光學(xué)原理與光電效應(yīng)測試卷及參考答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.光的干涉現(xiàn)象是由于光的什么特性產(chǎn)生的？A.波動性B.粒子性C.吸收性D.反射性2.在楊氏雙縫實驗中，若雙縫間距減小，干涉條紋的間距將如何變化？A.變大B.變小C.不變D.無法確定3.光的衍射現(xiàn)象說明光具有什么性質(zhì)？A.直進(jìn)性B.橫波性C.粒子性D.波動性4.光的偏振現(xiàn)象表明光是什么波？A.橫波B.縱波C.混合波D.電磁波5.玻璃的折射率n=1.5，光在玻璃中的速度約為多少？A.3×10^8m/sB.2×10^8m/sC.1.5×10^8m/sD.0.67×10^8m/s6.全反射發(fā)生的條件之一是光從哪種介質(zhì)射向哪種介質(zhì)？A.光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)B.光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)C.任意介質(zhì)射向任意介質(zhì)D.金屬介質(zhì)射向空氣7.棱鏡的色散現(xiàn)象是由于什么原因造成的？A.光的吸收B.光的反射C.光的折射率不同D.光的干涉8.紅光的波長約為700nm，紫光的波長約為400nm，哪種光的頻率更高？A.紅光B.紫光C.兩者相同D.無法確定9.光電效應(yīng)實驗中，哪種因素不影響光電子的最大初動能？A.入射光的頻率B.入射光的強度C.入射光的波長D.飽和電流10.普朗克常數(shù)h的數(shù)值約為多少？A.6.626×10^-34J·sB.6.626×10^-19J·sC.1.986×10^-25J·sD.4.136×10^-15J·s二、填空題（每空2分，共20分）1.光的干涉條紋是__________排列的，中央條紋是__________。2.光的衍射分為兩類：__________和__________。3.光的偏振現(xiàn)象說明光是__________。4.全反射的條件是：光從__________射向__________，且入射角大于臨界角。5.棱鏡的色散現(xiàn)象中，紅光的偏向角__________紫光的偏向角。6.光電效應(yīng)的實驗規(guī)律包括：①__________；②__________。7.普朗克的能量量子化公式為__________，其中h為__________。8.光的波粒二象性是指光既具有__________，又具有__________。9.光的干涉現(xiàn)象中，兩束光的光程差為λ/2時，產(chǎn)生__________條紋。10.光的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)障礙物尺寸與光的波長相當(dāng)或更小，衍射現(xiàn)象__________。三、判斷題（每題2分，共10分）1.光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光的波動性的證明。（）2.全反射只能發(fā)生在光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時。（）3.光的偏振現(xiàn)象說明光不能發(fā)生干涉和衍射。（）4.光電效應(yīng)實驗中，入射光的強度影響光電子的最大初動能。（）5.普朗克的量子理論徹底解釋了光電效應(yīng)。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述楊氏雙縫實驗的原理及其主要現(xiàn)象。2.解釋全反射現(xiàn)象及其應(yīng)用。3.簡述光的偏振現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件。4.解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律及其與經(jīng)典物理理論的矛盾。五、計算題（每題10分，共30分）1.在楊氏雙縫實驗中，雙縫間距d=0.5mm，屏到雙縫的距離L=1m，使用波長λ=600nm的光，求干涉條紋的間距。2.光從空氣射入水中，水的折射率n=1.33，求臨界角是多少？3.光電效應(yīng)實驗中，某種金屬的逸出功為2.0eV，用波長為400nm的光照射，求光電子的最大初動能。（普朗克常數(shù)h=6.626×10^-34J·s，1eV=1.602×10^-19J）參考答案及解析一、選擇題1.A-解析：光的干涉現(xiàn)象是兩列相干光波疊加產(chǎn)生的，這是光的波動性特征。2.A-解析：根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δy=λL/d，雙縫間距d減小，條紋間距Δy變大。3.D-解析：光的衍射是光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，這是光的波動性特征。4.A-解析：光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波，橫波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象。5.D-解析：光在介質(zhì)中的速度v=c/n，其中c為光在真空中的速度，n為折射率，v=3×10^8m/s/1.5=0.67×10^8m/s。6.A-解析：全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。7.C-解析：棱鏡色散是由于不同色光的折射率不同，導(dǎo)致不同色光的偏向角不同。8.B-解析：根據(jù)c=λν，頻率ν=c/λ，紫光的波長λ更短，頻率更高。9.D-解析：飽和電流與入射光強度有關(guān)，與光電子的最大初動能無關(guān)。10.A-解析：普朗克常數(shù)的數(shù)值為h=6.626×10^-34J·s。二、填空題1.間隔，最亮-解析：干涉條紋是明暗相間排列的，中央條紋是最亮的。2.菲涅耳衍射，夫瑯禾費衍射-解析：光的衍射分為兩類：菲涅耳衍射和夫瑯禾費衍射。3.橫波-解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，橫波可以發(fā)生偏振現(xiàn)象。4.光密介質(zhì)，光疏介質(zhì)-解析：全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。5.小于-解析：紅光的折射率小于紫光，偏向角小于紫光。6.入射光的頻率決定能否發(fā)生光電效應(yīng)；入射光的強度決定單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)量-解析：光電效應(yīng)的實驗規(guī)律包括：①入射光的頻率決定能否發(fā)生光電效應(yīng)；②入射光的強度決定單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)量。7.E=hν，普朗克常數(shù)-解析：普朗克的能量量子化公式為E=hν，其中h為普朗克常數(shù)。8.波動性，粒子性-解析：光的波粒二象性是指光既具有波動性，又具有粒子性。9.暗-解析：光程差為λ/2時，兩束光相位相反，產(chǎn)生暗條紋。10.更明顯-解析：光的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)障礙物尺寸與光的波長相當(dāng)或更小，衍射現(xiàn)象更明顯。三、判斷題1.√-解析：光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光的波動性的證明。2.√-解析：全反射只能發(fā)生在光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時。3.×-解析：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，橫波可以發(fā)生干涉和衍射。4.×-解析：光電效應(yīng)實驗中，入射光的強度影響光電子的數(shù)量，與最大初動能無關(guān)。5.×-解析：普朗克的量子理論解釋了光電效應(yīng)，但不是徹底解釋，還需要愛因斯坦的фотоэффект理論。四、簡答題1.楊氏雙縫實驗的原理及其主要現(xiàn)象：-原理：楊氏雙縫實驗是讓單色光通過兩個相距很近的小孔，形成兩束相干光，在屏上形成干涉條紋。-主要現(xiàn)象：屏上出現(xiàn)明暗相間排列的干涉條紋，中央條紋最亮，兩側(cè)對稱分布。2.全反射現(xiàn)象及其應(yīng)用：-全反射現(xiàn)象：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于臨界角時，全部光線反射回光密介質(zhì)的現(xiàn)象。-應(yīng)用：光纖通信、棱鏡望遠(yuǎn)鏡等。3.光的偏振現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件：-偏振現(xiàn)象：光波振動方向限制在某一平面內(nèi)的現(xiàn)象。-產(chǎn)生條件：光必須是橫波，通過偏振片可以產(chǎn)生偏振光。4.光電效應(yīng)的實驗規(guī)律及其與經(jīng)典物理理論的矛盾：-實驗規(guī)律：①入射光的頻率決定能否發(fā)生光電效應(yīng)；②入射光的強度決定單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)量。-與經(jīng)典物理理論的矛盾：經(jīng)典物理認(rèn)為光電子的動能與光強有關(guān)，但實驗表明光電子的動能與光頻率有關(guān)，與光強無關(guān)。五、計算題1.在楊氏雙縫實驗中，雙縫間距d=0.5mm，屏到雙縫的距離L=1m，使用波長λ=600nm的光，求干涉條紋的間距。-解：根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δy=λL/d，代入數(shù)據(jù)：Δy=(600×10^-9m)×(1m)/(0.5×10^-3m)=1.2×10^-3m=1.2mm2.光從空氣射入水中，水的折射率n=1.33，求臨界角是多少？-解：根據(jù)臨界角公式sinθ_c=1/n，代入數(shù)據(jù)：sinθ_c=1/1.33≈0.7519θ_c=arcsin(0.7519)≈48.75°3.光電效應(yīng)實驗中，某種金屬的逸出功為2.0eV，用波長為400nm的光照射，求光電子的最大初動能。（普朗克常數(shù)h=6.626×10^-34J·s，1eV=1.602×10^-19J）-解：首先計算光子能量E=hν，其中ν=c/λ，