波长,可增大光电子的最大初动能,C正确。
9.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光）,如图所示。
则可判断出（ ）
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
答案 B 由于是同一光电管,因而不论对哪种光,极限频率和金属的逸出功相同,对于甲、乙两种光,反向遏止电压相同,因而频率相同,A项错误;丙光对应的反向遏止电压较大,因而丙光的频率较高,波长较短,对应的光电子的最大初动能较大,故C、D均错,只有B项正确。
10.某直角棱镜顶角θ=41.3°,由下表内各种色光组成的一窄光束以垂于直角边AB的方向射入棱镜,如图所示。
下表中给出了棱镜对各种色光的折射率和临界角,下列说法正确的是（ ）
色光
紫光
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
折射率
1.532
1.528
1.519
1.517
1.514
1.513
临界角
40.75°
40.88°
41.77°
41.23°
41.34°
41.37°
A.只有橙光、红光和黄光从棱镜的AC面射出
B.只有紫光、蓝光、绿光和黄光从棱镜的AC面射出
C.若在BC的下方放一光屏,从BC出射的光在光屏上将会形成一彩色光带
D.只有紫光、蓝光、绿光和黄光从BC射出并在光屏上形成彩色光束
答案 C 由图可知在AC界面处的入射角θ=41.30°,由全反射的条件可知,当入射角θ>C时能发生全反射,因此只有橙、红光不能全反射,这两种光在AC面上同时发生折射和反射,故选项A和B均错误;其余四种光线经AC面反射后射到BC面而折射,橙、红光虽折射但同时也有反射光射到BC面,因各色光折射率不同形成六色彩色光带,故选项C对而选项D错误。
二、非选择题（共40分）
11.（4分）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θ1、θ2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”）的玻璃砖来测量。
答案 ① ②大
解析 ①根据折射率定义可知n==;
②玻璃砖宽度大些,光线穿过时的侧移量就会大些,故插针时便于观察和插准。
12.（6分）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
（1）本实验的实验步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意 和 。
（2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图（a）所示。
然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图（b）中手轮上的示数为 mm,求得相邻亮纹的间距Δx= mm。
（3）已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ= ,求得所测红光的波长为 nm。
答案
（1）见解析
（2）13.870 2.310
（3） 6.6×102（或660）
解析
（1）在操作步骤②时还应注意的事项有:
放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5~10cm。
（2）图（b）读数为x2=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm,
图（a）读数为x1=2.0mm+32.0×0.01mm=2.320mm
所以相邻亮纹间距
Δx==mm=2.310mm
（3）由条纹间距离公式Δx=λ得λ=,代入数值得λ=6.6×10-7m=6.6×102nm
13.（15分）光具有波粒二象性,光子的能量E=hν,其中频率ν表征波的特征。
在爱因斯坦提出光子说之后,法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系λ=。
若某激光管以P=60W的功率发射波长λ=663nm的光束,试根据上述理论计算:
（1）该管在1s内发射出多少个光子?
（2）若该管发射的光束被某黑体表面吸收,那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力F为多大?
答案
（1）2×1020
（2）2×10-7N
解析
（1）由能量守恒定律得Pt=n,可得n=2×1020个
（2）对光子由动量定理,可得F't=（p2-p1）n,可得F'=-2×10-7N
由牛顿第三定律知黑体表面所受作用力F=-F'=2×10-7N。
14.（15分）如图所示,一个半径为r的圆木板静止在水面上,在圆木板圆心O的正下方H=r处有一点光源S,已知水的折射率n=。
（1）求沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角。
（2）若要在水面上方观察不到点光源S所发出的光,则应将点光源S至少竖直向上移多大的距离?
（结果可用根式表示）
答案
（1）45°
（2）（-1）r
解析
（1）设入射角为θ1,折射角为θ2,则tanθ1=①
即θ1=30°②
=③
联立①②③式得θ2=45°④
（2）若在水面上方观察不到点光源所发出的光,则入射到圆木板边缘的光线将发生全反射,设临界角为C,点光源S离圆心的距离为h,则由sinC=得⑤
C=45°⑥
由几何关系tanC=得⑦
h=r⑧
则点光源S至少上移Δh=（-1）r⑨
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