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光学高考专题
一、 单项选择题
1、（93年）图中所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置。所用单色光是用普通光源加滤光片产生的。检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的?(　　　)
　(A)a的上表面和b的下表面    　　　　(B)a的上表面和b的上表面
　(C)a的下表面和b的上表面    　　　　(D)a的下表面和b的下表面

2、（93年）一物体经凸透镜在屏上成一放大的实像。凸透镜主轴沿水平方向。今将凸透镜向上移动少许，则（ ）　　
　(A)屏上像的位置向上移动
　(B)屏上像的位置向下移动
　(C)屏上像的位置保持不动，但像变大
　(D)屏上像的位置保持不动，但像变小
3、(94年)太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线。产生这些暗线是由于( )。
　　(A)太阳表面大气层中缺少相应的元素
　　(B)太阳内部缺少相应的元素
　　(C)太阳表面大气层中存在着相应的元素
　　(D)太阳内部存在着相应的元素
　4、(95年)在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到( )
　 　A、黑白相间的直条纹;　　　　　　　　　
B、黑白相间的弧形条纹;
　 　C、彩色的直条纹;　　　　　
D、彩色的弧形条纹、
5、(95年)在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连、用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图2所示,这时 ( )
　 　A、锌板带正电,指针带负电;　　
B、锌板带正电,指针带正电;
　 　C、锌板带负电,指针带正电 　
D、锌板带负电,指针带负电
6、（96年）红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )。
　(A)红光　　　　　(B)橙光　　　　　(C)黄光　　　　　(D)绿光
7、（96年）一焦距为f的凸透镜，主轴和水平的x轴重合。x轴上有一光点位于透镜的左侧，光点到透镜的距离大于f而小于2f。若将此透镜沿x轴向右平移2f的距离，则在此过程中，光点经透镜所成的像点将( )。
　(A)一直向右移动　　　　　　　　　　　　　(B)一直向左移动
　(C)先向左移动，接着向右移动　　　　　　　(D)先向右移动，接着向左移动
8、(97年)在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（　 ）
　　（A）只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失
　　（B）红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在
　　（C）任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
　　（D）屏上无任何光亮
9、（98年）一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示。已知金属板b有光电子放出，则可知( )
  （A）板a一定不放出光电子
  （B）板a一定放出光电子
  （C）板c一定不放出光电子
  （D）板c一定放出光电子
10、（98年）处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，则该照射光的光子能量为( )
  （A）hν1   （B）hν2   （C）hν3   （D）h(ν1+ν2+ν3)
11、（99年）假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（ ）
　　A、将提前　　　　　　　　　　　　　　　　　 B、将延后
　　C、在某些地区将提前，在另一些地区将延后　　 D、不变
12、（2000年）图为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源，要使射管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，（ ）
　　（A）高压高源正极应接在P点，X射线从K极发出
　　（B）高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出
　　（C）高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出
　　（D）高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出
13、（93年）入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么(　 )
　(A)从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
　(B)逸出的光电子的最大初动能将减小
　(C)单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
　(D)有可能不发生光电效应
14、(97年)光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（　 ）
　　（A）光从玻璃射到分界面上，入射角足够小
　　（B）光从玻璃射到分界面上，入射角足够大
　　（C）光从空气射到分界面上，入射角足够小
　　（D）光从空气射到分界面上，入射角足大

答案：
一、 单项选择题
1、C 2、A 3、C 4、C 5、B 6、A 7、C 8、C 9、D 10、C 11、B 12、D 13、C 14、B
二、不定项选择题
1、（92年）红光与紫光相比（ ）
　　(A)在真空中传播时，紫光的速度比较大
　　(B)在玻璃中传播时，红光的速度比较大
　　(C)玻璃对红光的折射率较紫光的大
　　(D)从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大
2、(95年)已知介质对某单色光的临界角为θ,则( )
　　A、该介质对此单色光的折射率为sin(1/θ)；　　
　　B、此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ(c是真空中的光速);
　　C、此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sinθ倍;
　　D、此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ。
3、（2000年）A与B是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为，则（ ）
　　（A）在空气中A波长大于B的波长
　　（B）在水中A的传播速度大于B的传播速度
　　（C）A的频率大于B的频率
　　（D）在水中A的波长小于B的波长

答案：
1、BD 2、ABC 3、AB
三、填空题
1、（92年）已知铯的极限频率为4.545×1014赫，钠的为6.000×1014赫，银的为1.153×1015赫，铂的为1.529×1015赫。当用波长为0.375微米的光照射它们时，可发生光电效应的是_______。
2、（93年）用电磁波照射某原子，使它从能量为E1的基态跃迁到能量为E2的激发态，该电磁波的频率等于____。
3、（93年）某人透过焦距为10厘米，直径为4、0厘米的薄凸透镜观看方格纸，每个方格的边长均为0、30厘米。他使透镜的主轴与方格纸垂直，透镜与纸面相距10厘米，眼睛位于透镜主轴上离透镜5.0厘米处。问他至多能看到同一行上几个完整的方格?__________
4、(95年)图9中AB表示一直立的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行、屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的、)某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见 图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在 P1P2上把这部分涂以标志_________。
5、（98年）如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距d/4。由此可得油的折射率n=_____；光在油中传播的速度v=_____m/s。（结果可用根式表示）
6、（99年）一束单色光，在真空中波长为6.00×10-7m，射人折射率为1.50的玻璃中它在此玻璃中的波长是__________m，频率是__________Hz（真空中光速是3.00×108m/s）
答案：
1、铯、钠(3分)[只答一个或有错者均0分] 2、(E2-E1)/h    3、26    4、
5、/2 6×107
6、4.00×10-7 5.00×1014
四、计算题
1、（92年）(5分)一物体经焦距为24厘米的凸透镜成一个放大率为1.5的实像。求物到透镜的距离。

2、(94年) (7分)蜡烛距光屏90厘米，要使光屏上呈现出放大到2倍的蜡烛像，应选焦距是多大的凸透镜?

3、(95年) (6分)一发光点S位于焦距为12厘米的薄凸透镜的主轴上、当S沿垂直于主轴的方向移动1、5厘米时,它的像点S′移动0、5厘米、求移动前发光点S到像点S′的距离

4、（96年）(8分)在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如右图所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃上表面的垂直距离ι应是多少?

5、(97年)（9分）有一个焦距为36厘米的凸透镜,在主轴上垂直放置一支蜡烛，得到一个放大率为4的虚像。 如果想得到放大率为4的实像，蜡烛应向哪个方向移动?移动多少?
6、（98年）（12分）如图所示，L为薄凸透镜，点光源S位于L的主光轴上，它到L的距离为36cm；M为一与主光轴垂直的挡光圆板，其圆心在主光轴上，它到L的距离为12cm；P为光屏，到L的距离为30cm。现看到P上有一与挡光板同样大小的圆形暗区ab。求透镜的焦距。

7、（2000年）（13分）一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10m，如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60s。光束转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上。如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度是多少？（结果保留二位数字）

答案：
1、28、解:由题给数据根据透镜成像和放大率公式可得
　　　　1/u＋1/v＋1/f＝1/24　　　①
　　　　m＝v/u　　　　　　　　　②
　　　　解之得　u＝40(厘米)　 　③
　　　　评分标准:本题5分
　　　　得到①式给2分，得到②式给2分，求得最后结果，再给1分。

2、由放大率公式和本题要求,有v＝2u,以题给条件u+v＝90厘米代入,凸透镜的焦距f＝20厘米。

3、解:用h和h′分别表示S和S′移动的距离,用l表示S和S′未移动时的距离,则有
　　　　　　　　　　v/u=h′/h　　　　　　①
　　　　　　　　　　　l=u+v　　　　　　　  ②
　　　　　　　　　　　1/u+1/v=1/f 　　　　 ③
　根据透镜成像公式
　由①②③式并代入数据可解得
　　　　　　　　　　　　l=64厘米
评分标准:全题6分,写出④式给2分,写出②式给2分,写出③式给1分、得出正确结果再给1分

4、设光线在玻璃中的折射角为r，则光线从S到玻璃板上表面的传播距离＝ι／cosθ；光线从S到玻璃板上表面的传播时间＝ι／c cosθ，其中c表示空气中的光速。
　　　　光线在玻璃板中的传播距离＝d／cosr；
　　　　光线在玻璃板中的传播时间＝nd／c cosr；
　　　　据题意有nd／cosr＝ι／cosθ
　　　　由折射定律    sinθ＝nsinr，
　　　　解得
　　　　　　　　　。

5、解:先求蜡烛的原位置
　　　　　　由放大率公式

　　　　　　得 v1＝-4u1　　　　　　　　　　　      　　  ①
　　　　　　由透镜成像公式　
                            1/u1+ 1/v1＝1/f　　　　　　　　　        　 ②
　　　　　　 解得 u1＝3/4f
　　　　　　再求蜡烛移动后的位置，由放大率公式得
　　　　　　　　　 v2＝4u2　　　　　　　　　　　　　　③
　　　　　　由透镜成像公式
　　　　　　　　1/u2+1/v12＝1/f　　　　　　　　　　　　④
　　　　　　 解得             u2＝5/4f
                       所以蜡烛应向远离透镜的方向移动，移动的距离为
　　　　　　　　　u2－u1＝5/4－3/4f＝1/2f＝18厘米
评分标准:本题9分。
　　　　　①式2分， ②式1分， ③式2分， ④式1分， ⑤式2分。 物体移动方向正确的给1分。

6、解：光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而 形成的。因而从点光源S经挡光圆板边缘（譬如图中的c点）射到透镜上H点的光线ScH，经透镜折射后，出射光线应经过暗区的边缘的某点。这点可以是暗区的边缘点a，也可以是暗区的另一边缘点b。也就是说符合要求的像点有两点：S1'、S2'。

先求与像点S1'相应的焦距f1。
设r表示圆板与暗区的半径，以u表示物距，v1表示
像距，/r=u/(u-l1) ①
/r=v1/(v1-l2) ②
由成像公式，得
1/u+1/v1=1/f1 ③
解①、②、③式得
f1=25.7cm ④
再求与像点S2'相应的焦距f2，以v2表示像距，
/r=v2/(l2-v2) ⑤
由成像公式，得
1/u+1/v2=1/f2 ⑥
解①、⑤、⑥式得
f2=12cm ⑦

7`参考解答：
　　在△t内，光束转过角度
　　②
　　由图可知 ③
　　由②、③两式并代入数值，得
　　④
　　（2）光束照到小车时，小车正在远离N点，△t内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过，速度为
　　⑤
　　由图可知 ⑥
　　由⑤、⑥两式并代入数值，得
　　⑦
　　评分标准：本题13分。
　　①式2分， ②式2分， ③式3分， ④式2分， ⑥式2分， ⑦式2分，只考虑一种情形且正确的，只给9分。