【十年高考】2003—高考物理试题分类解析 专题24 光学.doc

十年高考(20032012）物理试题分类解析专题24 光学一2012年高考题1.（2012江苏物理）如题12b-1 图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片p 和q,a 点位于p、q 之间,b 点位于q 右侧. 旋转偏振片p, a、b 两点光的强度变化情况是_ .(a) a、b 均不变 (b) a、b 均有变化(c) a 不变,b 有 变 化 (d) a 有变化,b 不变1.【答案】c 【解析】白炽灯光是自然光，旋转偏振片p， a点光的强度不变，b 点光的强度变化，现象c正确。【考点定位】此题考查光的偏振实验。2（2012四川理综）a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示。用a、b两束光a先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波b先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子c从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气d从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大2.【答案】：c【解析】：由题图给出的折射光束可知，a光折射率大于b光，a光频率大于b光。用a、b两束光，先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光具有波动性，不能确定是横波，选项a错误；用a、b两束光，先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时不能发生光电效应，3(201天津理综)半圆形玻璃砖横截面如图，ab为直径，o为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于ab射入玻璃砖，两入射点到o的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光a在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大b以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大c若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能d分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大3.【答案】acd选项d正确。【考点定位】本题考查光的折射、全反射、光电效应和双缝干涉实验等，意在考查考生综合运用光学知识的能力。4. （2012北京理综）一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的a 速度变慢，波长变短b 速度不变，波长变短c 频率增高，波长变长d 频率不变，波长变长4.【答案】：a【解析】：一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短，频率不变，选项正确。【考点定位】此题考查光的传播及其相关知识。5. （2012全国理综）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5.【答案】：ac【解析】：根据双缝干涉实验条纹间隔公式，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有，改用波长较长的红光作为入射光，增大双缝到屏的距离l，减小双缝之间的距离d，选项ac正确。【考点定位】此题考查双缝干涉实验。6（2012上海物理）下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （ ）（a）甲为紫光的干涉图样 （b）乙为紫光的干涉图样（c）丙为红光的干涉图样 （d）丁为红光的干涉图样【答案】：b【解析】：双缝干涉图样等间隔，波长与条纹间隔成正比，所以甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样，选项b正确。【考点定位】此题考查光的双缝干涉和单缝衍射图样的识别。7（2012山东理综）如图所示，一玻璃球体的半径为r，o为球心，ab为直径。来自b 点的光线bm在m点射出。出射光线平行于ab，另一光线bn恰好在n点发生全反射。已知abm=30，求玻璃的折射率。球心o到bn的距离 。【答案】n= d=r【解析】联立上述各式得 d=r。 【考点定位】此题考查光的折射定律、全反射及其相关知识。8.（9分）（2012新课标理综）一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。.【解析】如图，考虑从玻璃立方体中心o点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。根据折射定律有nsin=sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角。现假设a点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意，在a点刚好发生全发射，故 设线段oa在立方体上表面的投影长为ra，由几何关系有 式中a为玻璃立方体的边长。由式得 由题给数据得 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为ra的圆。所求的镀膜面积与玻璃立方体的表面积s之比为 由式得 【考点定位】此题考查光的折射及其相关知识。9（2012海南物理）一玻璃三棱镜，其截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？【答案】045【解析】设入射光线经玻璃折射时，入射角为i，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为。根据折射定律有 sini=nsinr，由几何关系得：=+r， 当i=0时，由式知r=0，有最大值m（如图），由式得，=m。同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，即 sin m1/n 由式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为0 x乙，则下列说法正确的是a. 甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生b. 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长c. 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量d. 在同一均匀介质甲光的传播速度大于乙光6.答案：bd解析：此题考查波动光学、折射率、光子能量及其相关知识点。光的偏转现象说明光是横波，甲、乙光都能发生偏振现象，选项a错误；由双缝干涉条纹间隔公式可知，真空中甲光的波长一定大于乙光的波长，选项b正确；由e=hc/可知，甲光的光子能量一定小于乙光的光子能量，选项c错误；甲光的折射率小于乙，由n=c/v可知，在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光，选项d正确。7.（2011四川理综卷第15题）下列说法正确的是a. 甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛b. 我们能从某位置通过固定的任意透明介质看见另一侧的所有景物c. 可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度d. 在介质中光总是沿直线传播7.答案：a8. （2011上海物理）用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则(a)图像(a)表明光具有粒子性(b)图像(c)表明光具有波动性(c)用紫外光观察不到类似的图像(d)实验表明光是一种概率波答案：abd解析：用紫外光也可观察到类似的图像，选项c错误。9（2011上海物理）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。 10 （2011江苏物理一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为_ .答案：60 c解析：设入射角和折射角分别为i和r，则i+r=90，n=，联立解得i=60；由n=c/v解得v=c/n=c。11（2011山东理综卷）如图所示，扇形aob为透明柱状介质的横截面，圆心角aob=60。一束平行于角平分线om的单色光由oa射入介质，经oa折射的光线恰平行于ob。求介质的折射率。折射光线中恰好射到m点的光线_(填“能”或“不能”）发生全反射。解析：由几何知识可知，入射角i=60，折射角r=30根据折射定律得 n=sini/sinr 代入数据解得n=。由图中几何关系可知，折射光线中恰好射到m点的光线，在m点的入射角仍为30，小于临界角arcsin（/3），不能发生全反射。12（2011海南物理）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=0.6m，尾部下端q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方=3.0m处下潜到深度为=4.0m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=4.0m，恰好能看见q。求： （i）水的折射率n； （ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）解析：（i）设过p点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：、则：、 13（2011新课标理综卷第34题）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面aob镀银，o表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从m点的入射角为30，角moa=60，角nob=30。求：(i)光线在m点的折射角；(ii)透明物体的折射率。解析：（i）如图，透明物体内部的光路为折线mpn，q、m点相对于底面ef对称，qpn三点共线。设在m点处，光的入射角为i，折射角为r，omq=，pnf=.根据题意有=30，由几何关系得pno=pqo=r，于是+r=60 且+r= 由式得r=15。（ii）根据折射率公式有sini=nsinr 由式得n=。三2010年高考题1.（2010北京理综）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是a.在相同介质中，绿光的折射率最大b.红光的频率最高c.在相同介质中，蓝光的波长最短d.黄光光子的能量最小【答案】c频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，选项c正确。频率大，光子能量大，选项d错。2(2010重庆理综)如题20图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为r的扇形oab、一束平行光平行于横截面，以45入射角射到oa上，ob不透光，若考虑首次入射到圆弧ab上的光，则 ab上有光透出的部分的弧长为apr bpr cpr dpr【答案】b【解析】根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30。过o的光线垂直入射到圆弧ab界面上点c射出，而接近o点的光线进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30，从f点射出，f到b之间没有光线射出；越接近a的光线入射到ab界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45，如果从ao界面上射入上有光透出的部分为弧df，对应的角度为=30+15=45，弧长为s=r=pr ，所以选项b正确。3（2010新课标理综）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角abc，为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于bc边的方向射到ab边，进入棱镜后直接射到ac边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_.(填入正确选项前的字母) a、 b、 c、 d、 答案：a，解析：根据折射率定义有，已知1=4502+3=900，解得：n=。4（2010山东理综）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由mn端面的中点垂直射入，恰好能在弧面ef上发生全反射，然后垂直pq端面射出。求该玻璃棒的折射率。若将入射光向n端平移，当第一次射到弧面ef上时_（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。解析：根据一细束单色光由mn端面的中点垂直射入，恰好能在弧面ef上发生全反射可知临界角c=45，由c=arcsin(1/2)，得该玻璃棒的折射率n=。能。若将入射光向n端平移，射到弧面ef上时，入射角增大，能发生全反射。(1)(6分) (2010海南物理)一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时）解析：(1)如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的a点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的b点射出。设ac为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过b点作，交于d点，则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得由几何关系得 四2009年高考题1. （2009全国理综1）某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是a.24m b.32m c.40m d.48m2（5分）（2009海南物理）如图，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为r、长为l。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积s。解析： 半圆柱体的横截面如图所示，oo为半径。设从a点入射的光线在b点处恰好满足全反射条件，由折射定律有 nsin=1，式中，为全反射临界角。由几何关系得o ob= s=2rlo ob 带入题给条件得 五2008年高考题601.（2008四川理综）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为 a b1.5 c d2.答案：c解析：考查光的折射、反射、光路图及折射定律等知识点。根据题述和对称性画出光路图如图所示。由图可知，光在玻璃球中折射角为r=30，由折射定律可得玻璃折射率n=sini/sinr=，所以选项c正确。2. （2008年全国理综1）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在从0逐渐增大至90的过程中a.t1始终大于t2 b.t1始终小于t2c.t1先大于后小于t2 d.t1先小于后大于t2终小于t2，选项b正确。六2007年高考题1（2007年北京高考理综）光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤 维的说法正确的是a、内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射b、内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射c、内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射d、内芯的折射率比外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用2.（2007年高考海南物理）如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。解析：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光边缘的那条光线的入射角最小。若线光源底端在点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过点液面的法线为1，则 其中a为此液体到空气的全反射临界角。由折射定律有同理，若线光源顶端在1点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则。设此时线光源底端位于点。由图中几何关系可得联立式得由题给条件可知，代入式得n=1.33、（分）（2007江苏物理）如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为，照明灯到池底的距离为。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为/时，池底的光斑距离出液口/。（）试求当液面高为/时，池底的光斑到出液口的距离x。（）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v0的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v x 。解析：由几何关系知： 液面高度变化，折射角不变，由，得： 联立解得 x=.h 当液面高为h=/时，七2006年高考题1. （2006广东物理）两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了图2所示的折射现象（).下列结论中正确的是a.光束b的频率比光束a低b.在水中的传播速度，光束a比光束b小c.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小d.若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大答案：c解析：从折射光路图可知a光的折射率小，则其频率小，在水中的传播速度v=知速度大.光从水射入空气的临界角c=arcsin，则a光临界角大，所以只有c项正确，abd项是错误的.2.（2006全国理综1）红光和紫光相比，a.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大b.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大c.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小d.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小答案：b解析：由光子能量公式，红光频率降低，光子的能量较小；红光折射率较小根据n=c/v可知，在同一种介质中传播时红光的速度较大，选项b正确。3.（2006北京理综）水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为a2htan（arcsin） b2htan（arcsin n）c. 2htan（arccos） d2hcot（arccos n）答案： a 解析：由sinc=，sinc=1/n解得r= htan（arcsin），岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为2r=2htan（arcsin），选项 a正确。八2005年高考题（2005全