1、7/7北京益智學(xué)校春季班講義 第六講 光的本性一、選擇題：在下列每小題給出的四個(gè)答案中，至少有一個(gè)是正確的,把正確答案全選出來(lái)1下列關(guān)于波的敘述中正確的是( ）A光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波B。超聲波可以在真空中傳播白光經(jīng)光密三棱鏡折射發(fā)生色散時(shí),紅光的偏折角最大D當(dāng)日光燈啟動(dòng)時(shí),旁邊的收音機(jī)會(huì)發(fā)出“咯咯聲，這是由于電磁波的干擾造成的2.關(guān)于近代物理學(xué)的結(jié)論中,下面敘述中正確的是（ ）A.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，極易觀察到它的波動(dòng)性B。光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比光的干涉現(xiàn)象中，干涉亮條紋部分是光子到達(dá)幾率多的地方D。氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，但輻射光子的能量卻是連

2、續(xù)的3。以下關(guān)于光的有關(guān)說(shuō)法中正確的是（ ）A光導(dǎo)纖維是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象,無(wú)影燈主要是應(yīng)用了光的衍射B天空中出現(xiàn)的彩虹是因?yàn)楣獾恼凵湫纬缮F(xiàn)象C自然光是光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光，偏振光是光振動(dòng)沿著特定方向的光?，F(xiàn)在我們知道，光就是一份一份的能量4甲、乙兩種單色光分別垂直進(jìn)入一塊厚玻璃磚，已知它們通過(guò)玻璃中的時(shí)間，那么，甲、乙兩種單色光光子的能量關(guān)系是（ )A. B。 C。 不能確定在圖甲所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，為由石英片封蓋的窗口,單色光可通過(guò)石英片射到金屬板上，E為輸出電壓可調(diào)的直流電流,其負(fù)極與電極A相連，A是電流表，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用某種頻

3、率的單色光照射時(shí),K會(huì)發(fā)出電子（光電效應(yīng))，這時(shí)，即使A、K之間的電壓等于零,回路中也有電流當(dāng)?shù)碾妱?shì)低于K時(shí)，而且當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc時(shí)，電流消失,Uc稱為截止電壓,當(dāng)改變照射光的頻率,截止電壓Uc也將隨之改變,其關(guān)系如圖乙所示，如果某次實(shí)驗(yàn)我們測(cè)出了畫出這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù)，又知道了電子電量，則( ）A可得該金屬的極限頻率 B?？汕蟮迷摻饘俚囊莩龉?？汕蟮闷绽士顺Ａ?D.可求得電子的質(zhì)量6。一細(xì)光束中包含有紅和藍(lán)兩種單色光，由真空中以不等于0的入射角照射到透明的平板玻璃上,透過(guò)玻璃板后，又射出到真空中，則下列說(shuō)法中正確的是（）A進(jìn)入玻璃板的光線從玻璃板的表面射出時(shí)（即光線經(jīng)過(guò)下

4、表面時(shí)）,紅光和藍(lán)光的入射角不同，折射角也不同B紅光在玻璃中的波長(zhǎng)與在真空的波長(zhǎng)相比大于藍(lán)光在玻璃中的波長(zhǎng)與在真空中的波長(zhǎng)之比C.無(wú)論藍(lán)光或紅光由真空射入玻璃后，其速度都變小，所以光子的能量都變小D紅光在玻璃板中所經(jīng)歷的路程比藍(lán)光的短7如圖所示是倫琴射線管的裝置示意圖，關(guān)于該裝置,下列說(shuō)法中正確的是（ ）A. E1可用低壓交流電源，也可用直流電源(蓄電池).E2是高壓直流電源,且E的右端為電源的正極。射線、均是電子流D.射線a是電子流、射線b是射線8如圖所示，N為鎢板,M為金屬網(wǎng),它們分別與電池兩極相連,各電池的電動(dòng)勢(shì)E和極性已在圖中標(biāo)出，鎢的逸出功為。 5 V,現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板

5、(各光子的能量也已在圖上標(biāo)出）,那么下列圖中電子不能到達(dá)金屬網(wǎng)的是( ）9.如圖所示，已知用光子能量為282e的紫光照射光電管中的金屬涂層時(shí),毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑頭P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，電壓表讀數(shù)為1V，則該金屬涂層的逸出功約為（ )A。 2119 . 。51-19C 2。90-J D。4 50 J1。 、B兩束不同頻率的光波均能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，如果產(chǎn)生光電流的最大值分別為IA和B，且IIB,則下列關(guān)系正確的是（）。照射光的波長(zhǎng).照射光的光子能量C單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬板的光子數(shù)D照射光的頻率11.頻率為的光照到某金屬材料時(shí)，產(chǎn)生光

6、電子的最大初動(dòng)能為Ekm,改用頻率為2的光照射同一金屬材料，則所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為（為普朗克常量)（ )。 Ekm 。 Ekh mh D。Em2h12由于地球表面存在大氣層,使太陽(yáng)光覆蓋地球面積與沒(méi)有大氣層時(shí)不同,則有大氣層時(shí)太陽(yáng)光覆蓋面積是較大還是較?。康厍蚰程幥宄拷邮盏降牡谝豢|陽(yáng)光是何種顏色？(設(shè)大氣層為均勻介質(zhì))( ）A較小，紫色 B.較小，紅色C較大,紅色 D較大,白色13.200年全世界物理學(xué)家評(píng)選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)，排名第一的為11年物理學(xué)家利用“托馬斯楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”裝置進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)。從輻射源射出的電子束經(jīng)兩個(gè)靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋,該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明(

7、 ）A。光具有波動(dòng)性B。光具有波、粒二象性C.微觀粒子也具有波動(dòng)性D.微觀粒子也是一種電磁波14我們經(jīng)常可以看到,在路邊施工處總掛著紅色的電燈，這除了紅色光容易引起人的視覺(jué)注意以外，還有一個(gè)重要的原因,這一原因是紅色光( ）A。比其他色光更容易發(fā)生衍射B.比其他色光的光子能量大C比其他色光更容易發(fā)生干涉D比其他色光更容易發(fā)生光電效應(yīng)15如圖所示,兩束單色光、b分別照射到玻璃三棱鏡AC面上，穿過(guò)三棱鏡后互相平行，則（ ）A 光的頻率高B。 b光的波長(zhǎng)大C。 a光穿過(guò)三棱鏡的時(shí)間短D。b光穿過(guò)三棱鏡的時(shí)間短16如圖所示,讓太陽(yáng)光通過(guò)M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上,P的右側(cè)再放一光屏Q，現(xiàn)

8、使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周,則關(guān)于光屏Q上光的亮度變化情況，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A。只有當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)到某一適當(dāng)位置時(shí)光屏被照亮，其他位置時(shí)光屏上無(wú)亮光B。光屏上亮、暗交替變化C光屏上亮度不變D。光屏上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)17夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來(lái)的汽車司機(jī)照射得睜不開(kāi)眼,嚴(yán)重影響行車安全.若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆猓煌瑫r(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透偏方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體,假設(shè)所有的汽車前窗和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置,下面的措施中可行的是( ）A前窗玻璃的透振方向是豎直的，

9、車燈玻璃的透振方向是水平的.前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是豎直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45,車燈玻璃的透振方向是斜向左上40前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45018如圖所示是用光學(xué)的方法來(lái)檢查一物體表面光滑程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其表面光滑程度的物體,C為單色入射光，如果要說(shuō)明能檢查平面光滑程度的道理，則需要用到下列哪些光學(xué)概念?( ）A反射和干涉 。全反射和干涉C反射和衍射 D。全反射和衍射19。如圖所示,和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為r，一細(xì)光束由紅光和藍(lán)光組成，以入射角從點(diǎn)射入a板，且射出b板后的兩束單色光通過(guò)空氣射在地

10、面上M、N兩點(diǎn)，由此可知（ )A.若射到M、兩點(diǎn)的光分別通過(guò)同一雙縫發(fā)生干涉現(xiàn)象，則射到M點(diǎn)的光形成干涉條紋的間距小,這束光為藍(lán)光,光子的能量大B若射到M、N兩點(diǎn)的光分別通過(guò)同一雙縫發(fā)生干涉現(xiàn)象，則射到點(diǎn)的光形成干涉條紋的間距大,這束光為紅光,光子的能量小射到N點(diǎn)的光為藍(lán)光，光子的能量小，較容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D.射到點(diǎn)的光為紅光,光子的能量大,較難發(fā)生衍射現(xiàn)象0在一次觀察光的衍射實(shí)驗(yàn)中，觀察到如圖所示的清晰的亮暗相間的圖樣,那么障礙物可能是（ ）.很小的不透明圓板.很大的中間有大圓孔的不透明檔板C很大的不透明圓板D。很大的中間有小圓孔的不透明擋板1.如圖所示，劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖

11、(a）所示.將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后,從上往下看到的干涉條紋如圖（)所示.干涉條紋有如下特點(diǎn):（）任意一條明條紋或者暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定現(xiàn)若在圖（a)裝置中抽去一張紙片,則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋（ )A變疏 B.變密 C.不變 D消失22.用、兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射時(shí)形成的,圖乙是b光照射時(shí)形成的。則關(guān)于a、b兩束單色光，下述正確

12、的是（ ）A光光子的能量較大B在水中光傳播的速度較大C若用a光照射某金屬時(shí)不能打出光電子，則用光照射該金屬時(shí)一定打不出光電子D若a光是氫原子從=4的能級(jí)向n=的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級(jí)向=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的41單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫照射到光屏上,則可觀察到如圖所示的圖象是( ）.1924年法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子,大到行星、恒星都有一種波與之對(duì)應(yīng),波長(zhǎng)為=h/p， p為物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量,h是普朗克常量同樣光也具有粒子性，光子的動(dòng)量為h/根據(jù)上述觀點(diǎn)可以證明一個(gè)靜止的自由電子如果完全吸收一個(gè)光子，會(huì)發(fā)生下列情況：設(shè)光子頻率為

13、,則=h， p=h/h/c,被電子吸收后有h=mev2/，/c=mev由以上兩式可解得：v=c，電子的速度為兩倍光速，顯然這是不可能的.關(guān)于上述過(guò)程以下說(shuō)法正確的是（ ）因?yàn)樵谖⒂^世界動(dòng)量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤，所以電子可能完全吸收一個(gè)光子.因?yàn)樵谖⒂^世界能量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤,所以電子可能完全吸收一個(gè)光子C動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍適用規(guī)律,所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個(gè)光子D。若光子與一個(gè)靜止的自由電子發(fā)生作用，則光子被電子散射后頻率不變24.抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示，觀察激光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲時(shí)在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化

14、( ）A這主要是光的干涉現(xiàn)象這主要是光的衍射現(xiàn)象。如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)25。 9年德國(guó)學(xué)者約恩孫發(fā)表了一篇論文，介紹了他用電子束的一系列衍射和干涉實(shí)驗(yàn)。其中他做的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，與托馬斯楊用可見(jiàn)光做的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)所得的圖樣基本相同，這是對(duì)德布羅意的物質(zhì)波理論的又一次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)德布羅意理論,電子也具有波泣二象性，其德布羅意波長(zhǎng)=h/p,其中h為普朗克常量,p為電子的動(dòng)量.約恩孫實(shí)驗(yàn)時(shí)用5電壓加速電子束，然后垂直射到間距為毫米級(jí)的雙縫上，在與雙縫距離約為35 cm的衍射屏上得到了干涉條紋，但條紋間距很小.下面所說(shuō)的4組方法中，哪些方法一定能使條

15、紋間距變大？( )A。降低加速電子的電壓，同時(shí)加大雙縫間的距離B降低加速電子的電壓，同時(shí)減小雙縫間的距離C.加大雙縫間的距離,同時(shí)使衍射屏靠近雙縫D減小雙縫間的距離，同時(shí)使衍射屏靠近雙縫26。在研究材料A的熱膨脹特性時(shí)，可采用如圖所示的干涉實(shí)驗(yàn)法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個(gè)透明的平行板,B與上表面平行，在它們間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜，現(xiàn)在用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射，同時(shí)對(duì)A緩慢加熱，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性地變化，當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮,則( ).出現(xiàn)最亮?xí)r，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng)。出現(xiàn)最亮?xí)r，

16、B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消。溫度從t1升至t2過(guò)程中，A的高度增加D溫度從t1升至t2過(guò)程中，A的高度增加二、填空題：把答案填在題中橫線上.27。為驗(yàn)證小燈泡(點(diǎn)光源)光能的球面散射規(guī)律并測(cè)定其發(fā)光效率，有同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)“ V 8.0 W”的小燈泡接入電路,使之正常發(fā)光，在燈泡燈絲的同一水平面、正對(duì)光線方向放一個(gè)光強(qiáng)探頭，以測(cè)定與光源間距為d時(shí)相應(yīng)的光強(qiáng)值I，其測(cè)得以下9組數(shù)據(jù)（下表);并用一數(shù)字圖象處理器將表內(nèi)數(shù)據(jù)分別在d， I-d1和I坐標(biāo)平面內(nèi)標(biāo)得如下數(shù)據(jù)點(diǎn)，如圖所示。(1)根據(jù)圖中三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)圖,可看出I與哪個(gè)量存在線性關(guān)系,因此可將I與d之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá)為 ，其中的常量為 。(2）在與光源等距的各點(diǎn)，認(rèn)為光源向各方向發(fā)出的光強(qiáng)大小幾乎相等,依點(diǎn)光源光能向周圍空間3600球面均勻散射的物理模型,寫出光源的發(fā)光功率0，光強(qiáng)值I及相應(yīng)的與光源距離d之間的關(guān)系式 。(3）根據(jù)以上條件,算出小電珠的電光轉(zhuǎn)換效率 。8。用游標(biāo)卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，用日光燈作為被觀察的對(duì)象,以下的做法和觀察結(jié)果有卡尺的兩個(gè)測(cè)腳間距很小，大約是. 5m或更小B?？ǔ叩膬蓚€(gè)測(cè)腳形成的狹縫要與燈管平行C狹縫離日光燈近一些效果較好。眼睛要緊靠狹縫,通過(guò)狹縫觀察日光燈E.觀察到