高考物理光学选择题汇编全国各地高考真题共34题有答案.docx

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高考物理光学选择题汇编全国各地高考真题共34题有答案

高考物理光学选择题汇编(2019-2014全国各地高考真题共34题有答案)

1.(2019•天津)如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。

由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是(  )

A.

B.

C.

D.

2.(2019•北京)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。

表中给出了6次实验的结果。

入射光子的能量/eV

相对光强

光电流大小/mA

逸出光电子的最大动能/eV

第一组

1

2

3

4.0

4.0

4.0

29

43

60

0.9

0.9

0.9

第二组

4

5

6

6.0

6.0

6.0

27

40

55

2.9

2.9

2.9

由表中数据得出的论断中不正确的是(  )

A.两组实验采用了不同频率的入射光

B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大

3.(2019•北京)利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是(  )

A.甲对应单缝,乙对应双缝

B.甲对应双缝,乙对应单缝

C.都是单缝,甲对应的缝宽较大

D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大

4.(2018•北京)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹,在光源与单缝之间加上红色滤光片后(  )

A.干涉条纹消失

B.彩色条纹中的红色条纹消失

C.中央条纹变成暗条纹

D.中央条纹变成红色

5.(2018•天津)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定(  )

A.Hα对应的前后能级之差最小

B.同一介质对Hα的折射率最大

C.同一介质中Hδ的传播速度最大

D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能

6.(2018•新课标Ⅱ)用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10﹣19J,已知普朗克常量为6.63×10﹣34J•s,真空中的光速为3.00×108m•s﹣1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(  )

A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz

7.(2017•天津)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:

“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是(  )

A.若增大入射角i,则b光先消失

B.在该三棱镜中a光波长小于b光

C.a光能发生偏振现象,b光不能发生

D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低

8.(2017•北京)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。

如果光束b是蓝光,则光束a可能是(  )

A.红光B.黄光C.绿光D.紫光

9.(2017•北京)2017年年初,我国研制的“大连光源”﹣﹣极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm(1nm=10﹣9m)附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。

据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s,真空光速c=3×108m/s)(  )

A.10﹣21JB.10﹣18JC.10﹣15JD.10﹣12J

10.(2017•北京)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。

例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。

如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。

两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。

飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。

下列说法正确的是(  )

A.天线发出的两种无线电波必须一样强

B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉

C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定

D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合

11.(2016•全国)由折射率为1.5的玻璃制成的截面为等边三角形的棱镜置于空气中,下列光路图中正确的是(  )

A.

B.

C.

D.

12.(2016•上海)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。

两块平行放置的金属板A、B分别于电源的两极a、b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。

则(  )

A.a为电源正极,到达A板的为α射线

B.a为电源正极,到达A板的为β射线

C.a为电源负极,到达A板的为α射线

D.a为电源负极,到达A板的为β射线

13.(2016•上海)在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则(  )

A.中间条纹间距较两侧更宽

B.不同色光形成的条纹完全重合

C.双缝间距离越大条纹间距离也越大

D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹

14.(2016•天津)如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则(  )

A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大

B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大

C.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光的饱和电流大

D.若两光均由氢原子能级跃迁发生,产生a光的能级能量差大

15.(2015•上海)X射线(  )

A.不是电磁波B.具有反射和折射的特性

C.只能在介质中传播D.不能发生干涉和衍射

16.(2015•上海)某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示。

表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料(  )

材料

极限波长(nm)

541

268

196

A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子

C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子

17.(2015•上海)用很弱的光做单缝衍射实验,改变曝光时间,在胶片上出现的图象如图所示,该实验表明(  )

A.光的本质是波

B.光的本质是粒子

C.光的能量在胶片上分布不均匀

D.光到达胶片上不同位置的概率相同

18.(2015•重庆)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可利用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图1所示.M、N、P、Q点的颜色分别为(  )

A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫

C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红

19.(2015•浙江)以下说法正确的是(  )

A.真空中蓝光的波长比红光的波长长

B.天空中的彩虹是由光干涉形成的

C.光纤通信利用了光的全反射原理

D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变

20.(2015•天津)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

21.(2015•安徽)如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气,当出射角i′和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ,已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(  )

A.

B.

C.

D.

22.(2015•鼓楼区)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则(  )

A.λa<λb,na>nbB.λa>λb,na<nb

C.λa<λb,na<nbD.λa>λb,na>nb

23.(2015•四川)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。

a、b光相比(  )

A.玻璃对a光的折射率较大

B.玻璃对a光的临界角较小

C.b光在玻璃中的传播速度较小

D.b光在玻璃中的传播时间较短

24.(2014•全国)如图,L1、L2分别为凸透镜和凹透镜,它们组成的系统能使平行于主光轴、直径为d的平行入射光束变为仍平行于主光轴、直径为

的出射光束,L1和L2之间的距离为S,则L1的焦距f1和L2的焦距f2分别为(  )

A.f1=2s,f2=﹣sB.f1=s,f2=﹣

C.f1=s,f2=﹣sD.f1=

s,f2=﹣

25.(2014•全国)在研究光电效应试验中,已知照射光的光子能量大于被照射金属的逸出功,下列说法正确的是(  )

A.当电压为零时,光电流也为零

B.光电流不可能随着电压的增大而一直增大

C.被照射金属产生的光电子的初动能是相同的

D.当照射光的强度增大时,产生的每个光电子的初动能必随之增大

26.(2014•全国)如图所示,M1和M2为平行放置的两个平面镜,M2上放置一块透明的平行玻璃板。

已知玻璃板的厚度为d,折射率为n,空气的折射率取1,在玻璃板上表面有光源SN要使它在某一时刻发出的光分别经M1和M2反射后能同时返回至S点,则M1、M2之间距离为(  )

A.ndB.(n+1)dC.2ndD.2(n﹣1)d

27.(2014•上海)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是(  )

A.光电效应是瞬时发生的

B.所有金属都存在极限频率

C.光电流随着入射光增强而变大

D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大

28.(2014•大纲卷)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589nm的光,在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝的间距为(  )

A.2.06×10﹣7mB.2.06×10﹣4mC.1.68×10﹣4mD.1.68×10﹣3m

29.(2014•北京)以往,已知材料的折射率都为正值(n>0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i与折射角γ依然满足

=n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).若该材料对于电磁波的折射率n=﹣1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是(  )

A.

B.

C.

D.

30.(2014•四川)如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则(  )

A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B.小球所发的光能从水面任何区域射出

C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大

D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

31.(2014•福建)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,如图能正确描述其光路的是(  )

A.

B.

C.

D.

32.(2014•江苏)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的(  )

A.波长B.频率C.能量D.动量

33.(2014•福建)如图,放射性元素镭衰变过程中释放αβγ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法中正确的是(  )

A.①表示γ射线,③表示α射线

B.②表示β射线,③表示α射线

C.④表示α射线,⑤表示γ射线

D.⑤表示β射线,⑥表示α射线

34.(2014•重庆)打磨某割面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是(  )

A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射

B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出

C.若θ<θ1,光线会从OP边射出

D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射

 

参考答案

1.【解答】解:

分析光电流和电压的关系图象,结合光电效应方程可知,eU=Ek=hγ﹣W,即遏止电压大的,入射光的频率大,故

,频率大的折射率大,折射率大的通过三棱镜时,光线偏转的厉害,故b光偏转厉害,故C正确,ABD错误。

故选:

C。

2.【解答】解:

A.第一组实验时,光子能量为4.0eV,第二组实验时,光子能量为6.0eV,可知两组实验采用了不同频率的入射光,故A正确;

B.根据光电效应方程Ek=hv﹣W,可得第一组实验对应金属板的逸出功为W=4.0eV﹣0.9eV=3.1eV,第二实验对应金属板的逸出功为W'=6.0eV﹣2.9eV=3.1eV,有W=W',则可知两组实验所用的金属板材质相同,故B错误;

C.若入射光子的能量为5.0eV,根据光电效应方程Ek=hv﹣W,可得逸出光电子的最大动能为Ek=5.0eV﹣3.1eV=1.9eV,故C正确;

D.由表格中的数据可知,在产生光电效应的前提下,对同种频率的入射光而言,入射光的强度越大,光电流越大,所以若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大,故D正确。

本题选不正确的,故选:

B。

3.【解答】解:

干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象,而衍射条纹中,中间的亮纹的宽度最大,向两边渐渐减小,

因此甲对应单缝,乙对应双缝,故A正确,BCD错误。

故选:

A。

4.【解答】解:

A、在双缝中,仍是频率相同的红光,因此能发生干涉现象,故A错误;

B、由于只有红光干涉条纹,因此不会出现彩色条纹,也没有彩色条纹中的红色条纹消失现象,故B错误;

C、在中央条纹,满足光程差为零,则是明条纹,并不变成暗条纹,故C错误;

D、得到白光的干涉条纹后,在光源与单缝之间加上红色滤光片,在双缝中的,由于红光的频率相同,则能发生干涉,但不是彩色条纹,而是明暗相间的红色条纹,故D正确。

故选:

D。

5.【解答】解:

A、四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,在真空中的波长由长到短,根据

,可知,四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,的频率是由低到高;那么它们的能量也是由小到大,

而△E=Em﹣En=hγ,则Hα对应的前后能级之差最小,故A正确;

B、当在同一介质,由于Hδ,能量最大,那么其的折射率也最大,而对Hα的折射率最小,故B错误;

C、在同一介质中,Hδ的折射率最大,由v=

,可知,其传播速度最小,故C错误;

D、若用Hγ照射某一金属能发生光电效应,由于Hβ的能量小于Hγ,即Hβ的频率小于Hγ,依据光电效应发生条件,其入射频率不小于极限频率则Hβ不一定能,故D错误;

故选:

A。

6.【解答】解:

根据光电效应方程:

EKm=hγ﹣W0

光速、波长、频率之间关系为:

γ=

将数据,代入上式,则有:

W0=hγ﹣EKm=6.63×10﹣34J•s×

s﹣1﹣1.28×10﹣19J=5.35×10﹣19J

根据逸出功W0=hγ0,得:

γ0=

≈8×1014Hz;

故选:

B。

7.【解答】解:

A、根据折射率定义公式n=

,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即na<nb,若增大入射角i,在第二折射面上,则两光的入射角减小,依据光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角时,才能发生光的全反射,因此它们不会发生光的全反射,故A错误;

B、根据折射率定义公式n=

,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即na<nb,则在真空中a光波长大于b光波长,故B错误;

C、只要是横波,均能发生偏振现象,若a光能发生偏振现象,b光一定能发生,故C错误;

D、a光折射率较小,则频率较小,根据E=hγ,则a光光子能量较小,则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小,根据qUc=

,则a光的遏止电压低,故D正确;

故选:

D。

8.【解答】解:

光从空气斜射到玻璃,因为玻璃上下表面平行,当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行。

由于折射率不同,a光偏折较大,b光偏折较小。

所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,所以a的频率大于b的频率,给出的各色光中频率大于蓝光的只有紫光,故D正确,ABC错误。

故选:

D。

9.【解答】解:

能够电离一个分子的能量为E=

J=1.98×10﹣18J,故B正确,A、C、D错误。

故选:

B。

10.【解答】解:

A、干涉要求两波源的频率相同,而强度没有要求,故A错误。

B、由于无线电波以光速传播,根据

知,波长不同,频率不同,所以两种无线电波之间不会发生干涉,故B错误。

C、空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。

所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的,而且λ1≠λ2,所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合,不过中垂线都是加强点,故C正确,D错误。

故选:

C。

11.【解答】解:

根据sinC=

得全反射临界角C满足sinC=

光线射到三棱镜底边上的入射角i=60°

因sini=sin60°=

>sinC,所以光线在三棱镜底边上发生了全反射,没有折射光线,故ABC错误,D正确。

故选:

D。

12.【解答】解:

β射线为高速电子流,质量约为质子质量的

速度接近光速;α射线为氦核流,速度约为光速的

在同一电场中,β射线偏转的轨迹曲率半径小于α射线的曲率半径,

由图知,向左偏的为β射线,向右偏的为α射线,即到达A板的为β射线;

因α粒子带正电,向右偏转,说明电场方向水平向右,那么a为电源正极,故B正确,ACD错误。

故选:

B。

13.【解答】解:

A、根据△x=

λ可知亮条纹之间的距离和暗条纹之间的距离相等,故A错误。

B、根据△x=

λ可知条纹间距随波长的变化而变化,故B错误。

C、根据△x=

λ可知,双缝间距离越大条纹间距离越小,故C错误。

D、若把其中一缝挡住,出现单缝衍射现象,故仍出现明暗相间的条纹,故D正确。

故选:

D。

14.【解答】解:

A、由图可知a光的干涉条纹间距小于b光,根据

可知,a的波长小于b光,则a光的频率大于b光,a的折射率大于b光,根据n=

可知,在同种介质中传播时a光的传播速度比b光的小,故A错误;

B、根据

可知,同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小,故B错误;

C、光电效应时饱和电流与入射光的强度有关,所以无法判断饱和电流的大小,故C错误;

D、因a光的频率大,故若两光均由氢原子能级跃迁产生,则产生a光的能级差大,故D正确。

故选:

D。

15.【解答】解:

X射线属于电磁波的一种,它具有波的一切性质,如反射、折射、干涉及衍射等;它可以在真空中传播;

故只有B正确,ACD错误;

故选:

B。

16.【解答】解:

由题图可知,该光源发出的光的波长大约在50nm到440nm之间,而三种材料中,极限波长最小的铂的极限波长是196nm,大于50nm,所以该光源能使三种材料都产生光电效应。

故选:

D。

17.【解答】解:

AB、据爱因斯坦的“光子说”可知,单个光子表现为粒子性,而大量光子表现为波动性;故AB错误;

CD、时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,说明了单个光子表现为粒子性,光子到达的多的区域表现为亮条纹,而光子到达的少的区域表现为暗条纹,说明光的能量在胶片上分布不均匀,光到达胶片上不同位置的概率不相同;故C正确,D错误;

故选:

C。

18.【解答】解:

七色光中白光中红光的折射率最小;紫光的折射率最大;故经玻璃球折射后红光的折射角较大;由玻璃球出来后将形成光带,而两端分别是红光和紫光;

根据光路图可知说明M、Q点为紫光;N、P点为红光;

故选:

A。

19.【解答】解:

A、波长和频率成反比,红光的频率比蓝光低,所以波长比蓝光长,故A错误;

B、天空中的彩虹是由光散射形成的,故B错误;

C、光纤通信之所以能进行远距离通信,主要是利用了光的全反射原理。

故C正确;

D、根据波速与波长和频率的关系公式v=λf,当机械波由一种介质进入另一种介质中时,波速变化(波速由介质决定)而频率不变(频率由波源决定),故波长一定变化,故D错误;

故选:

C。

20.【解答】解:

画出光路图,分析可知,第一次折射时,b光的折射角较大,而入射角相等,根据折射率公式n=

得知,b光的折射率较小,频率较小,波长较长。

再由

=λf,可知,折射率越小,则波长越长。

A、由公式v=

得知,b光的折射率较小,在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定小于b光,故A错误;

B、光的折射率较小,以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光的折射角较大,所以b光侧移量小。

故B错误;

C、b光的折射率较小,频率较小,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,故C正确;

D、b光的折射率较小,则临界角大,不容易发生全反射,所以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b光。

故D错误。

故选:

C。

21.【解答】解:

由折射定律可知,n=

因入射角和出射角相等,即i=i′

故由几何关系可知,β=

i=

+β=

故折射率n=

故选:

A。

22.【解答】解:

由光路图可知,a光的偏折程度较小,b光的偏折程度较大,则a光的折射率小,b光的折射率大。

即na<nb。

折射率越大,频率越大,波长越小,则知a光的波长大,即λa>λb。

故选:

B。

23.【解答】解:

A、由图知,光线通过玻璃砖后,b光的偏折角大,则玻璃对b光的折射率较大,故A错误。

B、玻璃对a光的折射率较小,由sinC=

分析知,玻璃对a光的临界角较大。

故B错误。

C、由v=

分析知,b光在玻璃中的传播速度较小,故C正确。

D、b光在玻璃砖通过的路程较大,传播速度较小,由t=

分析知b光在玻璃中的传播时间较长。

故D错误。

故选:

C。

24.【解答】解:

根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,经凹透镜折射后反向延长通过焦点,分别作出两个透镜组合对光线的作用,如下图所示:

根据题意可知凸透镜和焦点和凹透镜的焦点重合

图中两三角形相似,根据相似三角形性质得:

…①

又f1﹣f2=s…②

①②联立解得:

f1=2s、f2=s

因为凹透镜的为虚焦点,故应为负,

故A正确,BCD错误;

故选:

A。

25.【解答】解:

AB、若是正向电压,则越大时,光电流会越大,当达到一定值时,电流达到饱和,再增大电压,电流也不变,而反向电压越大时,则光电流会越小,故A错误,B正确;

C、光电效应中,

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