查補(bǔ)易混易錯(cuò)14光學(xué)

STEP

01高考直擊

本考點(diǎn)包括幾何光學(xué)和物理光學(xué)，在高考試題中屬于必考知識(shí)點(diǎn)，如2021年廣東卷第

16題、湖南卷第16題、山東卷第7、15題等全國(guó)卷、新高考省份都考查了光學(xué)知識(shí)；幾何

光學(xué)主要考查光的折射定律和全反射，物理光學(xué)主要考查光的本質(zhì)、光的干涉和光的衍射。

縱觀近三年的高考試題可以看出無(wú)論是幾何光學(xué)還是物理光學(xué)題目的情境愈發(fā)復(fù)雜化,

更多的已知條件被放到了題目的情境中，需要考生從情境中找到相關(guān)條件，運(yùn)用學(xué)過(guò)的光學(xué)

知識(shí)并結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律，判斷出角之間或者邊角之間的關(guān)系，更深層次地考查考生的理解能力

和推理論證能力。

【真題示例?2021-山東卷?15】超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其中用

到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對(duì)稱放置四個(gè)相同的直角三棱鏡，頂角為

一細(xì)束脈沖激光垂直第一個(gè)棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過(guò)前兩個(gè)棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)

過(guò)后兩個(gè)棱鏡重新合成為一束，此時(shí)不同頻率的光前后分開(kāi)，完成脈沖展寬。己知相鄰兩棱

鏡斜面間的距離d=100.0mm,脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們?cè)诶忡R中的折射率分

別為勺=血和〃2=孚。取sin37°=|,cos37°=1,京=1.890。

（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個(gè)棱鏡斜面射出，求。的取值范圍；

（2）若。=37°,求兩種頻率的光通過(guò)整個(gè)展寬器的過(guò)程中，在空氣中的路程差A(yù)L（保留

3位有效數(shù)字）。

【答案】（1）0<6><45°（或。<45°）；（2）AL=14.4mm

【解析】（1）由幾何關(guān)系可得，光線在第一個(gè)三梭鏡右側(cè)斜面上的入射角等于要使得兩

種頻率的光都從左側(cè)第一個(gè)棱鏡斜面射出，則。需要比兩種頻率光線的全反射角都小，設(shè)C

是全反射的臨界角，根據(jù)折射定律得：sinC=L①

n

折射率越大，臨界角越小，代入較大的折射率得：4“=45°②

所以頂角夕的范圍為：0＜。＜45°(或夕＜45°)③

(2)脈沖激光從第一個(gè)三棱鏡右側(cè)斜面射出時(shí)發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為必和。2,由折

射定律得：〃1=包吧④

smd

設(shè)兩束光在前兩個(gè)三棱鏡斜面之間的路程分別為。和L2,則

7d

Li=---------⑥

COStZj

,d

k=---------⑦

COS%

△1=2(1)-4)⑧

聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得：AL=14.4mm@

［易錯(cuò)分析】①考生未能正確地比較出兩個(gè)折射率的大小,導(dǎo)致在計(jì)算臨界角時(shí)用錯(cuò)折射率；

②考生沒(méi)有注意到第二問(wèn)中，所求的是空氣中的路程差，導(dǎo)致多計(jì)算了兩束光在玻璃中的路

程差。

02易混易錯(cuò)歸納

【易錯(cuò)01】折射定律的理解與應(yīng)用

i.折射率：由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無(wú)關(guān).

2.折射率與介質(zhì)的密度無(wú)關(guān)，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì).

3.同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小.

4.公式〃=翳中，不論光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，仇總是真空中的

sm(72

光線與法線間的夾角，02總是介質(zhì)中的光線與法線間的夾角.

5.光的折射問(wèn)題的一般解題步驟

(1)根據(jù)題意準(zhǔn)確作出光路圖，注意作準(zhǔn)法線.

(2)利用數(shù)學(xué)知識(shí)找到入射角和折射角.

(3)利用折射定律列方程.

【易錯(cuò)02】全反射現(xiàn)象

1.在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的.

2.當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)

象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射.當(dāng)折射角等于90。時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒(méi)有折射光了.

3.全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角

逐漸增大的過(guò)程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角

時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射.

4.分析全反射問(wèn)題的基本思路

(1)畫(huà)出恰好發(fā)生全反射的臨界光線，作好光路圖.

(2)應(yīng)用幾何知識(shí)分析邊、角關(guān)系，找出臨界角.

(3)判斷發(fā)生全反射的范圍.

【易錯(cuò)03]光路的計(jì)算與判斷

1.光線射到介質(zhì)的界面上時(shí)，要注意對(duì)產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行分析：

(1)若光線從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射，而同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，

不同色光偏折不同.

(2)若光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，是否發(fā)生全反射，要根據(jù)計(jì)算判斷，要注意不同

色光臨界角不同.

2.作圖時(shí)要找出具有代表性的光線，如符合邊界條件或全反射臨界條件的光線.

3.解答時(shí)注意利用光路可逆性、對(duì)稱性和幾何知識(shí).

4.各種色光的比較

顏色紅橙黃綠青藍(lán)紫

頻率V低_一高

同一介質(zhì)中的折射率小一f大

同一介質(zhì)中速度大一一小

波長(zhǎng)大一T小

臨界角大一T小

通過(guò)棱鏡的偏折角小一一大

【易錯(cuò)04】實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率

1.實(shí)驗(yàn)原理

用插針?lè)ㄕ页雠c入射光線A。對(duì)應(yīng)的出射光線03,確定出。'點(diǎn)，畫(huà)出折射光線。(7,

然后測(cè)量出角仇和。2,代入公式〃=翳計(jì)算玻璃的折射率.

sin(72

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(1)鋪白紙、畫(huà)線.

①如圖所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫(huà)出一條直線ad作為界面，過(guò)

a”上的一點(diǎn)。畫(huà)出界面的法線并畫(huà)一條線段AO作為入射光線.

②把玻璃磚平放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟加'對(duì)齊，畫(huà)出玻璃磚的另一條長(zhǎng)邊協(xié)

(2)插針與測(cè)量.

①在線段上豎直地插上兩枚大頭針尸1、尸2,透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、尸2的像，

調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針尸3、尸4,使

尸3擋住R、P2的像，P4擋住P1、尸2的像及2，記下B、尸4的位置.

②移去玻璃磚，連接2、尸4并延長(zhǎng)交6〃于。'，連接即為折射光線，入射角仇=/

AOM,折射角分=/O,ON.

③用量角器測(cè)出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中.

④改變?nèi)肷浣浅?，重?fù)實(shí)驗(yàn)步驟，列表記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù).

3.數(shù)據(jù)處理

⑴計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角仇和折射角仇，并查出其正弦值sin仇和sin仇.算出不

同入射角時(shí)的鬻，并取平均值.

sin(72

(2)作sin<9i—sindi圖象：改變不同的入射角a,測(cè)出不同的折射角。2,作sinft—sin仇

圖象，由〃=篝1可知圖象應(yīng)為直線，如圖所示，其斜率為折射率.

sin(72

(3)“單位圓”法確定sina、sin㈤計(jì)算折射率加

以入射點(diǎn)。為圓心，以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫(huà)圓，交入射光線04于E點(diǎn)，交折射光

.EH

線0。于E點(diǎn)，過(guò)E作NM的垂線EH,過(guò)E作NM的垂線E7T.如圖所示，sin"=無(wú)，sinft

EH

OEOER則片瞿=毋.只要用刻度尺量出EH、EH的長(zhǎng)度就可以求出幾

~OKf==,

4.注意事項(xiàng)

(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的.

(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些.

(3)入射角不宜過(guò)大或過(guò)小，一般在15。?75。之間.

(4)玻璃磚的折射面要畫(huà)準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫(huà)界線.

(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變.

【易錯(cuò)05]光的干涉

1.雙縫干涉

(1)光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動(dòng)步調(diào)相同.

(2)雙縫干涉形成的條紋是等間距的，兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長(zhǎng)成正比,

即Ar=)

(3)用白光照射雙縫時(shí)，形成的干涉條紋的特點(diǎn)：中央為白條紋，兩側(cè)為彩色條紋.

2.薄膜干涉

(1)如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.

(2)光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AV和后表面89分別反射出來(lái)，形成兩列頻率相

同的光波，并且疊加，兩列光波同相疊加，出現(xiàn)明紋；反相疊加，出現(xiàn)暗紋.

(3)條紋特點(diǎn)：①單色光：明暗相間的水平條紋；

②白光：彩色水平條紋.

3.明暗條紋的判斷方法

屏上某點(diǎn)到雙縫距離之差為Ar,若Ar=k/l(k=0,l,2,…)，則為明條紋；若△r=(2k+l)g

(k=0,l,2,…)，則為暗條紋.

【易錯(cuò)06]光的衍射現(xiàn)象的理解

1.單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

條紋條紋寬度不等，中

條紋寬度相等

寬度央最寬

7

條紋各相鄰條紋間距不各相鄰條紋等間

h

間距等距

大

亮度中央條紋最亮，兩條紋清晰，亮度

情況邊變暗基本相等

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的

相同點(diǎn)

疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋

2.光的干涉和衍射的本質(zhì)

光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原

理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的.

【易錯(cuò)07］光的偏振現(xiàn)象的理解

1.偏振光的產(chǎn)生方式

(1)自然光通過(guò)起偏器：通過(guò)兩個(gè)共軸的偏振片觀察自然光，第一個(gè)偏振片的作用是把

自然光變成偏振光，叫起偏器.第二個(gè)偏振片的作用是檢驗(yàn)光是否為偏振光，叫檢偏器.

(2)自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間

的夾角恰好是90。時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直.

2.偏振光的理論意義及應(yīng)用

(1)理論意義：光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明了光波是橫波.

(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車(chē)燈眩光等.

【易錯(cuò)08】實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)

1.實(shí)驗(yàn)原理

單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間距A%與

雙縫間距d、雙縫到屏的距離1、單色光的波長(zhǎng)2之間滿足

2.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)觀察干涉條紋

①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上.如圖所示.

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏

一凸

②接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光.

③調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏.

④安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距

約5cm?10cm,這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋.

⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋.

(2)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)

①安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.

②使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)為，將該條紋記為第1

條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)

a2,將該條紋記為第九條亮紋.

③用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離是已知的).

④改變雙縫間的距離d,雙縫到屏的距離/,重復(fù)測(cè)量.

3.數(shù)據(jù)處理

(1)條紋間距Ax=|^Efl.

⑵波長(zhǎng)

(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求力的平均值.

4.注意事項(xiàng)

(1)安裝時(shí)，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并

使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng).

(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近.

(3)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮

光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié).

去真題好題演練

1.(2021?廣東卷)如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過(guò)接收器Q接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)

工作的。光從擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)P點(diǎn)射向外側(cè)M點(diǎn)再折射到空氣中，測(cè)得入射角為a,折射角

為夕；光從P點(diǎn)射向外側(cè)N點(diǎn)，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時(shí)臨界

角。的正弦值表達(dá)式。

光源P接收器0內(nèi)側(cè)

sma

【答案】

sin0

sinB

【解析】根據(jù)光的折射定律有：〃

sina

根據(jù)光的全反射規(guī)律有：sin0=-

n

.八sma

聯(lián)“解得：sine=——

sinp

【易錯(cuò)分析】考生不理解剛好發(fā)生全反射時(shí)光路的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致找不到求解臨界角6正弦

值的方法。

2.（2021?河北卷）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對(duì)放置，圓心上下

錯(cuò)開(kāi)一定距離，如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體4設(shè)圓心處入射角為當(dāng)

夕=60°時(shí)，A右側(cè)恰好無(wú)光線射出；當(dāng)6=30°時(shí)，有光線沿2的半徑射出，射出位置與

A的圓心相比下移〃，不考慮多次反射，求：

（1）半圓柱體對(duì)該單色光的折射率；

（2）兩個(gè)半圓柱體之間距離4

【答案】(i)幾=—^3；(ii)d=A/2(/Z----)

32

【解析】（i）光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當(dāng)6=60。時(shí)發(fā)生全反射,

有:sin。!

n

解得:〃二26

3

（ii）當(dāng)入射角6=30。，經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設(shè)折射角為人光路如圖

由折射定律有:sin夕撲=sin尸

一「——h-RsmO

有幾何關(guān)系有：tanr=---------------

a

聯(lián)立解得:d=a①一5）

【易錯(cuò)分析】考生不理解剛好發(fā)生全反射時(shí)光路的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致找不到求解臨界角0正弦

值的方法。

3.（2021?山東卷）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉

條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）

【答案】D

【解析】從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為△尸2d,即光程差為薄

膜厚度的2倍，當(dāng)光程差△了=加時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為

二九在圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，則薄膜層的厚度之間變小，因條紋

2

寬度逐漸變寬，則厚度不是均勻變小。

故選D。

【易錯(cuò)分析】考生無(wú)法根據(jù)薄膜干涉的原理，分析薄膜百度d隨坐標(biāo)x在不同變化情境下，

形成的干涉條紋具有的特點(diǎn)，尤其是C、。兩個(gè)選項(xiàng)，難以進(jìn)行分辨。

3.（2021?江蘇卷）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時(shí)，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由

此推測(cè)肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）

【答案】C

【解析】薄膜干涉為前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時(shí)，出現(xiàn)彩

色條紋，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距

上疏下密；如圖所示：

由于表面張力的作用，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選Co

【易錯(cuò)分析】①考生雖然在生活中觀察到過(guò)薄膜干涉形成的彩色條紋，但觀察的不夠仔細(xì)，

導(dǎo)致無(wú)法想像題目中描述的現(xiàn)象；②由于受到課本插圖的影響，考生易錯(cuò)選B,忽略了課本

中的干涉條紋是等間距的這一特點(diǎn)。

4.（2021?全國(guó)甲卷）如圖，單色光從折射率"=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。

己知真空中的光速為3xl（）8m/s,則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為m/s；對(duì)

于所有可能的入射角，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間/的取值范圍是

S<f<S（不考慮反射）。

【答案】①.2x108

【解析】［1］該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為

8

v=—=3義1°m/s=2xl0m/s

n1.5

⑵當(dāng)光垂直玻璃板射入時(shí)，光不發(fā)生偏折，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間最短，最短時(shí)間

d0.1

s=5xl()T°s

v2xl08

［3］當(dāng)光的入射角是90。時(shí)，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間最長(zhǎng)。由折射定律可知

sin90°

n=----------

sin。

d

1()

最長(zhǎng)時(shí)間：?2=COS￡=d=3V5X10S

vvVl-sin20

【易錯(cuò)分析】①考生判斷不出光線在玻璃板中傳播時(shí)間的范圍條件，找不到對(duì)應(yīng)的光路，求

解不出時(shí)間的最小值與最大值；②考生忘記光在玻璃中傳播時(shí)速度大小也要發(fā)生變化，用光

在真空中傳播的速度計(jì)算通過(guò)玻璃板所用的時(shí)間。

5.(2021?湖南卷)我國(guó)古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到光沿直線傳

播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，

直徑為1.0cm、深度為1.4cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時(shí)，由于孔洞深

度過(guò)大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，

不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。

(i)若該人通過(guò)小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

(ii)若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

【答案】(i)1.38；(ii)1.7

【解析】(i)根據(jù)題意作出如下光路圖

當(dāng)孔在人身高一半時(shí)有

hd

0.8—0.005?4

tand=22sin?=0.8,

06-??

L

0.0111

tana=------=-，---sina=/

0.0141.4VZ96

由折射定律有

sin。

n=“38

sina

(ii)若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫(huà)出如下光路圖

根據(jù)幾何關(guān)系有

sin90°

n“7

sina

【易錯(cuò)分析】考生示理解題意，找不到介質(zhì)折射率最小時(shí)的臨界條件，無(wú)法畫(huà)出對(duì)應(yīng)的光路

圖，從而無(wú)法計(jì)算折射率的最小值。

6、（2021?河南省洛陽(yáng)市三模）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為1.5v的A光和頻率為v的B

光分別照射同一金屬，A光照射時(shí)的遏止電壓是B光照射時(shí)遏止電壓的2倍，則該金屬發(fā)生

光電效應(yīng)的截止頻率為（）

1123

A.—VB.—VC.—VD.—V

3234

【答案】B

【解析】

根據(jù)光電效應(yīng)方程，有

et/CA=Ax1.5v-hv0,eUCB=hxv-hv0

聯(lián)立，可得

1

故選B。

7、（2021?山東省歷城壓軸卷）如圖所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，屏上一點(diǎn)P到雙縫的距

離之差為2.1呷，若用單色光A照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)尸點(diǎn)正好是從屏中間。算起的第四條暗

條紋，換用單色光3照射雙縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)正好是從屏中間。算起的第三條亮條紋，則下

列說(shuō)法正確的是（）

A.單色光3的頻率大于單色光A的頻率

B.單色光3的波長(zhǎng)小于單色光A的波長(zhǎng)

C.單色光3的相鄰亮條紋間的距離小于單色光A的相鄰亮條紋間的距離

D.用單色光A和8在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫寬不變的情況下，單色光3更容

易發(fā)生明顯衍射

【答案】D

【解析】

ABC.由題意可知，單色光A照射雙縫時(shí)條紋間距較小，根據(jù)Ax=,4可知單色光A的波

d

長(zhǎng)較小，頻率較大，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤；

D.因單色光3的波長(zhǎng)較大，則用單色光A和8在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫寬不

變的情況下，單色光5更容易發(fā)生明顯衍射，選項(xiàng)D正確。

故選D。

8、（2021?北京市海淀區(qū)高三三模）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第4能級(jí)的氫

原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為魄、/兩種光可讓

圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為乜、乜的兩個(gè)光源照射光電管陰極

K,測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法中正確的是（）

nE/eV

8........................0

4---------------------0.85

3------------------1.51

2------------------3.4

1--------------------13.6

甲

A.處于第4能級(jí)的氫原子可以吸收一個(gè)能量為0.75eV的光子并電離

B.圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的

C.圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eV

D.用圖丙中的圖線。所表示的光照射陰極K時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能比用圖線b所表示的

光照射時(shí)更大

【答案】C

【解析】

A.處于第4能級(jí)的氫原子電離需要的能量為0.85eV,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

BC.由圖丙可知，圖線6對(duì)應(yīng)的遏止電壓大于圖線a,根據(jù)光電效應(yīng)方程耳=/ZH-%,

及知b光的〃最大，能量最大，因此圖線b所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基

態(tài)躍遷發(fā)出的，且

Ei=E4-E1=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV

選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；

D.圖丙中的圖線。所表示的光能量低，用它照射陰極K時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能比用圖線

。所表示的光照射時(shí)要小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

9、（2021?福建省龍巖三模）圖示是氫原子能級(jí)示意圖，一群氫原子處于〃=4的激發(fā)態(tài),

若它們自發(fā)地躍遷到〃=2的激發(fā)態(tài)時(shí)，核外電子的動(dòng)能（填“增大”或“減小”）；

若這一群氫原子都躍遷到基態(tài)，則放出的光子中有種光子能使金屬鉀（逸出功為

2.25eV）發(fā)生光電效應(yīng)。

nE/eV

8------------------0

5---------------------0.54

4---------------------0.85

3---------------------1.51

2---------------------3.40

1---------------------13.6

【答案】⑴.增加(2).4

【解析】

[1]電子從〃=4躍遷到n=2,軌道半徑變小，由庫(kù)侖力提供向心力得

2

7e-ev

k——二m—

rr

解得

ke1

E=-mv2