2025屆高考二輪熱點專項訓練50題

光學

一、選擇題

1、如圖所示，一束光沿2。方向從空氣射向某種介質(zhì)，折射光線沿。B方向。下列說法正確

的是（）

A.這束光從空氣進入介質(zhì)后頻率不變

B.這束光從空氣進入介質(zhì)后波長會增大

C.這束光在該介質(zhì)中的傳播速度等于在空氣中的傳播速度

D.若這束光沿BO方向從介質(zhì)射向空氣，可能會發(fā)生全反射

答案：A

■H「

解析：光的頻率由自身性質(zhì)決定，與介質(zhì)無關，A正確。波長2=7,n=%由空氣進入介

質(zhì)u變小，A減小，B錯誤，C錯誤。由光路可逆知沿8。方向從介質(zhì)射向空氣不發(fā)生全反

射，D錯誤。

2、一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖所示。下列說法中正確的是（）

A.此介質(zhì)的折射率等于1.5\,

B.此介質(zhì)的折射率等于四

C.入射角大于45°時可能發(fā)生全反射

D.入射角小于45°時可能發(fā)生全反射；30

I

答案：B

解析：由折射定律，折射率n=需=四，B正確，A錯誤。發(fā)生全反射時，光應從光密介

質(zhì)進入光疏介質(zhì)，因此光由真空進入介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，C、D錯誤。

3、如圖所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b兩束單色光。比較a、

6兩束光，可知（）

A.玻璃對光束a的折射率較大

B.光束6在玻璃中的傳播速度較大

C.從玻璃射向空氣，光束a發(fā)生全反射的臨界角較小

D.光束b的波長較小

答案：D

解析：從光路圖可以判斷出光束b的折射率較大，故A錯誤；由折射率幾=京可知折射率

大的光束b在介質(zhì)中的速度小，故B錯誤；由全反射臨界角公式sinC可知光束b發(fā)生

全反射的臨界角較小，故C錯誤；折射率大的光，波長較小，故D正確。

4.如圖所示，一束可見光穿過玻璃三棱鏡后，變?yōu)閍、b,c三束單色光。如果b光是綠光，

則以下說法正確的是（）

A.a光可能是紫光B.c光可能是紅光

C.a光的頻率小于6光的頻率D.c光的波長大于a光的波長

答案：C

解析：由圖像可看出，偏折程度c光最大，a光最小，可知&＜%＜@,所以a光不可能是

紫光，c光不可能是紅光，并且心＞兒＞4，外＜嗎＜%,故C正確。

5、下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是（)

A.肥皂膜在陽光下形成彩色條紋B.光信號在光纖中傳播

C.水面上樹的倒影D.光在不透明圓盤后的影的中心出現(xiàn)一個亮斑

答案：D

解析：A.肥皂膜的彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象。B.光纖中光的傳播是利用光的全反射。

C.倒影是光的反射現(xiàn)象。D.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象。

故選D。

6.一束單色光從空氣進入水中，下列說法正確的是（）

A.光的頻率不變B.光的傳播速度不變

C.折射角大于入射角D.入射角增大到某一角度時將會發(fā)生全反射

答案：A

7、觀察圖1、圖2兩幅圖中的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.圖1中豎直浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移，是由光的反射引起的

B.圖1中豎直浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移，是由光的折射引起的

C.圖2中肥皂膜上的條紋是由于光的色散形成的

D.圖2中肥皂膜上的條紋是由于光的衍射形成的

答案：B

解析：AB.圖1中豎直浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移，這是光從一種介質(zhì)進入另一種介

質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變而引起，可知是由光的折射引起的，故A正確，B錯誤；

CD.圖2中發(fā)生的是薄膜干涉，可知，肥皂膜上的條紋是由于光的干涉形成的，故CD錯

鐵O

故選Bo

8、圖甲、圖乙分別為研究光現(xiàn)象的兩個實驗，下列說法正確的是（）

A.圖甲正中央的亮點是由于光通過小孔沿直線傳播形成的

B.圖甲所示現(xiàn)象是光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，它與光通過圓孔得到的衍

射圖樣是一樣的

C.圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動Q,只有如圖中所示P、Q的“透振方

向”相平行的位置時光屏才是亮的

D.圖乙所示現(xiàn)象可以表明光波是橫波

答案：D

解析：A.圖甲正中央的亮點是由于光通過小圓板發(fā)生光的衍射得到的，故A錯誤；

B.圓孔衍射，光的衍射現(xiàn)象的一種。光波通過細小圓孔后產(chǎn)生的衍射，屏上中央亮區(qū)多,

暗區(qū)少，與光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣不一樣。故B錯誤；

C.圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動Q,P、Q的“透振方向”相平行的位置

時光屏是最亮的，P、Q的“透振方向”相垂直的位置時光屏是暗的，其他一般的夾角位置，

亮度介于兩者之間，故C錯誤；

D.只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。

故選D。

9、一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光bo已知。光

的頻率小于b光的頻率，下列光路圖中可能正確的是（）

解析：由于a光的頻率小于b光的頻率，因此玻璃對a光的折射率小于對6光的折射率，則

6光進入玻璃后偏折程度大，在下方，又兩出射光均應平行于入射光，可知B正確，ACD

錯誤。

故選B。

10、由a和6兩種頻率的光組成的光束，經(jīng)玻璃三棱鏡折射后的光路如圖所示。a光是氫原子

由九=4能級向九=2能級躍遷時發(fā)出的。下列說法中正確的是（）

A.該三棱鏡對b光的折射率較小

B.在該三棱鏡中，6光的傳播速度大于a光的傳播速度

C.用同一雙縫干涉裝置進行實驗，a光干涉條紋的間距大于b光干涉條紋的間距

D.6光可能是氫原子從n=4能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的

答案：C

解析：由題圖可知，b光的折射率大,A項錯誤。三棱鏡中光速〃=a光的折射率小于b光的

折射率，因此a光傳播速度大,B項錯誤。波長入二三M光的折射率小于。光的折射率，則a光的

頻率也小于b光的頻率,；I。>兒,由干涉條紋間距公式△%=2可得△4>△沖,C項正確。va

<由/n/二E九一Em可知，故D項錯誤。

11、如圖所示，光束。射入玻璃三棱鏡、出射光為6、c兩束單色光。比較6、c兩束光，下

列說法正確的是（）

/三棱鏡\

A.玻璃對光束b的折射率較大B.經(jīng)同一雙縫干涉裝置后光束b的干涉條紋間距較小

C.光束b在玻璃中的傳播速度較大D.光束b的頻率更高

答案：C

解析：A.根據(jù)光路圖可知，在入射角相同的情況下，6光的折射角大于c光的折射角，由

此可知，b光的折射率小于c光的折射率，故A錯誤；

B.由于6光的頻率小于c光的頻率，而根據(jù)

c=

可知，頻率越小則波長越長，而根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式

Ax=-A

d

可知，在經(jīng)同一雙縫干涉裝置后，波長大的光產(chǎn)生的條紋間距更大，因此光束6的干涉條紋

間距要大于光束c的條紋間距，故B錯誤；

C.根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率之間的關系

c

V=—

n

可知，折射率越小，則光在介質(zhì)中傳播的速度越大，由于光束6的折射率小于光束c的折射

率，因此光束6在玻璃中的傳播速度大于光束c在玻璃中的傳播速度，故C正確；

D.折射率越大，則光的頻率越大，由于光束6的折射率小于光束c的折射率，因此光束6

的頻率低于光束c的頻率，

故D錯誤。

故選C。

12、用激光照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，在擋板后面的屏上觀察到明暗相間的條紋。

這種現(xiàn)象屬于光的（）

A.衍射現(xiàn)象B.干涉現(xiàn)象C.偏振現(xiàn)象D.色散現(xiàn)象

答案：B

解析:用激光照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫,在擋板后面的屏上觀察到明暗相間的條紋。

這種現(xiàn)象屬于雙縫干涉現(xiàn)象，即屬于光的干涉。

故選Bo

13、陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）

A.偏振現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象C.干涉現(xiàn)象D.粒子性表現(xiàn)

答案：C

解析：陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象，屬于波動性表現(xiàn)。

故選C。

14、如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，。。為直徑，一束由紫光和紅光組成的復

色光沿20方向從真空射入玻璃，分成。仄0C兩束光。下列說法正確的是（）

A.光束。C是紫光

B.紫光在真空中的波長比紅光在真空中的波長大

C.紫光在玻璃中的頻率比紅光在玻璃中的頻率小

D.兩束光分別在0B、。。段傳播時所用的時間相等

答案：D

解析：折射后兩光分開，光束0B偏折程度大，所以MB>noc，所以。B為紫光，A錯誤;

真空中4紅>4紫，B錯誤；由于光從真空射入玻璃，光的頻率不變，故v紫》v紅，C錯誤；設

入射角為i，折射角為。，光在玻璃中傳播路徑長為x,幾=孤，x=0D-sind,v=^,

光在介質(zhì)中傳播時間1=乎?。￡>,所以兩束光在介質(zhì)中傳播時間相等，D正確。

15、如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S,它發(fā)出的光包含兩種單色光，分別為紅

光和藍光。光從如圖乙所示水面上的圓形區(qū)域中射出，該區(qū)域分為I、II兩部分，如圖乙所示。

A.區(qū)域I為紅、藍復色光，區(qū)域n為紅色單色光

B.區(qū)域I為紅色單色光，區(qū)域n為藍色單色光

c.區(qū)域I為紅、藍復色光，區(qū)域II為藍色單色光

D.區(qū)域I為紅色單色光，區(qū)域n為紅、藍復色光

答案：A

解析：由題意可知，光線發(fā)生全反射時，臨界角滿足

,「1

sinC=—

n

因為紅光和藍光的頻率，所以紅光和藍光的折射率九紅〈%,綜合上式可得，紅光

和藍光的臨界角。紅＞。藍。所以藍光先發(fā)生全反射，區(qū)域I為紅、藍復色光，區(qū)域n為紅色

單色光。

故選Ao

16、下列關于光的現(xiàn)象說法正確的是（）

A.水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現(xiàn)象

B.相機鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振

C.泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動性

D.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的干涉現(xiàn)象

答案：c

解析：A.水面上漂著的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A錯誤；

B.相機鏡頭上的增透膜，利用了光的干涉，故B錯誤；

C.泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動性，故C正確；

D.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的折射現(xiàn)象，故D錯誤。

故選C。

17、下列說法正確的是（）

A.雨后出現(xiàn)的彩虹屬于光的反射現(xiàn)象

B.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光是??種橫波

C.用光導纖維傳輸信息利用了光的全反射現(xiàn)象

D.測體溫的額溫槍是通過測量人體輻射的紫外線進行測溫

答案：C

解析：A.雨后出現(xiàn)的彩虹屬于光的色散現(xiàn)象。故A錯誤；

B.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光是波。故B錯誤；

C.用光導纖維傳輸信息利用了光的全反射現(xiàn)象。故C正確；

D.測體溫的額溫槍是通過測量人體輻射的紅外線進行測溫。故D錯誤。

故選C。

18、某型號智能手環(huán)在工作時會發(fā)出紅光和綠光，與綠光相比（）

A.紅光頻率高B,紅光波長短

C.紅光光子能量小D,紅光在真空中的傳播速度快

答案：C

解析：紅光與綠光相比，頻率較低，光子能量較小，波長較長，光在真空中的傳播速度一樣

快。故選C。

19、下列現(xiàn)象可以說明光具有粒子性的是（）

A.光電效應B.光的偏振C.光的衍射D.光的干涉

答案：A

解析：光電效應現(xiàn)象說明光具有粒子性，干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象說明光具有波動性。

故選A

20、在光的雙縫干涉實驗中，能增大條紋間距的做法是（）

A.改用頻率更高的光波B.改用波長更長的光波

C.增大雙縫間距D.減小雙縫與光屏間距

答案：B

解析：雙縫干涉中相鄰明（暗）條紋間距公式Ax=S。由c=',頻率越高的光波，波長

A越小，對應條紋間距越小，故A錯誤；2越大，Ax越大，故B正確；增大雙縫間距d,

△x減小，減小雙縫與光屏間距Z,△式減小，故C、D錯誤。

21.下列現(xiàn)象中屬于光的干涉的是（）

A,陽光照亮水中的魚和水草B.通過水面看到烈日的倒影

C.雨后，在湖面上方看到彩虹D.觀察到水面上漂著彩色的油膜

答案：D

解析：是光的反射和折射；B是光的反射;C是光的折射；D是薄膜干涉。故選D。

22.下列選項中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是)

大氣密度小

（折射率小）

C--

0

大氣密度大、

（折射率大）B

A.泊松亮斑B.沙漠蜃景

C.等間距條紋D,太陽光下的肥皂膜

答案：A

解析：B為光的全反射現(xiàn)象。C為雙縫干涉條紋。D為薄膜干涉。

23.抽制高強度纖維細絲時可用激光監(jiān)測其粗細。如圖所示，觀察激光束經(jīng)過細絲時在光屏

上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化。這一過程利用了光的（）

光屏

抽絲機

細絲

A.干涉現(xiàn)象B,衍射現(xiàn)象C.折射現(xiàn)象D.色散現(xiàn)象

答案：B

解析：本題是光通過障礙物（纖維細絲）時，繞過障礙繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，屬于光的衍射現(xiàn)象。

24.用如圖1所示裝置做圓孔衍射實驗，在屏上得到的衍射圖樣如圖2所示，實驗發(fā)現(xiàn)，光

繞過孔的邊緣，傳播到了相當大的范圍。下列說法正確的是（）

A.此實驗說明了光沿直線傳播

B.圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大

C.圓孔變小，中央亮斑和亮紋的亮度反而變大

D.用不同波長的光做實驗，衍射圖樣完全相同

答案：B

解析：光的衍射現(xiàn)象是光遇到障礙物可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，A錯誤；圓孔變小,

中央亮斑和亮紋的亮度變小，C錯誤：光的波長越大，中央亮斑直徑越大，D錯誤。

25、有關紅、綠、紫三束單色光，下述說法正確的是（）

A.紅光頻率最大

B.在空氣中紅光的波長最小

C.紅光光子的能量大于綠光光子的能量

D.用同一雙縫干涉裝置看到的紫光相鄰兩條亮條紋間距最小

答案：D

解析：紅、綠、紫三種單色光，紫光頻率最大，A錯誤?？諝庵屑t光波長最長，B錯誤。根

據(jù)￡=%"，紫光光子能量最強，紅光光子能量最弱，C錯誤。發(fā)生雙縫干涉時，根據(jù)Ax=亨

A,紫光條紋間距最小，故選D。

26、下列各種現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動性的是（）

A,光的直線傳播現(xiàn)象、反射現(xiàn)象B.光的全反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象

C.光的衍射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象D.光的康普頓效應、光電效應

答案：C

解析：光的直線傳播、反射、折射、全反射、康普頓效應、光電效應均證明了光具有粒子性;

光的衍射、干涉、偏振現(xiàn)象均證明了光具有波動性。故選C。

27、如圖所示，白熾燈的右側依次放置偏振片P和Q,4點位于P、Q之間，8點位于Q右側,

旋轉(zhuǎn)偏振片P,4B兩點光的強度變化情況是（C）

A.4、8均不變B.2、B均有變化

C.力不變，B有變化D.4有變化，B不變

答案：C

解析：旋轉(zhuǎn)偏振片P,4處得到的始終是強度相同的偏振光，偏振光再經(jīng)過偏振片Q,在B

處的光強隨著轉(zhuǎn)動而變化，當Q的透振方向與經(jīng)過P的偏振光的振動方向垂直時，B處的光

強為0。

28、研究光電效應現(xiàn)象的裝置如圖所示。圖中K、A是密封在真空玻璃管中的兩個電極，K

極受到光照時能夠發(fā)射電子。當用光子能量為2.82eV的光照射K極時，電流表的讀數(shù)為30pA,

移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)等于IV時，電流表讀數(shù)為零，保持滑片位置不變。

下列說法中正確的是（）

A.光電子的最大初動能為1.82eV

B.K極材料的逸出功為leV

C.電流表的讀數(shù)為30g時，電壓表的示數(shù)大于IV

D.僅將電源正負極對調(diào)，電流表示數(shù)一定大于30NA

答案：D

解析：A.電壓表示數(shù)為IV時，電流表示數(shù)為零，即遏止電壓為IV,則光電子最大初動

能為

Ebn=eU=leV

A錯誤；

B.K極材料的逸出功為

W0=hv-Ekm=1.82eV

B錯誤；

C.電流表有示數(shù)，說明兩極電壓小于遏止電壓IV,C錯誤；

D.僅將電源正負極對調(diào)，則兩極間電場對光電子的運動有促進作用，電流表示數(shù)增大，一

定大于30（iA,D正確。

故選D

29、如圖所示為研究光電效應的電路圖。開關閉合后，當用波

長為4的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)。下列

說法正確的是（）

A.若只讓滑片尸向D端移動，則電流表的示數(shù)一定增大

B.若只增加該單色光的強度，則電流表示數(shù)一定增大

C.若改用波長小于4的單色光照射光電管的陰極K,則陰極K

的逸出功變大

D.若改用波長大于4的單色光照射光電管的陰極K,則電流表的示數(shù)一定為零

答案：B

解析：A.只讓滑片尸向。端移動，A、K間電壓增大，所加電壓為正向電壓，如果光電流

達到飽和值，增加電壓，電流表示數(shù)也不會增大，故A錯誤；

B.只增加單色光強度，逸出的光電子數(shù)增多，光電流增大，故B正確；

C.陰極K的逸出功與入射光無關，故C錯誤；

D.若改用波長大于4的單色光，能量減小，可能會發(fā)生光電效應，則流表的示數(shù)不一定

為零，故D錯誤。故選B。

30、用圖甲所示的電路研究光電效應中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）

等物理量之間的關系.分別用三束光照射同一陰極K進行了三次實驗，得到電流表示數(shù)I與

電壓表示數(shù)U之間的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.入射光光子的能量①>②>③

B.光電子的最大初動能①>②>③

C.單位時間照射到K上的光子數(shù)①>③

D.照射到K上時金屬的逸出功②最大

答案：C

解析：AB.由愛因斯坦光電效應方程得

eUc=Ek=hv-W0

其中可以看出遏止電壓與頻率呈線性關系，頻率越大，遏止電壓越大，所以由圖像可知，①光

的頻率等于③光的頻率，③光的頻率低于①光的頻率，所以入射光光子的能量②>①=③,

光電子的最大初動能②，①;③，故AB錯誤；

C.由圖可得，①光對應飽和光電流大于③光對應的飽和光電流，因為飽和光電流越大，單

位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，且逸出的光電子數(shù)等于入射的光子數(shù)，所以單位時間照射到

K上的光子數(shù)①〉③，故C正確；

D.同一陰極K的逸出功相等，故D錯誤。

故選C-

31、把一塊帶負電的鋅板連接在驗電器上，驗電器指針張開一定的角度。用紫外線燈照射鋅

板，發(fā)現(xiàn)驗電器指針的張角發(fā)生變化。下列推斷合理的是（）

鋅板紫外線燈

A.驗電器指針的張角會不斷變大

B.驗電器指針的張角會先變小后變大

C.驗電器指針的張角發(fā)生變化是因為鋅板獲得了電子

D.若改用紅外線照射鋅板也一定會使驗電器指針的張角發(fā)生變化

答案：B

解析：開始時，驗電器帶負電，用紫外線照射鋅板后，鋅板發(fā)生光電效應，失去電子，鋅板

帶電荷量先減少，減少為零后繼續(xù)失去電子而帶正電，帶電荷量又開始增大，所以驗電器指

針張角先減小后增大，故A錯誤，B正確；發(fā)生光電效應時，鋅板有光電子逸出，失去電子,

C錯誤；紅外線頻率小于紫外線頻率，不一定能產(chǎn)生光電效應，D錯誤。

32、光照在某金屬表面上發(fā)生了光電效應。若只減弱光的強度，而保持頻率不變，則（）

A.有可能不發(fā)生光電效應

B.逸出的光電子的最大初動能將減小

C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)將減少

D.從光照射到金屬表面到有光電子逸出的時間明顯增加

答案：C

解析：光的強度即單位時間內(nèi)發(fā)出的光子總能量：P=Nhv,N為單位時間內(nèi)發(fā)出的光子總

個數(shù)。減弱光強，即減小M但光的頻率v不變，因此仍能發(fā)生光電效應，A項錯誤。由為=

hv—Wo知，光電子的最大初動能Ek不變，B項錯誤。電子吸收入射光子能量從而飛出原

子表面時間極短，約為IO-s,不受光強影響，D項錯誤。因為入射光子數(shù)減少，所以從金

屬表面逸出的光電子數(shù)減少，C項正確。

33、利用如圖所示裝置做光電效應實驗，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出。若要

使光電子的最大初動能增大,

A,僅延長光照時間B.僅換用頻率更大的光

C.僅增大入射光的強度D.僅增大A、K極板間電壓

答案：B

解析：由Ek=hv-W逸可知，金屬一定，則W逸一定，要使外變大，則需v變大，即換

用頻率更大的光，故B正確。

34、黑洞是存在于宇宙空間中的一種特殊天體。人們可以通過觀測黑洞外的另一個天體（也

稱伴星）的光譜來獲取信息。如圖所示，若伴星繞黑洞沿逆時針方向做勻速圓周運動，伴星

的軌道與地球的視向方向共面。人們在地球上觀測到的伴星光譜譜線的波長/=11+：），

式中力是光源靜止時的譜線波長，c為光速，v為伴星在地球視向方向的分速度（以地球的

視向方向為正方向）。已知引力常量G,不考慮宇宙膨脹和黑洞引力導致的譜線波長變化。

下列說法正確的是（）

伴星

A.觀測到伴星光譜譜線的波長4'<4,對應著伴星向遠離地球的方向運動

B.觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，對應著伴星在圖中A位置

C.根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測黑洞的密度

D.根據(jù)伴星光譜譜線波長變化的周期和最大波長可以估測伴星運動的半徑

答案：D

解析：A.由于題中規(guī)定地球的視向方向為n的正方向，且

〃=U+力

當觀測到伴星光譜譜線的波長X'<4,表明v為負值，則v的方向與視向方向相反，即對

應著伴星向靠近地球的方向運動，故A錯誤；

B.根據(jù)上述可知，若觀測到伴星光譜譜線波長的最大值，則v的方向與視向方向，且該分

速度達到最大值，即該位置對應著伴星在圖中A位置關于黑洞對稱的位置，故B錯誤；

D.根據(jù)圖像可知，伴星光譜譜線波長變化的周期等于伴星繞黑洞做圓周運動的周期，由于

伴星光譜譜線波長的最大值位置對應著伴星在圖中A位置關于黑洞對稱的位置，此時分速

度即等于伴星繞黑洞圓周運動的線速度，令最大波長與伴星繞黑洞圓周運動的線速度分別為

4)、心,則有

4=[1+—9

根據(jù)線速與周期的關系有

vo

解得

cT(2_4)

r=-------------

2位

故D正確;

C.伴星繞黑洞做圓周運動，由萬有引力提供向心力，則有

2

「Mm4/rr

G—=m——

r2rT2

結合上述可以求出黑洞的質(zhì)量，但是，由于不知道黑洞自身的半徑，因此無法求出黑洞的密

度，故C錯誤。

故選Do

35、同學們設計的一種光電煙霧報警器的結構和原理如圖1和圖2所示。光源S向外發(fā)射

某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內(nèi)，由于煙霧對光的散射作用，會使部分

光改變方向進入光電管C從而發(fā)生光電效應，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于就會

觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當滑動變阻器的滑片P處于圖2所示位置、煙霧濃度增

大到"時恰好報警。假設煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)越多。己知元

電荷為e,下列說法正確的是

筍板

y--v帶孔外罩

3

X/'接報警系統(tǒng)

煙霧

圖1

A.僅將圖2中電源的正負極反接，在煙霧濃度為〃時也可能觸發(fā)報警

B.為使煙霧濃度達到1.2"時才觸發(fā)報警，可以僅將滑片P向左移動到合適的位置

C.單位時間內(nèi)進入光電管的光子個數(shù)為4時，一定會觸發(fā)報警

e

D.報警器恰好報警時，將圖2中的滑片P向右移動后，警報有可能會被解除

答案：B

解析：A.圖2中光電管兩端加的是正向電壓，若正負極反接則光電管兩端加負向電壓，

光照強度一定時，根據(jù)光電流與電壓的關系，可知接正向電壓在單位時間內(nèi)會比接負向電壓

有更多光電子到達A極，所以反接后光電流會減小，在煙霧濃度為〃時無法觸發(fā)報警系統(tǒng)。

故A錯誤；

BD.為使煙霧濃度達到1.2〃時才觸發(fā)報警，就是要降低煙霧報警器的靈敏度，煙霧濃度增

加時，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)增多，則要減小從K極打到A極的光電子數(shù)占

產(chǎn)生總光電子數(shù)的比例，滑片P需要向左滑動到合適位置，減小兩極間的電壓，才能達到

目的。而恰好報警時將滑片P向右移動，會增大兩極間的電壓，只可能增強煙霧報警器的

靈敏度或保持靈敏度不變，不可能降低報警器的靈敏度，所以不會解除警報。故B正確，D

錯誤；

C.單位時間內(nèi)進入光電管的光子個數(shù)為4時，但是可能受到兩端電壓的限制，在陰極產(chǎn)

e

生的光電子不一定全部到達A極，所以不一定能讓報警系統(tǒng)的電流達到不一定能觸發(fā)

報警。故c錯誤。

故選B。

36、如圖所示為光電效應實驗中某金屬的遏止電壓q與入射光的頻率U的關系圖像。已知

元電荷e。根據(jù)該圖像不能得出的是（）

V/10I4HZ

A.飽和光電流B.該金屬的逸出功

C.普朗克常量D.該金屬的截止頻率

答案：A

解析：設金屬的逸出功為航，截止頻率為外，則有

航=〃%

光電子的最大初動能Ekm與遏止電壓q的關系是

Ekm—eUc

光電效應方程為

聯(lián)立兩式可得

ee

h

故a與U圖象的斜率為一，從而解得普朗克常量；當&=0時，可解得：v=%可得該金屬

e

的截止頻率和逸出功；但是不能求解飽和光電流，故選項A符合題意，BCD不符合題意。

故選Ao

37、如圖是研究光電效應的實驗裝置，開始時滑動變阻器的滑片尸與固定點。正對。用頻

率為v的光照射光電管的陰極K,觀察到微安表指針偏轉(zhuǎn)，不計光電子間的相互作用。下列

A.僅減小照射光頻率，微安表指針一定不偏轉(zhuǎn)

B,僅減小照射光強度，微安表指針一定不偏轉(zhuǎn)

C.僅將滑片尸向。端移動，微安表示數(shù)變大

D.僅將滑片P向6端移動，光電子向/板運動的過程中動能變大

答案：D

解析：A.僅減小照射光頻率，仍可能發(fā)生光電效應，微安表指針可能偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；

B.能否發(fā)生光電效應是由入射光的頻率決定，與入射光的強度無關，故B錯誤；

C.將滑片尸向。端移動，光電管所加的電壓為反向電壓，所以光電流會一直減小，故C錯

誤；

D.僅將滑片P向6端移動，光電管所加的電壓為正向電壓，管中電場向左，電子從K向

右逸出所受電場力向右，光電子向/板運動的過程中動能變大，故D正確。

故選D。

38、我國科研人員對“嫦娥五號”返回器攜帶的月壤樣品進行研究，取得了重大科研成果，科

研人員通過X射線衍射、聚焦離子束等一系列技術手段對樣品進行分析研究，首次發(fā)現(xiàn)了

一種新礦物并確定其晶體結構，被國際權威機構命名為“嫦娥石”。聚焦離子束技術是利用電

場將離子束聚焦成極小尺寸的顯微加工技術，經(jīng)過聚焦的高能離子束轟擊樣品，與其表面原

子的相互作用過程比較復雜，若表面原子受碰撞后運動方向是離開表面，而且能量超過一定

數(shù)值時，會有粒子從表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正負離子、電子、光子。

除發(fā)現(xiàn)“嫦娥石”外，科研人員還首次準確測定了月壤樣品中氨3（；He）的含量和提取溫度，

氨3被科學家視為未來核聚變反應的理想原料。若氮3參與核聚變反應，不會產(chǎn)生核輻射,

且可以釋放更多能量，氫3主要來自太陽風——太陽噴射出來的高能粒子流。月球沒有磁場

和大氣的保護，太陽風可以直接降落在月球表面，使其攜帶的氫3得以保存，但氮3在地球

上含量極少，根據(jù)以上信息及所學知識判斷，下列說法錯誤的是()

A.X射線照射在晶體上會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，是由于其波長與原子間距相近

B利用聚焦離子束技術可以將光束聚焦后照射金屬表面，使其發(fā)生光電效應

C.氫3參與聚變反應，雖然不會產(chǎn)生核輻射，但反應過程中會存在質(zhì)量虧損

D.地磁場會使太陽風中的氫3發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達地面

答案：B

解析：

A.X射線照射在晶體上會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，是由于其波長與原子間距相近，故A正

確，不符合題意；

B.利用聚焦離子束技術可以將離子束聚焦后照射金屬表面，使其發(fā)生光電效應，故B錯誤，

符合題意；

C.氮3參與聚變反應，雖然不會產(chǎn)生核輻射，但反應過程中會存在質(zhì)量虧損，釋放能量,

故C正確，不符合題意；

D.地磁場會使太陽風中的氫3發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達地面，故D正確，不符合題意；

故選B。

39、“例啾(zhoujiu)激光脈沖放大技術”是高強度激光研究的重大技術創(chuàng)新和核心技術。

如圖所示，該技術原理可以簡化為：種子激光脈沖經(jīng)過單模光纖的色散作用，將時長為飛秒

(IOT*)脈寬的激光脈沖在時間上進行了展寬；展寬后的脈沖經(jīng)過激光增益介質(zhì)放大，充分

提取了介質(zhì)的儲能；最后使用壓縮器將脈沖寬度壓縮至接近最初的脈寬值。上述技術中的關

鍵是“喝啾”脈沖。種子激光脈沖包含有不同的頻率分量，因此在單模光纖中，頻率高的部分

和頻率低的部分傳播速度不同，這樣光脈沖在時間上就被逐漸拉寬，形成脈沖前沿、后沿頻

率不同的現(xiàn)象，宛如鳥兒發(fā)出的不同聲音。下列說法正確的是()

種子激光脈沖

A.展寬過程使脈沖各頻率分量的頻率都變小

B.在傳播方向上，“喟啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率

C.若激光脈沖能量約為1J,則其峰值功率一定不能達到量級

D.通過“喟啾激光脈沖放大技術”獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量幾乎相同

答案：B

解析：

AD.正“喟啾”的頻率隨時間增加，展寬過程使脈沖各頻率分量的頻率不變，所以通過“喟

啾激光脈沖放大技術”獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量是不相同的，AD錯誤；

B.正“喟啾”的頻率隨時間增加，一個脈沖上升的前沿是低頻，下降的后沿是高頻，所以在

傳播方向上，“例啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率，B正確；

C.激光器產(chǎn)生超短脈沖時長為l()T5s，根據(jù)功率的定義有

P=—=1.0xl015W

t

C錯誤。

故選B。

40、2023年諾貝爾物理學獎授予了“產(chǎn)生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒(as)是一個極短的

時間單位，las=l()T8s。阿秒光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時間在as量級的光脈沖，它相當于一

個足夠快的“快門”，幫助人們“拍攝”高速運動的電子，從而“打開電子世界的大門”。產(chǎn)生阿

秒光脈沖的模型是：用強激光照射某些氣體，由于激光的電場是交變電場，該電場的電場強

度和原子內(nèi)部的庫侖場的強度相當時，電子就可能“電離''成為自由電子；電離后的自由電子

在激光電場作用下“加速”；當激光的電場反向后，一些電子就有可能飛到被電離的原子附近

并與其“復合”回到基態(tài)，同時釋放出一個高能光子，其頻率為入射強激光頻率的整數(shù)倍，稱

為高次諧波光子。在適當?shù)臈l件下，大量原子輻射出高次諧波疊加形成脈沖寬度為阿秒量級

的光脈沖。根據(jù)上述信息并結合已有的知識，判斷下列說法正確的是（）

A.在1阿秒的時間內(nèi)，光前進的距離約為0.3mm

B.電子復合時釋放的光子能量等于電子在激光場中加速時獲得的能量

C.電子的“電離”“加速”和“復合”將周期性地發(fā)生，時間間隔與激光電場的周期有關

D.強激光光子能量是高次諧波光子能量的整數(shù)倍

答案：C

解析：A.在las時間內(nèi)，光傳播距離為

_18

s=c/=3義IO?xl0m=0.3nm

故A項錯誤；

B.結合題意可知，由于激光是往復振蕩，電子在激光電場的作用下會回到原子核附近，在

回到原子核的過程中，電子被激光電場加速獲得很高的能量，當電子回到原子核，電子的能

量以產(chǎn)生高次諧波形式釋放這部分能量，輻射高能量光子。釋放的光子能量為電子在回到原

子核過程獲得的動能和電子電離能的總和=所以電子復合時釋放的光子能量不等于電子在激

光場中加速時獲得的能量，故B項錯誤；

C.由題意可知，電子的“電離”“加速”和“復合”將周期性地發(fā)生，時間間隔與激光電場的周

期有關，故C項正確；

D.由題意可知，高次諧波光子頻率是強激光光子頻率的整數(shù)倍，由能量子公式

e=hv

所以因該是高次諧波光子能量是強激光光子能量的整數(shù)倍，故D項錯誤。

故選C。

二、實驗題

41、如圖所示，在做“測量玻璃的折射率”實驗時，先在白紙上放好一塊兩面平行的玻璃磚,

描出玻璃磚的兩個邊MN和PQ,在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針Pi和P2,然后在另一側透過

玻璃磚觀察，再插上大頭針23、。4,然后作出光路圖，根據(jù)光路圖計算得出玻璃的折射率。

關于此實驗，下列說法中正確的是（）

A.大頭針P4必須擋住P3及Pi、P2的像

B.入射角越大，折射率的測量越準確

C.利用量角器量出ii、i2,可求出玻璃磚的折射率幾=需

D.如果誤將玻璃磚的邊PQ畫到P'Q',折射率的測量值將偏大

答案：A

解析：入射角太大的話，折射光會變?nèi)?，透過玻璃磚看尸1、P2的像會比較模糊，不便于操作，因

此B項錯誤。n=需，C項錯誤。連接P3、P4與P'Q'的交點是處理數(shù)據(jù)時折射光線的出射

點，連接MN上的入射點和P'Q'上的出射點，畫出玻璃磚中的折射光線，可知折射角均測量

值偏大，九=需，幾測量值偏小，D項錯誤，A項正確。

42、某同學用插針法測定玻璃的折射率，作出光路圖如圖所示。光線與平行的玻璃磚表面

ad和防分別交于。點和尸點，過尸點作的垂線，垂足為。點，將NO延長交尸0

于〃點，測得OP=R,OM=r,則該玻璃傳的折射率n=。

解析：設入射角為i,由幾何關系可得

0M

設折射角為人由幾何關系可得

sinrOQ

OP

由折射定律有

sinzOPR

43.在用插針法測量玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面。優(yōu)、

防'與玻璃磚位置的關系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚,

乙同學用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確，且均以aa'、66'為界面畫光路圖，則

圖①圖②圖③

（1）甲同學測得的折射率與真實值相比（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

［解析］用圖①測定折射率時，會導致折射角偏大，折射率偏小。

（2）乙同學測得的折射率與真實值相比（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

［解析］用圖②測折射率時，只要操作正確，折射率與玻璃磚形狀無關。

（3）丙同學測得的折射率與真實值相比，

答案：（1）偏?。?）不變（3）可能偏大、可能偏小、可能不變

解析：用圖③測折射率時，因為界面防'部分在玻璃磚外側，部分在內(nèi)側，故無法確定折射

光線偏折的大小，所以測得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不變。

44、用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣，用綠色濾光片時從目鏡中可以看到綠色的干

涉條紋。在其他條件不變的情況下，下列操作可以使條紋間距變大的是（）

光

源單雙

筒

遮光

鏡

凸透

縫

片縫

濾光

=1

3

I

單縫

更大的

成縫寬

B.換

濾光片

成紅色

A,換

筒