高考物理二轮复习 历年易错题集锦 光(1).doc

光第115页 第1题 (2013四川成都摸底)光导纤维由“内芯”和 “包层”两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出。下列说法正确的是( ) a.内芯的折射率大于包层的折射率b.内芯的折射率小于包层的折射率c.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同d.若紫光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,也能在内芯和包层分界面上发生全反射答案 a解析 光导纤维是依据全反射原理工作的,内芯的折射率大于包层的折射率,选项a正确b错误;不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不相同,选项c错误;若紫光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,由于红光临界角大于紫光,所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射,选项d错误。变式训练 （2011海南单科，18（2），中）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记p离水面的高度为h1=0. 6 m，尾部下端q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1=0. 8 m处有一浮标，示意如图. 一潜水员在浮标前方s2=3. 0 m处下潜到深度为h2=4. 0 m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端q；继续下潜h=4. 0 m，恰好能看见q. 求 （）水的折射率n；（）赛艇的长度l. （可用根式表示）变式答案 （） （）m变式解析 （）标记p的光路如图n=（）q点恰好被看到，则折射角为临界角csin c=解得：l= m 第115页 第2题 (2013浙江台州调研)如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙)。则以下说法中正确的是( ) a.a光在水中的传播速度比b光大b.水对a光的折射率比b光大c.a光的频率比b光大d.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄答案 a解析 根据题意,a光从水射向空气时发生全反射的临界角c较大,根据公式n= 可知,水对a光的折射率较小,a光的频率较小,再根据关系式v=c/n可知,a光在水中的传播速度较大,选项a正确,b、c错误;a光的频率较小,其波长较大,再根据双缝干涉条纹间距公式x=可知,在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光宽,选项d错误。变式训练 （2013四川，3， 6分) 光射到两种不同介质的分界面, 分析其后的传播情形可知( )a. 折射现象的出现说明光是纵波 b. 光总会分为反射光和折射光c. 折射光与入射光的传播方向总是不同的 d. 发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同变式答案 d变式解析 折射是横波、纵波共有的现象, 光是一种电磁波, 而电磁波是横波, a错误; 当光从光密介质射向光疏介质而且入射角不小于临界角时, 就只有反射光而无折射光, b错误; 当入射角等于0时折射光与入射光传播方向相同, c错误; 由惠更斯原理对折射的解释可知d正确。 第115页 第3题 (2013浙江温州适应性测试)如图所示,匀质透明球体的球心为o,半径为r,置于真空中。一条光线cd平行于直径aob射向球体,若cd与aob的距离h=r,光线从d射入球体经一次反射后由e(图中未标出)再次折射回真空中,此时的出射光线刚好与入射光线平行,已知光在真空中的速度为c,则( ) a.球体的折射率为n=2b.球体的折射率为n=2c.光线从d点射入到e点射出球体的总时间为6r/cd.适当改变入射点的位置,光线进入球体后,可在球体内发生全反射现象答案 c解析 作出光路图,如图所示,根据几何关系,i=60,i=2r,所以r=30,再根据折射定律,球体的折射率n=,选项a、b错误;光线从d点射入到e点射出球体的总路程为s=2bd=22h=2r,光在球体中传播的速度v=c,所以t=,选项c正确;光线进入球体后再次射向真空时的入射角始终等于r,并且满足i=2r,当适当改变入射点的位置时,i的最大值为90,所以r的最大值为45,因为sin r1,故波长变短;光速v=f,故光的速度变慢,所以选项a正确。变式训练 （2012江西重点中学第二次联考，34（2）如图所示，aob是由某种透明物质制成的圆柱体横截面（o为圆心），透明物质折射率为今有一束平行光以45o的入射角射向柱体的oa平面，这些光线中有一部分不能从柱体的ab面上射出，设凡射到ob面的光线全部被吸收，也不考虑oa面的反射，求圆柱ab面上能射出光线的部分占ab表面的几分之几？ 变式答案 能光能出射的面积为。变式解析 如图画出射出ab面的两条临界光线。射入o点光线经透明物质折射后，折射角为1，且传播方向不变， ，得1=30透明物质的临界角2，得2=45则3=180-2-1-90=15能射出ab面的光线的夹角4=90-1-3=45所以光能出射的面积为ab面的。 第115页 第5题 (2011全国,16,6分)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是( ) a.紫光、黄光、蓝光和红光b.紫光、蓝光、黄光和红光c.红光、蓝光、黄光和紫光d.红光、黄光、蓝光和紫光答案 b解析 由供选答案知四种光线红、黄、蓝、紫的频率为红黄蓝紫,故其折射率n红黄蓝紫,因折射率大,光在折射时,偏折程度大,故太阳光经水滴折射后,在水中传播,从上到下依次为红、黄、蓝、紫,再由光的反射定律,结合题图可知其反射后从上到下顺序颠倒,因此出射光依次为紫光、蓝光、黄光和红光,b正确,a、c、d均错。变式训练 （2012江西重点中学第二次联考，34（2）如图所示，aob是由某种透明物质制成的圆柱体横截面（o为圆心），透明物质折射率为今有一束平行光以45o的入射角射向柱体的oa平面，这些光线中有一部分不能从柱体的ab面上射出，设凡射到ob面的光线全部被吸收，也不考虑oa面的反射，求圆柱ab面上能射出光线的部分占ab表面的几分之几？ 变式答案 能光能出射的面积为。变式解析 如图画出射出ab面的两条临界光线。射入o点光线经透明物质折射后，折射角为1，且传播方向不变， ，得1=30透明物质的临界角2，得2=45则3=180-2-1-90=15能射出ab面的光线的夹角4=90-1-3=45所以光能出射的面积为ab面的。 第115页 第6题 (2011福建理综,14,6分)如图,半圆形玻璃砖置于光屏pq的左下方。一束白光沿半径方向从a点射入玻璃砖,在o点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由a向b缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到o点,观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ) a.减弱,紫光 b.减弱,红光 c.增强,紫光 d.增强,红光答案 c解析 光在传播时随入射角增大,反射光能量增强,折射光能量减少。根据能量守恒定律可知,当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强,故a、b两项均错;在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射,故光屏上最先消失的光是紫光,故c项正确,d项错误。变式训练 (2013届河北唐山高三摸底考试，34（2）) 选修34（10分）如图所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束光线与上表面成30角入射，在右端垂直标尺上形成了a、b两个光斑，a、b间距为8cm，已知玻璃砖的折射率为，在答题卡上画出形成两光斑的光路图。并求此玻璃砖的厚度d。 变式答案 12cm变式解析 光路图如右图：光束入射角 由得： 由几何关系有：且 代入数据解得：d=12cm 第115页 第7题 (2011安徽理综,15,6分)实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长的变化符合科西经验公式:n=a+,其中a、b、c是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示。则( ) a.屏上c处是紫光 b.屏上d处是红光 c.屏上b处是紫光 d.屏上a处是红光答案 d解析 由公式可知,光的波长越长,折射率越小。而在太阳光的可见光范围内,从红光到紫光的波长越来越短,即折射率越来越大,所以a处是红光,d处是紫光,则a、b、c错误,d正确。变式训练 (2013届浙江省重点中学协作体高三摸底测试，16)高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时，它能 将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的如图所示，反光膜内均匀分布着直径10um的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是 a60 b45 c30 d15变式答案 a变式解析 作光路图如右图所示，设入射角为，折射角为。由于入射光线平行于出射光线，故由几何关系可得入射光线、出射光线均平行于ob，可得入射角，根据折射率可得，a项正确。 第115页 第8题 (2013湖南师大附中月考)一束光线从折射率n=的玻璃进入真空中( )a.当入射角为45时,折射角为30b.当入射角为30时,折射角为45c.当入射角为45时,刚好发生全反射d.当入射角为60时,可能有光线进入真空中答案 bc解析 玻璃相对于真空为光密介质,从玻璃进入真空,折射角大于入射角,由折射定律可得,当入射角为30时,折射角为45,选项a错误b正确;当入射角为45时,折射角等于90,刚好发生全反射,选项c正确;当入射角为60时,一定没有光线进入真空中,选项d错误。变式训练 （2009山东理综，37（2），易）一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射. 已知水的折射率为，求sin 的值. 变式答案 变式解析 当光线在水面发生全反射时，有sin c=当光线从左侧射入时，由折射定律=n代入数据可得sin = 第115页 第9题 (2013江西南昌)有关光的应用,下列说法正确的是( )a.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度b.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象c.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象d.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理e.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象答案 bcd解析 拍摄玻璃橱窗内的物品时,由于玻璃反射光的干扰,景物的像往往比较模糊,而在镜头前加一个偏振片(偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直)可以减弱反射光,使像更清晰,但是偏振片不能增加透射光的强度,选项a错误;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,选项b正确;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象,利用了光的折射原理,选项c正确;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,选项d正确;用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,选项e说法错误。变式训练 （2008宁夏理综，32（2），中）一半径为r的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成. 现有一束位于过球心o的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示. 已知入射光线与桌面的距离为r/2. 求出射角. 变式答案 60变式解析 设入射光线与1/4球体的交点为c，连接oc，oc即为入射点的法线. 因此，图中的角为入射角. 过c点作球体水平表面的垂线，垂足为b. 依题意，cob=. 又由obc知sin =设光线在c点的折射角为，由折射定律得=解式得=30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角（见图）为30. 由折射定律得=因此sin =解得=60 第116页 第10题 (2013河南中原六校联考)a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空,光路如图所示,则以下叙述正确的是( ) a.a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角b.通过同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹间距比b光的宽c.在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度d.在该介质中a光的波长大于b光的波长答案 bd解析 两种单色光从介质射向真空时,折射角大于入射角,随着入射角的逐渐增大,b光的折射光线最先消失,所以b光发生全反射的临界角较小,选项a错误;b光的临界角较小,折射率较大,波长较短,通过同一双缝干涉装置时,干涉条纹的间距较窄,选项b、d正确;在该介质中,a光的折射率较小,根据v=c/n可知,在该介质中a光的传播速度较大,选项c错误。变式训练 （2012湖北七市高三联考，34（2）由某种透明材料做成的三棱镜如图所示, 其横截面为一等腰直角三角形, 将平行光束平行于其横截面上的底边bc射向它, 要求经ab面折射后的光直接到达ac面并能够从ac面射出, 此材料的折射率应满足什么条件? 变式答案 n1. 22变式解析 如图, 对于第一次折射, 入射角=45, 设折射率为n, 根据折射定律=n于是sin =cos =对于射到ac边上的光线, 入射角=90-sin =cos =若要可以折射出, 需满足sin nna,可知b光的频率大于a光的频率,即fbfa,则bfa,可知若a光照射某金属表面能发生光电效应,b光也一定能,c正确。由x=及bxb,d正确。变式训练 (2013年河南省十所名校高三第三次联考试题, 14（2）)如图所示，obcd为半圆柱体玻璃的横截面，od为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿ao方向从真空斜射入玻璃，b、c点为两单色光的射出点（设光线在b、c处未发生全反射）。已知从b点射出的单色光由o到b的传播时间为t。 若ob、oc两束单色光在真空中的波长分别为b、c，试比较b、c的大小。求从c点射出的单色光由o到c的传播时间tc。 变式答案 b c t变式解析 红光的折射率小，频率小，波长大。进入玻璃后红光偏折得少，故光为红光，故bnb,ab,而当a光恰好发生光电效应时,b光不能发生光电效应,故b错。因为nanb,由sin c=得:临界角cab,a光较b光容易发生全反射,故c正确。a、b光都遵守反射定律,即反射角等于入射角,因二者入射角相等,故反射角必相等,d错误。变式训练 (山东潍坊市2013届高三3月第一次模拟考试，16（2）水面下一单色光源发出的一条光线射到水面的入射角为30，从水面上射出时的折射角是45，求：水的折射率；光在水面上发生全反射的临界角变式答案 45变式解析 由折射定律得刚好全反射，有得c=45 第117页 第5题 2011江苏单科,12b(1),4分如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a、b和c。假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶,当铁塔b发出一个闪光,列车上的观测者测得a、c两铁塔被照亮的顺序是( ) a.同时被照亮 b.a先被照亮 c.c先被照亮 d.无法判断答案 c解析 因列车沿ac方向接近光速行驶,根据“同时”的相对性,即前边的事件先发生,后边的事件后发生可知c先被照亮,答案为c。变式训练 （2012陕西五校高三第三次模拟，34(1)）下列说法正确的是 .a. 根据麦克斯韦的电磁场理论, 在变化的电场周围一定产生变化的磁场, 在变化的磁场周围一定产生变化的电场b. 发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性lc电路c. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象d. 当物体以较小的速度运动时, 质量变化十分微小, 经典力学理论仍然适用, 只有当物体接近光速运动时, 质量变化才明显, 故经典力学适用于低速运动, 而不适用于高速运动变式答案 bd变式解析 变化的磁场周围一定产生电场, 非均匀变化的磁场才产生变化的电场, 电场产生磁场时情况相同, a错误. 因电磁波辐射本领与频率的4次方成正比, 且开放电路能使电磁波处于更大空间范围内, 故b正确. 检查光学平面平整程度利用的是光的薄膜干涉, c错误. 由m=可见, 当vc时mm0, 故d正确. 第117页 第6题 (2011北京理综,14,6分)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝s时,在光屏p上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( ) a.增大s1与s2的间距b.减小双缝屏到光屏的距离c.将绿光换为红光d.将绿光换为紫光答案 c解析 由双缝干涉条纹间距公式x=可知:增大s1与s2的间距d,x将减小,a项错误;减小双缝屏到光屏的距离l,x将减小,b项错误;红光波长大于绿光,变大,x将变大,c项正确;紫光波长小于绿光,变小,x将变小,d项错误。变式训练 （2011浙江理综，18，易）关于波动，下列说法正确的是（ ）a. 各种波均会发生偏振现象b. 用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹c. 声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度d. 已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警变式答案 bd变式解析 只有横波有偏振现象，a错；白光是复色光，其中各单色光的波长不同，导致条纹间距不同，b正确；波在传播过程中，介质中质点的运动速度是变化的，而波的传播速度在同一均匀介质中是匀速的，且波的传播是指振动形式的传播，c错；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以两波传到同一地点有时间差，可用于横波的预警，d正确. 第117页 第7题 (2013江西临川一中、师大附中联考)下列说法正确的是( )a.全息照相利用了激光相干性好的特性b.光的偏振现象说明光是纵波c.在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时间进程变慢了d.x射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象答案 ac解析 全息照相是一种利用了激光的干涉记录被摄物体反射(或透射)光波中信息(振幅、相位)的照相技术,所以全息照相利用了激光相干性好的特性,选项a正确;光的偏振现象说明光是横波,选项b错误;根据相对论原理,在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时间进程变慢了,选项c正确;光的波长越长,越容易发生衍射现象,而x射线的波长比无线电波的波长短,所以无线电波比x射线更容易发生衍射现象,选项d错误。变式训练 （2008上海单科，16，中）用如右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象. 图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈. 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） a. 当金属丝圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30b. 当金属丝圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90c. 当金属丝圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30d. 干涉条纹保持原来状态不变变式答案 d 变式解析 金属丝圈在所在竖直平面内缓慢旋转时，不影响薄膜上薄下厚的分布，因而干涉条纹保持原来状态不变，d对. 第117页 第8题 (2012全国,16,6分)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有( )a.改用红光作为入射光b.改用蓝光作为入射光c.增大双缝到屏的距离d.增大双缝之间的距离答案 ac解析 双缝干涉实验中,干涉条纹间距x=,要增大干涉条纹间距x,可以增大、l或减小d,红黄,蓝黄,故a、c正确,b、d错误。变式训练 （2008上海单科，16，中）用如右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象. 图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈. 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） a. 当金属丝圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30b. 当金属丝圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90c. 当金属丝圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30d. 干涉条纹保持原来状态不变变式答案 d 变式解析 金属丝圈在所在竖直平面内缓慢旋转时，不影响薄膜上薄下厚的分布，因而干涉条纹保持原来状态不变，d对. 第117页 第9题 (2011浙江理综,18,6分)关于波动,下列说法正确的是( )a.各种波均会发生偏振现象b.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹c.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度d.已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警答案 bd解析 只有横波有偏振现象,a错;白光是复色光,其中各单色光的波长不同,导致条纹间距不同,b正确;波在传播过程中,介质中质点的运动速度是变化的,而波的传播速度在同一均匀介质中是不变的,且波的传播是指振动形式的传播,c错;因为地震波的纵波波速大于横波波速,所以两波传到同一地点有时间差,可用于横波的预警,d正确。变式训练 （2008上海单科，16，中）用如右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象. 图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈. 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） a. 当金属丝圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30b. 当金属丝圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90c. 当金属丝圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30d. 干涉条纹保持原来状态不变变式答案 d 变式解析 金属丝圈在所在竖直平面内缓慢旋转时，不影响薄膜上薄下厚的分布，因而干涉条纹保持原来状态不变，d对. 第117页 第10题 (2012江苏连云港调研)下列说法正确的是( )a.x射线的频率比无线电波的频率高b.用同一装置观察光的双缝干涉现象,蓝光的相邻条纹间距比红光的小c.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短且矮d.做简谐运动的单摆摆长增大为原来的2倍,其周期也增大为原来的2倍答案 ab解析 由电磁波谱可知a正确。蓝光的波长小于红光的波长,由x=可知b正确。在垂直于速度方向的尺度无相对论的效应,即看到的列车不会变矮,c错。单摆的周期t=2,摆长l增为原来的2倍,其周期增大为原来的倍,故d错。变式训练 （2008上海单科，16，中）用如右图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象. 图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈. 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） a. 当金属丝圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30b. 当金属丝圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90c. 当金属丝圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30d. 干涉条纹保持原来状态不变变式答案 d 变式解析 金属丝圈在所在竖直平面内缓慢旋转时，不影响薄膜上薄下厚的分布，因而干涉条纹保持原来状态不变，d对. 第118页 第11题 (2011上海单科,21,4分)如图,当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑,这是光的 (填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象,这一实验支持了光的 (填“波动说”、“微粒说”或“光子说”)。 答案 衍射 波动说解析 激光束照射圆盘,中心形成亮斑说明激光绕过了圆盘,所以是衍射现象,证实了激光具有波动性。变式训练 （2008上海单科，16，中）用如右图所示