物理北京市届高三模拟试题精编光学声学.docx

1、物理北京市届高三模拟试题精编光学声学北京市2009届高三物理模拟试题专题精编七光学专题一不定项选择题(宣武区一模)1在下列四种物理现象之中，能说明同一种介质对不同单色光的折射率不同的是（ ）A 光导纤维传播彩色光信号 B 肥皂泡上呈现彩色花纹C 水面上的油膜呈现彩色光 D 一束白光通过三棱镜形成彩色光带(石景山区一模)2如图所示，两束单色光A和B，分别沿半径射入截面为半圆形的玻璃砖中，都由圆心O沿OP方向射出。下列说法中正确的是（ ）A在玻璃中A光传播的速度较大BA光的光子能量较大C若分别用这两种单色光做双缝干涉实验，且保持其实验条件不变，则A光在屏上形成的明暗条纹的宽度较小D若用白光照射某金

2、属板能产生光电效应，则用A光照射该金属板也一定能产生光电效应(朝阳区一模)3下列说法正确的是（ ）A横波和纵波都能发生干涉、衍射和偏振现象B任何金属在可见光照射下都会发射光电子C一切物体都可辐射红外线D任何频率的光照射基态的氢原子都可使其达到激发态(朝阳区)4如图所示，一单色激光束沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上，此时入射角i=30，折射角r=45，要使光在玻璃砖的直边上发生全反射，需将玻璃砖绕过O点且垂直于纸面的轴（ ） A顺时针转动15B顺时针转动7.5C逆时针转动15D逆时针转动7.5 (朝阳区)5关于光波和声波，下列说法正确的是（ ） A光波和声波都是横波B光波和声波的传播都需要介质C

3、光波和声波从空气射入水中时，速度都变小D由空气射入水中时，光波的波长变小，声波的波长变大(西城区一模)6某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图所示，他在一个烧杯中装满了某种透明液体，紧贴着杯口竖直插入一根直尺AB，眼睛从容器边缘的P处斜向下看去，观察到A经液面反射所成的虚像A恰好与B经液体折射形成的虚像重合。他读出直尺露出液面的长度AC、没入液体中的长度BC，量出烧杯的直径d。由此求出这种透明液体的折射率为（ ）A B C D(崇文区一模)7如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光。对于三种单色光下列说法正确的是 （ ） A在真空中a光的传播速度最大 B在真空中c

4、光的波长最大C通过同一个双缝干涉实验装置，a光产生的干涉条纹间距最小D若用b光照射某金属板能发生光电效应，则用c光照射该金属板也一定能发生光电效应（海淀区一模）8如图4所示，红光和紫光以相同的入射角i从空气斜射到长方体型玻璃砖上表面的同一点进入玻璃中进行传播，对于进入玻璃的红光和紫光，下列说法中正确的是（ ）A紫光的折射角比红光的折射角大B玻璃对紫光的折射率较大，紫光可能不会从玻璃砖下表面射出C紫光和红光将从玻璃砖下表面的同一点射出D紫光和红光从玻璃砖下表面射出后一定平行（东城区一模）9如图8所示，A、B、C为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两速光在AB面上的入射点到D

5、的距离相等，两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（ ）A在真空中，a光光速大于b光光速B在真空中，a光波长大于b光波长Ca光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间Da、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射临 界角大于b光发生全反射临界角(海淀区反馈)10如图1所示，一束光以入射角i从空气斜射到长方体型玻璃砖上表面，进入玻璃中的折射光分成a、b两束进行传播，则下列说法中正确的是（ ）Aa、b两束光相比较，玻璃对a的折射率较小 B用同一双缝干涉实验装置分别以a、b两种单色光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距C在玻璃中单色光a比b的速度小Da、b两束光从玻璃

6、砖下表面射出后不平行(海淀区)11列说法中正确的是（ ）A光的反射现象和折射现象说明光是横波B光的偏振现象说明光是一种纵波C电子束通过某一晶体时可能产生衍射现象D干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理(海淀区)12. 下列说法正确的是 （ ）A阳光照在肥皂泡上出现彩色条纹，是光的色散现象B光电效应和康普顿效应说明光具有波动性C立体电影应用了光的偏振理论D波长很短的光子只具有粒子性(西城区)13已知能使某金属产生光电效应的极限频率为。则下列判断正确的是（ ）A当用频率为的光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为的光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为C当照射光的频率大于时，若

7、频率增大，则逸出功增大D当照射光的频率大于时，若频率增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍14某研究性学习小组在探究光的折射过程中，研究折射角与入射角之间的关系，当光由空气斜射入玻璃中时，测得实验数据如下表由此实验数据可以初步得到的结论是( )A在误差允许范围内，入射角与折射角之比总是定值B在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值C在误差允许范围内，入射角与折射角之差总是定值D在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之差总是定值(陈经纶中学)15人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则

8、人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A W B W C W D W(北京四中)16如图所示，有一光投射到放在空气中的平行玻璃砖的第表面，下面说法中可能的是（ ）A如果在第界面上入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖B无论入射角多大，光都能从第界面进入玻璃砖C光进入第界面后可能不从第界面射出D不论光从什么角度入射，都能从第界面射出(北京四中)17某重金属用紫光照射时能产生光电效应，下列哪种电磁波对该金属作用一定能产生光电效应（ ）A红外线 BX射线 C射线 D微波（北京四中2）18平面圆形发光片甲的直径为D1，圆形遮光板乙的直径为D2，已知D1D2。如图所示，现把甲、乙与足够大的光屏MN平

9、行，放置在暗室内，在光屏上可看到乙的本影与半影，则（ ）A当甲的直径稍稍增大时，光屏上的本影的面积将增大B当甲的直径稍稍增大时，光屏上的半影的面积将增大C当甲向左移动时，光屏上的本影面积将增大D当甲向右移动时，光屏上的半影面积将增大(北京四中3)19红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到( )A条纹形状与原来相同，但亮度减弱B仍有条纹，但形状与原来不同C一片红光D 光源的像二填空、实验题(朝阳区)1某同学用如图1所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头（如图2所示）测出。测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐

10、，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为0.070mm，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，如图2所示，此时手轮上的示数为 mm。已知双缝的距离为d=0.400mm，测得双缝到毛玻璃屏的距离为L=0.600m，求得相邻亮纹的间距为x，写出计算被测量波长的表达式_，并算出其波长_nm。 图2图1 (东城区一模)2.如图11是用双缝干涉测光的波长的实验设备示图，图中依次是光源、滤光片单缝、双缝、光那，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的况，下列叙述哪些是正确的 。A若将光屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B若将光屏向右平移一小段距离

11、，屏上仍有清晰的干涉条纹C若将双缝间的距离d减小，光屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D若将滤光片由绿色换成红色，光屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大(海淀区) 3.如图7所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与BD重合。一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度（90），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是 ；A折射光斑在弧形屏上沿CFB方向移动B折射光斑的亮度逐渐变暗C折射角一定小于反射角D反射光线转过的角度为当玻璃砖转至45时，恰好看不到折射光线。则此玻璃砖的折射率n= 。三计算题(海淀区一模)

12、1.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

13、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，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=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=3.0108m/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）（海淀区一模）2.光子具有

14、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，试计算时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内光子的总动量。（2）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。当物体表面的反射系数为时，则在每秒内照射到物体表面的全部n个光子中，有(1-)n个被吸收而n个被反射。若太

15、阳光垂直照射在地球表面反射系数为、半径为r的某圆形区域内，则在时间t内照射到此区域的光子的总动量的变化量是多少？（3）在第（2）问中太阳光在圆形区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？ (西城区)3节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示，喷口距离地面的高度h = 1.8m，可将水沿水平方向喷出，并能沿水平方向旋转。喷水的最大速率v0 = 15m/s，每秒喷出水的质量m0 = 4.0kg/s。所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度H=1.95m，并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r = 5.0。电动机正常工作时，电动机的输入电压U = 220V，输入

16、电流I = 4.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比为水泵的抽水效率。计算时g 取10m/s2， 取 3。 （1）求这个喷灌系统所能喷灌的面积S；（2）假设系统总是以最大喷水速度工作，求水泵的抽水效率；（3）假设系统总是以最大喷水速度工作，在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的电能存储起来供该系统使用，根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积Sm。太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，太阳辐射的总功率P0 = 41026W，太阳到地球的距离R = 1.51011m，太阳能电池的能量转化效率约为15%，蓄电池释放电能的

17、效率约为90%。北京市2009届高三物理模拟试题专题精编七光学专题答案一不定项选择题1.D 2.A 3.C 4.C 5.D 6.D 7.D 8.D 9.C 10.A11.C 12.C 13.A 14.B 15.A 16.BD 17.BC 18.B 19.B二填空、实验题1. 4.945 650 2. B D 3.B （3分）； （3分）； 三计算题1（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总= P0St.2分解得E总=r2 P0t.1分照射到此圆形区域的光子数n=.2分解得n=.1分（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总=np.1分因太阳光被完全

18、反射，所以时间t内光子总动量的改变量p=2p.2分设太阳光对此圆形区域表面的压力为F，依据动量定理Ft =p. 1分太阳光在圆形区域表面产生的光压I=F/S1分解得I=.1分（3）在太阳帆表面产生的光压I=I.1分 对太阳帆产生的压力F= IS .2分 设飞船的加速度为a，依据牛顿第二定律F=ma.1分 解得a=5.910-5ms2. .2分2、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总= P0St 照射到此圆形区域的光子数n= 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总=np 则光子的总动量p总=（2）光子被完全反射时，每个光子动量的改变量p0=2p

19、光子被吸收时，每个光子动量的改变量p0=p则时间t内光子总动量的改变量p=n2p+（1-）np解得p=（1+）（3）设太阳光对此圆形区域表面的压力为F，依据动量定理Ft =p太阳光在圆形区域表面产生的光压I=F/S 解得I=（1+） 3解：（1）水从喷口喷出后做平抛运动下落高度 （1分）最大水平位移 x = v0t = 9 m （2分）喷灌面积 s = x = 243m2 （2分）（2）电动机输入功率 P电 = UI = 880 W （1分）电动机热功率 P热 = I2r = 80 W （1分）水泵最大输入功率P入 = P电P热 = 800W （1分）水泵输出功率 （2分）t =1s，求出 P出 = 600W水泵效率 （2分）（3）当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小为Sm距太阳中心为r的球面面积 S 0 = 4R （1分）设电池板接收到的太阳能功率为P根据 （4分）由题意可知 15%90%P = UI （2分）代入数据求出 Sm = 6.3 m2 （1分）