专题13 光学
1．（2019·北京卷）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 【答案】A
【解析】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断。单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误。
2．（2019·北京卷）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。
组 第 一 组 第 二 组 次 入射光子的能量/eV 1 2 3 4 5 6 4.0 4.0 4.0 6.0 6.0 6.0 相对光强 弱 中 强 弱 中 强 光电流大小/mA 29 43 60 27 40 55 逸出光电子的最大动能/eV 0.9 0.9 0.9 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5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 【答案】B
【解析】由爱因斯坦质能方程
Ek?h??W0比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题。由
?可知，两组实验中所用的入射光的题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式E?h频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程验：
Ek?h??W0可得：第一组实验：
0.9?4.0?W01，第二组实
2.9?6.0?W02，解得：
W01?W02?3.1eV可得：
，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由
，故C正确；由题表格中数据可知，入
爱因斯坦质能方程
Ek?h??W0Ek?(5.0?3.1)eV=1.9eV射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确。
3．（2019·天津卷）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。 A．选用两光学表面间距大的玻璃砖 B．选用两光学表面平行的玻璃砖 C．选用粗的大头针完成实验
D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN?的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n?______。（用图中线段的字母表示）
【答案】①AD ②D ③
n?ACBD
【解析】①采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。
②根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误；
③由折射定律可知折射率
n?sin?AOCBDACACsin?BOD?sin?AOC?n?sin?BOD，R，联立解得R，BD。
4．（2019·江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的 （选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度 （选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。
【答案】衍射 接近
【解析】通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象。
5．(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．
(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；
(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ 【解析】(1)光线在BC面上折射，由折射定律有
sin i1＝nsin r1①
式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2②
式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsin i3＝sin r3③
式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角． 由几何关系得
i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为 δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)⑤ 由①②③④⑤式得 δ＝60°⑥
(2)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有 nsin i2≥nsin C＞nsin i3⑦ 式中C是全反射临界角，满足 nsin C＝1⑧
由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为 23
≤n＜2⑨ 3
23
【答案】(1)60° (2)≤n＜2
3
1．（2020·四川省成都市高三模拟）下列说法正确的是____。 A．变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场 B．电磁波和机械波都能传递能量和信息
C．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度
D．若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去 E．相同的单摆在地球纬度越高的地方，摆动的周期越大 【答案】ABD
【解析】根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，故A正确；电磁波和机械波都能传递能量和信息，故B正确；红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度等于紫光的传播速度，都等于光速，故C错误；根据多普勒效应，若在地球上接收到来自某遥远星球
T?2?的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去。故D正确；单摆周期公式为
lg，由单
摆周期公式可以看出：周期T只与l及g有关，从赤道到北极，g增大，周期变小。故E错误。
2．（2020·江西省南昌二中质检）下列说法中正确的是
A．观看3D电影《复仇者联盟4》时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识 B．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 C．手机上网时用的Wifi信号属于无线电波 D．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
E．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽 【答案】BCE
【解析】3D电影《复仇者联盟4》在放映时，两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光，在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜是利用了光的偏振原理，故选项A错误；军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象，故选项B正确；手机上网时用的Wifi
v?信号属于无线电波，故选项C正确；红光由空气进入水中，频率不变，则颜色不变，根据
cn知波
??
速变小，根据
v
f知波长变短，故选项D错误；分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，
2020年高考物理二轮复习讲练测 专题13 光学(练)(解析版)
