2012高考物理月刊专版 专题11 光学综合 专家预测2

1 20122012 高考物理月刊专版高考物理月刊专版 1 如图所示 为发生日食时影区的分布情况 则下列叙述中正确的是 A 在 D 区的观察者可观察到日环食 B 在 B 区的观察者可观察到日全食 C 在 A 区的观察者可观察到日全食 D 在 A 区的观察者可观察到日偏食 解析 由题图所示的光路及本影 半影的定义可知 D 是本影区 A C 为半影区 B 是本影 D 的倒圆锥体 进入 B 区的光线均为太阳周围的光线 故有 A C 区观察均为日偏食 在 B 区观 察为日环食 所以 D 选项正确 答案 D 2 一个点光源 S 放在平面镜 MN 前 若 MN 不动 光源 S 以速 率 2m s 沿与镜面成 60 角的方向向右做匀速直线运动 如图所 示 则光源在镜中的像将 A 以 2m s 的速率做直线运动 且运动方向与 S 的运动方向 夹角为 120 B 以 2m s 的速率垂直于 MN 做直线运动 C 以 槡 2m s 的速率相对于 S 做直线运动3 D 以 槡 2m s 的垂直于 MN 的速率向 MN 做直线运动3 解析 根据平面镜成像规律 作 S 的像 S 如右图所示 经过 t 时间 光源 S 的位 置为 S1 其像就为 S 1 由物像对称性可知 SS1 S S 1 所以 S 相对平面镜是以 2m s 的 速率 沿与镜成 60 角的 S O 方向做匀速直线运动 并且与 S 的运动方向 SO 的夹角为 2 120 所以选项 A 是正确的 B 是错误的 S 的速度为 v 垂直于平面镜的分速度 1 5cos30 2 m s 由物像对称vv 3 3 2 性知 S 相对于镜的垂直分速度也为m s 所以选项 D 是错误的 3 若以 S 为参照物 则 S 相对于 S 是以 2m s 的速率向 S 做匀速直线运动 所以选3 项 C 是正确的 答案 AC 3 凌日是内行星经过日面的一种天文现象 我们把绕日运行轨道在地球以内的行星 称 为内行星 如果内行星的一颗恰好从地球与太阳之间经过 地球上的观察者就会看到有一 个黑点从太阳圆面通过 大约需要一个多小时 人们把这种现象称为凌日 根据上面的材料 可知下面说法正确的是 A 地球上的人们能看到的只有水星和金星凌日 B 发生凌日现象属于光的折射现象 C 发生凌日现象属于光的直线传播现象 D 凌日现象是人们看到的内行星的影子 答案 ACD 4 半径为 R 的圆柱体放在地面上 在距地面 4R 的上方放一与地面平行的平面镜 MN 3 3 在圆柱体左侧地面上有一点光源 S 地面上圆柱体右侧 AB 部分没有被光线照到 如图所示 已知 SB 8R 试求 AB 的长度 解析 光路图如下图所示 由物像对称可知 SS 8R 3 所以 tan 所以 60 则 SS 3 SB AB R5cot R 2 3 答案 R3 5 如图所示 平面镜 M 以角速度 rad s 绕垂直于纸面且 3 过 O 点的轴顺时针转动 AB 为一段圆弧屏幕 它的圆心在 O 点 张角 为 60 现有一束来自频闪光源的细平行光线以一个固定的方向射向平面镜 M 上的 O 点 光 源每秒闪 12 次 则平面镜每转一周在屏幕 AB 上出现的亮点数最多可能是几个 4 1 一人自街上路灯的正下方经过 看到自己头部的影子正好在自己脚下 如果人以不变的 速度直线朝前走 则他自己头部的影子相对于地的运动情况是 A 匀速直线运动 B 匀加速直线运动 C 变加速直线运动 D 曲线运动 解析 设灯高为 H 人高为 h 如图人以速度 v 经任意时 间 t 到达 A 人头的影子在图示 B 处 由几何知识得 v 为定值 即人头 hABOBOAH OB HOBOBHh HOBHv OAvtv HhtHh 的影子做匀速直线运动 答案 A 2 如图所示 在平面坐标轴 xOy 上 平面镜 M 两端的坐 标分别为 1 3 和 0 3 人眼位于坐标 2 0 处 当一发光点 S 从坐标原点沿 x 方向运动过程中经以下哪个区 域 人眼可以从平面镜中观察到 S 的图像 A 0 到 1 区域 5 B 1 到 2 区域 C 0 到 区域 D 2 到 4 区域 解析 如图所示 由平面镜成像及相似三角形知识知 D 项正确 答案 D 3 如图所示 在 x 轴的原点放一点光源 S 距点光源为 a 处 放一不透光的边长为 a 的正方体物块 若在x 轴的上方距 x 轴为 2a 处放一个平行于 x 轴并且面向物块的长平面镜 则在 x 轴上正方体的右边有部分区域被镜面反射来的光照亮 当点 光源沿 x 轴向右移动的距离为多少时 正方体的右侧 x 轴上被 光照亮部分将消失 A a B a 1 3 C a 3 4 D a 1 2 解析 如图所示 当 S 在 2位置时光线部分刚好被挡住而消失 由几何关系可知 2 位 置在a 处 所以选 D 1 2 6 答案 D 4 为了连续改变反射光的方向 并多次重复这个过程 方法之一是旋转由许多反射面 组成的多面体棱镜 简称镜鼓 如图所示 当激光束从固定方向入射到镜鼓上的一个反射 面上时 由于反射镜绕垂直轴旋转 反射光就可在屏幕上扫出一条水平线 依此 每块反 射镜都将轮流扫描一次 如果要求扫描的范围 45 且每秒钟扫描 48 次 那么镜鼓的反 射镜面数目和镜鼓旋转的转速分别为 A 8 360 转 分 B 16 180 转 分 C 16 60 转 分 D 32 180 转 分 解析 扫描的范围 45 每块反射镜相对的圆心角为 22 5 故 N 16 个 360 22 5 转速 n 180 转 分 48 60 16 答案 B 7 5 如图所示 以平面镜的高度为直径作一圆 使圆所 在的平面与平面镜垂直 在圆周上有三个发光点 a b c 跟圆心的连线与平面镜的夹角分别为 人眼位 于所在平面 在镜前一定范围内可以看到发光点 a b c 的像 下列判断正确的是 本题中像的观测范围是指边界 光线间夹角 A 观测到 a 点像的范围最大 B 观察到 c 点像的范围最大 C 观察到 a b c 三点像的范围一样大 D 观察到 a b c 三点像的范围不一样大 解析 分别作出 a b c 三光源的像 由像点向平面镜边缘引连线在镜外所成的区域 为观测区 而连线所成的角是同一个圆的直径所对的圆周角 均为 90 所以 C 正确 答案 C 6 科学家们公认 太阳能是未来人类最合适 最安全 最绿色 最理想的代替能源 太 阳能利用的一种方案是在距地球表面 36000 km 的同步轨道上建立太阳能发电厂 然后利 用微波将电能传回地球 根据推算 到 2020 年全世界能源消费总量大约需要 25 万亿立升原 油 如果用太阳能替代 只需要一块面积约 1 5 万平方千米 半径约 70 千米的转化太阳能 的圆形 光板 就可实现 已知太阳距地球 1 5 1011 m 地球半径为 6400 km 太阳半径 为地球半径的 109 倍 关于该方案 下面说法正确的是 A 该吸收太阳能的圆形 光板 在地球上会形成日全食 B 该吸收太阳能的圆形 光板 在地球上会形成日全食和日偏食 C 该吸收太阳能的圆形 光板 在地球上会形成日环食和日偏食 D 该吸收太阳能的圆形 光板 可以不自转 解析 如图所示 设太阳直径为 D 圆形发光板直径为 D 地球中心到圆形发光板 的距离为 d 太阳中心到地球中心距离为 r 8 DHErdFE DFEFE 11 1 5 10640036000FE109 6400 70FE FE 1 5 104km 而 d 6400km 36000km 4 24 104km FEh 1 点光源 S 沿 QP 直线运动 在某一个范围内可以被 A 点的人通过平面镜看到 请 用作图法画出人通过平面镜可看到发光点 S 的范围 在图中用斜线表示出来 2 人通过平面镜可以看到发光点 S 的时间是多少 漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面 卫星自西向东运动 春分期间太阳垂直 射向赤道 赤道上某处的人在日落后 8h 时在西边的地平线附近恰能看到它 之后极快地变 暗而看不到了 已知地球的半径 R地 6 4 106m 地面上的重力加速度为 10 m s2 估算 答案要求精确到两位有效数字 11 1 卫星轨道离地面的高度 2 卫星的速度大小 解析 从北极沿地轴往下看的地球俯视图如图所示 设卫星离地高 h Q 点为日落后 8 h 时能看到它反射的阳光 日落 8 h 时 Q 点转过的角度设为 1 360 120 8 24 轨道高 h R地 6 4 106 6 4 106m R cos 2 地 1 1 cos60 2 因为卫星轨道半径 r R地 h 2R地 根据万有引力定律 引力与距离的平方成反比 卫星轨道处的重力加速度 gr g地 1 4 2 5 m s2 mgr mm s 5 7 103m s 2 6 r v vg r2 5 2 6 4 10 r 答案 1 6 4 106m 2 5 7 103m s 11 内表面只反射而不吸收光的圆筒内有半径为 R 的黑球 距球心 2R 处有一点光源 S 球心 O 和光源 S 皆在圆筒轴线上 如图所示 若使点光源向右半边 发出的光最后全被黑球吸收 则筒的内半径 r 最大为 多少 12 解析