试题库 光学综合
单选题
填空题
多选题
作图题
计算题
实验题
答 案
一、单选题: 本大题共2小题, 从第1小题到第2小题每题4分 小计8分; 共计8分。

   1、红光与紫光以相同的入射角由空气射入同一介质中并在介质中传播相同距离.设红光的折射角为,在介质中传播相同距离红光所需时间为,那么它们的大小比较应是

[    ]

A

B

C

D

   2、用红光和紫光做光学实验时,下列说法正确的是

[  ]

A.用同一装置做双缝干涉实验时,紫光两相邻亮纹的距离要大些

B.用同一单缝做衍射实验时,紫光的中央亮纹要宽些

C.红光与紫光以相同的入射角射向平行玻璃砖时,出射光线中紫光的侧移距离要大些

D.在水面下同一深度放置红、紫两个点光源,从水面上看去,紫光照亮水面的面积较大

二、填空题: 本大题共4小题, 第3小题为2分; 第4小题为4分; 第5小题为6分; 第6小题为8分; 共计20分。

   3、17世纪,物理学家________提出了光的波动说,为了解释_____实验,爱因斯坦提出了光子说.

   4、一束单色光在玻璃中的波长,在空气中的波长,这束单色光从玻璃射入空气中的临界角的正弦值为______

   5、 光发电机是利用光能作动力直接把光能转变为机械动力输出的装置,其核心装置是化学反应室,室内装有一种特殊的化合物,有光照射时,能接受光能发生化学反应,在无光作用时又发生逆反应,如此循环往复从而带动活塞的往复运动,试回答:

(1)在下列各种化合物中能作为上述特殊化合物的是

[  ]

AO2

BNO2

CN2

DCO2

(2)写出该特殊化合物在密封室中的化学反应方程式________

(3)简单分析密封室活塞被驱动的原因.________

   6、 臭氧层是地球的保护伞,它对紫外线有吸收和阻挡作用,臭氧层中的氧气与臭氧‘处于动态平衡2O2O3O,由于冰箱中致冷剂氟里昂的泄露,大量破坏臭氧层,使透射到地面的紫外线辐射增强,危及人类生存环境.氟里昂是一种低沸点的卤代烃,易挥发,进入大气层后,在太阳紫外线作用下光解为Cl·,它能促进O3转化成O2,其方程式为Cl·+O3ClO·+O2ClO·+OClO2

(1)其总反应式为________

(2)Cl·在反应中充当

[  ]

A.反应物

B.生成物

C.媒介物

D.催化剂

由于Cl·可反复地与O3反应,使O3含量减少甚至形成臭氧空洞,使透射到地面的紫外线辐射量加大,导致生物遗传物质发生变化,使人类皮肤癌增多,使植物表皮受损,对生物圈造成极大危害.

(3)遗传物质变化是指

[  ]

A.细胞灼伤

B.基因互换

C.基因重组

D.基因突变

(4)臭氧层破坏后,过量紫外线辐射对生物体的危害机理是紫外线的

[  ]

A.热作用

B.电离作用

C.穿透作用

D.物理化学作用

三、多选题: 本大题共9小题, 从第7小题到第15小题每题4分 小计36分; 共计36分。

   7、一束单色光由空气射入某种介质中传播,肯定发生变化的是光的

[    ]

A.频率;

B.波长;

C.速度大小;

D.光子能量.

   8、能使平行单色光通过它的作用后,仍为平行光的光学器件是

[  ]

A.平面镜

B.等腰直角三棱镜

C.凸透镜

D.两表面平行的透明玻璃砖

   9、如图所示,某一种单色光入射甲、乙、丙、丁四种不同光介质时的光
路,上方为真空,下列说法中正确的有

[  ]

A.在这四种介质中,甲的折射率最大

B.比较光在这四种介质中的速度,光在丁中的速度最小

C.比较光在这四种介质中的波长,光在甲中的波长最长

D.比较这四种介质中全反射临界角,甲的最大

   10、AB两种单色光均垂直投射到一条直光纤的端面上,A光穿过光纤的时间比B光的长.现用AB两种光照射同种金属,都能发生光电效应.则

[  ]

A.光纤对A光的折射率较大.

BA打出的电子的动能一定比B大.

CA在单位时间内打出的电子可能比B多.

DA光的波动性比B光显著.

   11、如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成三束单色光abc,则这三种单色光

[  ]

A.频率关系是

B.在真空中传播速度是

C.通过同一双缝产生的干涉条纹间距

D.若分别照射到某种金属上,色光b能使金属发生光电效应,则色光c一定能使该金属发生光电效应.

   12、以下关于光现象的说法中,正确的是

[  ]

A.阳光照射下的肥皂泡呈现彩色条纹,这是光的干涉现象造成的

B.用X射线照射某金属板,能发生光电效应现象.若改用γ射线照射该金属板,逸出的光电子最大初动能将增大

C.利用研究可见光的衍射实验装置,也可以直接观察到γ射线明显的衍射现象

D.光子具有能量

   13、颜色不同的两条单色光ab,射向凸透镜,如图所示.出射光线分别为MN,图中虚线cd分别为光线ab的延长线,由此可知

[  ]

A.光在媒质中传播时,a光的传播速度较小

B.若光从玻璃射向空气发生全反射,a光的临界角较小

C.玻璃对b光的折射率小一些

D.在真空中b光的速度小一些

   14、一束复色光从玻璃界面MN射向空气时,分成abc三束,如图所示,三束光相比较可以确定

[  ]

A.在玻璃中C束光的波长最长;

BC束光的光子能量最大;

C.让三束光分别照射到相同的金属板,若C束光照射金属板有光电子放出,则其它光照射该金属板一定有光电子放出;

D.当增大入射角时,C束光最先发生全反射.

   15、甲乙两种单色光均垂直投射到一条直光纤的端面上,甲光穿过光纤的时间比乙光的长

[  ]

A.光纤对甲光的折射率较大

B.甲的光子能量较大

C.用它们分别作为同一双缝干涉装置的光源时,甲的干涉条纹间距较大

D.甲光的波动性比乙光显著

四、作图题: 本大题共2小题, 第16小题为4分; 第17小题为6分; 共计10分。

   16、如图所示,将焦距为f的凸透镜切成上下两半,沿主光轴拉开距离为f,单色点光源S置于主光轴上距左侧的半个透镜为f处,此装置可演示光的干涉现象,作出光路图,并用平行斜线标出点光源S经上、下两个半透镜后,两光束发生干涉的区域.

   17、 画出方框中的光学元件,并完成平行光束的光路图.

五、计算题: 本大题共4小题, 第18小题为8分; 第19小题为12分; 第20小题为15分; 第21小题为18分; 共计53分。

   18、 波长为400nm的紫光以的入射角从空气射入某种介质,折射角为.求:  

(1)紫光在此介质中的频率、波速、波长.

(2)紫光光子的能量.

   19、 光源多种多样,如太阳、蜡烛、白炽灯等,近年的科学研究发现,萤火虫发光的原理是由于萤火虫体内含有荧光素和荧光酶两种物质,在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内与氧化合后发出荧光.科学家已能用化学方法合成荧光素和荧光酶而制成生物光源.

(1)与普通光源相比,这种生物光源更适合于在充满瓦斯的矿井中当闪光灯用及在清除磁性水雷时用以照明.试简述理由________

(2)白炽灯、日光灯、生物光源三者相比,哪一种光源发光的效率最高?________.哪一种光源使用后对环境造成的负面影响最大?________

(3)在做植物实验的暗室内,为了尽可能地降低植物光合作用的强度,最好安装

[  ]

A.红光灯

B.白炽灯

C.绿光灯

D.紫光灯

(4)晚上用接220V电源的电灯照射蔬菜棚内的蔬菜,设蔬菜的面积为5m2,到灯泡的平均距离为2m,通过观察发现蔬菜一晚(12h)放出6.48L的氧气,而绿色植物在光合作用中每吸收1kJ的太阳能可以放出0.05L的氧气,设灯泡将电能转化为光能的效率为75%,其他损失不计,则通过这盏灯的电流为________A

   20、 电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环(导电环的分布如图所示).导电环所用材料每米的电阻为0.125πΩ,从中心向外第n个同心圆环的半径为(2n1)r(n123,…,7),已知1.0cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为sinωt,求:

(1)半径为的导电圆环中感应电流的最大值是多大?

(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×m的红外线光子辐射出来,那么半径为的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?

(3)若不计其他损失,所有导电圆环释放的总功率P是多大?

(以上计算中可取10h6.6×J·s)

 

   21、电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用材料单位长度的电阻为0.125πΩ·,从中心向外第n个同心圆环的半径为m(2n1)(n123,…7),已知1.0cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,若已知该磁场的磁感应强度B的变化率为,求:

(1)半径为的导电圆环中感应电流的最大值是多少?

(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×m的红外线光子辐射出来,那么半径为的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?(以上计算中可取10h6.6×J·s)


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