高二物理【光学】测试题(带答案)

高二物理【光学】测试题一、选择题(1-8单选，每题3分；9-12多选，每题4分，部分2分；共计40分 )1、光由一种介质进入另一种不同介质（）A、传播速度发生变化B、频率发生变化C、波长保持不变D、频率和波长都发生变化2、光从甲介质射入乙介质，由图可知（）A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质B、入射角大于折射角C、光在甲介质中的传播速度较小D、若甲为空气，则乙的折射率为6／23、表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩色图样，这两种现象（）A、都是色散现象B、前者是干涉现象，后者是色散现象C、都是干涉现象D、前者是色散现象，后者是干涉现象4、华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是( )．A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大5、如图所示，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<nbC．λa <λb，na<nbD. λa >λb，na>nb6、下列说法正确的是( )A．麦克斯韦预言了电磁波，且首次用实验证实了电磁波的存在B．红外线是一种频率比紫外线还高的电磁波C．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性7、物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s，这说明( )．A．物体的动量在减小B．物体的动量在增大C．物体的动量大小也可能不变D．物体的动量大小一定变化8、甲的质量为50 kg，乙的质量为25 kg，两人在溜冰场的水平冰面上，开始时都是静止的。

两人互推后，甲、乙反向直线运动，甲的速率为0.1 m/s，乙的速率为0.2 m/s。

假设互推的时间为0.01 s，忽略摩擦力及空气阻力，则下列叙述中正确的是( )A．甲、乙所受的平均推力均为500 N，方向相反B．甲、乙所受的平均推力均为250 N，方向相反C．甲受的平均推力500 N，乙受的平均推力250 N，方向相反D．甲受的平均推力250 N，乙受的平均推力500 N，方向相反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．乙光对应的遏止电压小于丙光的遏止电压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10、下列说法不正确的是( )A．原子序数大于或等于83的元素具有放射性B．卢瑟福根据α粒子散射实验得到了原子是核式结构的结论C．用某种单色光照射铝板发生光电效应，其遏止电压与入射光频率成正比D．比结合能越大的原子核，结合能一定越大，但是原子核越稳定，核子的平均质量一定越小11、在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是( )．A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的12、科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有（）A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应二、实验题：（本题共2小题，每空3分，共18分）13、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，做出的光路图及测出的相关角度如图所示．①玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ、1表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可θ2供选择，为了减少误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．14、在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．(1)如图所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长.元件代号 A B C D E元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为________．(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d ＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图a所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图b所示，则其示数为________ mm；在B位置时游标卡尺如图c所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________ m.三、计算题：（共42分，要有必要规范的解答过程）15、（10分）人造树脂是常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射角为30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求该人造树脂材料的折射率n.16、(10分)如图所示是一透明的折射率为n＝ 3 的圆柱体，其半径R＝20 cm，O 点为圆心，AB为其中的一直径．今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c＝3.0×108 m/s.(1)求光在圆柱体中的传播速度；(2)假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少．=3 m/s抛出，不计空气阻力，g取17、(10分)将质量m=0.2 kg的小球以水平速度v10 m/s2,竖直方向足够长,求：(1)抛出0.4 s时小球的动量.(2)抛出后0.4 s内小球动量的变化量.18、(12分)高二物理【光学】测试题答案1、A2、C3、B4、A解析光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．5、B解析：由图知，三棱镜对b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以na <nb，故b光的频率大于a光的频率，在根据ν＝cλ，所以b光的波长小于a光的波长，即λa >λb，所以B正确，A、C、D错误．6、C解析：麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A错误；红外线的频率比紫外线低，选项B错误；在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后带电，来回抖动梳子能产生变化的电场，从而产生电磁波，选项C正确；“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度将略微变短，选项D错误．7、C解析动量是矢量，动量变化了5 kg·m/s，物体动量的大小可以在增大，也可以在减小，还可能不变．若物体以大小5 kg·m/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60°时，物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s.故C正确．8、A解析以甲为研究对象，根据动量定理Ft＝m甲v甲－0，可得甲受到的平均推力为F＝500 N，据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为500 N，方向相反9、BC解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的反向截止电压较大，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D错．10、CD解析原子序数大于或等于83的元素具有放射性，A正确。

卢瑟福根据α粒子散射实验得到了原子是核式结构的结论，B正确。

用某单色光照射铝板发生光电效应，光电效应方程为Ek ＝hν－W，遏止电压与Ek的关系为eU＝Ek，则eU＝hν－W，则U与ν是一次函数关系，不是正比关系，C错误。

比结合能越大的原子核，结合能不一定越大，但原子核越稳定，核子的平均质量一定越小，D错误。

11、CD解析β射线是电子流，γ射线才是电磁波，选项A错；半衰期的意义只有对大量原子核才成立，选项B错；23892U衰变成20682Pb，质量数减少了32，因此发生了324＝8次α衰变，α衰变8次则核电荷数要减少16，实际核电荷数减少10，因此发生了16－10＝6次β衰变，C正确；β 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，D正确．12、AD解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是1X，所以为中子，A正确；Y应为63Y，所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确。

13、答案cos θ1cos θ2大解析对于玻璃砖的测定要明确原理，明确图中哪个角是入射角，哪个角是折射角，因此n＝cos θ1cos θ2；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大的玻璃砖侧移量大，出射光线越容易找准，误差小．14、答案(1)甲(2)EDBA (3)111.10 6.4×10－7解析(1)光的干涉条纹是等间距的，故题图中的干涉条纹是图甲．(2)根据实验原理可知，图丙中的光具座上自左向右放置的光学元件依次为白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏，故答案为EDBA.(3)由图b可知，A位置所对应的条纹位置为x1＝111 mm＋2×0.05 mm＝111.10 mm，由图c可知，B位置所对应的条纹位置为x2＝115 mm＋12×0.05 mm＝115.60 mm，故条纹间距Δx＝x 2－x 17≈0.64 mm，将其代入Δx＝L d λ，解得λ＝d L Δx＝0.500.50×0.64×10－6 m ＝6.4×10－7 m.15、解析：设折射角为γ，由折射定律sin 30°＝nsin γ.(3分)由几何关系知sin γ＝PB －OA OP，(3分) 且OP ＝（PB －OA ）2＋AB 2.(3分)代入数据得n ≈1.5.(1分)答案：1.516、解析：(1)光在该圆柱体中的传播速度为v ＝c n＝3×108 m/s.(2分) (2)假设PC 经折射后经过B 点，光路图如图所示．假设入射角为α，折射角为β，则由折射定律有n ＝sin αsin β＝3，(2分) 又由几何关系有α＝2β.(1分)解得α＝60°，β＝30°.(1分)则BC ＝2Rcos β＝3R ＝35m ，(2分) 所以t ＝BC v.(1分) 代入数据得t ＝2×10－9 s ．(1分)答案：(1)3×108 m/s (2)2×10－9 s17、【解析】(1)0.4 s 时的速度:(2分)方向与水平方向夹角为θ，则:(2分) 由此知小球速度方向与水平方向成53°角.0.4 s 时动量 p ′=mv ′=0.2×5 kg ·m/s=1 kg ·m/s(2分)方向与水平方向成53°角. (1分)(2)方法一(用定义式求):如图所示Δp=p ′-p (2分)由矢量减法得Δp 就是连接p ′与p 的线段的长度，由几何关系得Δp=p ′sin53°=0.2×5× kg ·m/s=0.8 kg ·m/s (1分)方法二(用动量定理求):根据动量定理知，这0.4 s 内小球动量的变化量就是这0.4 s 内重力的冲量, 所以有Δp=mg ·t=0.2×10×0.4 kg ·m/s=0.8 kg ·m/s (2分)方向与重力方向一致,竖直向下.(1分)()()22220v v gt 3100.4m /s 5 m /s '=+=+⨯=yx v 4tan ,53.v 3θ==θ=︒18、。