2016届高考物理五年高考真题经典汇编与解析---光学部分

20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P1 1 考点一 光的折射和全反射 1 2015 新课标全国 34 1 5 分 难度 多选 如图 一束光沿半径方向射向 一块半圆柱形玻璃砖 在玻璃砖底面上的入射角为 经折射后射出a b两束光线 则 A 在玻璃中 a光的传播速度小于b光的传播速度 B 在真空中 a光的波长小于b光的波长 C 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 则折射光线a首先消失 E 分别用a b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距大于 b光的干涉条纹间距 解析 由题图可知 a光的折射角大于b光的折射角 根据折射定律可以判断 出玻璃砖对 a光的折射率大于对b光的折射率 故 C 错误 根据n 可知 在玻璃中 a光的传播速度 c v 小于b光的传播速度 故 A 正确 a光的频率大于b光的频率 根据 可知 在真空中 c a光的波长小于b光的波长 故 B 正确 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 因为a光 的折射率大 则折射光线a首先消失 故 D 正确 a光的波长小于b光的波长 分别用a b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 故 E 错误 答案 ABD 2 2015 安徽理综 18 6 分 难度 如图所示 一束单色光从空气入射到棱镜的 AB面上 经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气 当出射角i 和入射角i相等时 出 射光线相对于入射光线偏转的角度为 已知棱镜顶角为 则计算棱镜对该色光的折射率 表达式为 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P2 2 A B sin 2 sin 2 sin 2 sin 2 C D sin sin 2 sin sin 2 解析 由题图可知 a光的折射角大于b光的折射角 根据折射定律可以判断 出玻璃砖对 a光的折射率大于对b光的折射率 故 C 错误 根据n 可知 在玻璃中 a光的传播速度 c v 小于b光的传播速度 故 A 正确 a光的频率大于b光的频率 根据 可知 在真空中 c a光的波长小于b光的波长 故 B 正确 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 因为a光 的折射率大 则折射光线a首先消失 故 D 正确 a光的波长小于b光的波长 分别用a b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 故 E 错误 答案 A 3 2015 福建理综 13 6 分 难度 如图 一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单 色光a b 波长分别为 a b 该玻璃对单色光a b的折射率分别为na nb 则 A a b na nb B a b na nb C a b na nb D a b na nb 解析 由题图知 三棱镜对b光的折射率较大 所以na nb 又因为光的频率 越大 介质 对光的折射率就越大 故b光的频率大于a光的频率 又根据c 所以b光的波长小 于a光的波长 即 a b 所以 B 正确 A C D 错误 答案 B 4 2015 天津理综 2 6 分 难度 中国古人对许多自然现象有深刻认识 唐人张志 和在 玄真子 涛之灵 中写道 雨色映日而为虹 从物理学角度 看 虹是太阳光经过雨 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P3 3 滴的两次折射和一次反射形成的 右图是彩虹成因的简化示意图 其中a b是两种不同频率 的单色光 则两光 A 在同种玻璃中传播 a光的传播速度一定大于b光 B 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后 b光侧移量大 C 分别照射同一光电管 若b光能引起光电效应 a光也一定能 D 以相同的入射角从水中射入空气 在空气中只能看到一种光时 一定是a光 解析 由题图可知 a光的折射率大于b光的折射率 即na nb 有fa fb B 错误 C 正 确 由v 知a光在玻璃中的传播速度小于b光 A 错误 由 sin C 知a光的全反射临界角 c n 1 n 小于b光 D 错误 答案 C 5 2015 四川理综 3 6 分 难度 直线P1P2过均匀玻璃球球心O 细光束a b平行 且关于P1P2对称 由空气射入玻璃球的光路如图 a b光相比 A 玻璃对a光的折射率较大 B 玻璃对a光的临界角较小 C b光在玻璃中的传播速度较小 D b光在玻璃中的传播时间较短 解析 由图可知 b折射程度较大 故玻璃对b的折射率较大 A 错误 由sin C 知 1 n b的临界角较小 B 错误 由v 知 b在玻璃中的传播速度较小 C 正确 由t 知 b在玻 c n s v 璃中传播距离大且传播速度小 故b在玻璃中的传播时间较长 D 错误 答案 C 6 2014 北京理综 20 6 分 难度 以往 已知材料的折射率都为正值 n 0 现 已有针对某些电磁波设计制作的人工材料 其折射率可以为负值 n 0 称为负折射率材 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P4 4 料 位于空气中的这类材料 入射角i与折射角r依然满足 n 但是折射线与入射线 sin i sin r 位于法线的同一侧 此时折射角取负值 现空气中有一上下表面平行的负折射率材料 一束 电磁波从其上表面射入 下表面射出 若该材料对此电磁波的折射率n 1 正确反映电 磁波穿过该材料的传播路径的示意图是 解析 折射线与入射线应位于法线的同一侧 故选项 A D 错误 因为材料折射率 n 1 在电磁波由空气进入介质的入射点 sin sin 得 则 C 项 错 故正确选项为 B 答案 B 7 2014 重庆理综 11 1 6 分 难度 打磨某剖面如图所示的宝石时 必须将 OP OQ边与轴线的夹角 切磨在 1 2的范围内 才能使从MN边垂直入射的光 线 在OP边和OQ边都发生全反射 仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后 射向MN边的情况 则下列判断正确的是 A 若 2 光线一定在OP边发生全反射 B 若 2 光线会从OQ边射出 C 若 1 光线会从OP边射出 D 若 1 光线会在OP边发生全反射 解析 作出 1 2时的光路如图所示 由图中几何关系有i1 90 2 90 i1 90 i2 180 即i1 i2 2 则有i2 3 90 可见 越大时i2越 大 i1越大 要使光线在OP上发生全反射 应有i1 C 即 90 C 要使光线在OQ上 发生全反射 应有i2 C 即 30 可见在OP边和OQ边都发生全反射时应满足 C 3 1 30 90 C 2 故当 2时一定有 90 C 光线一定不会在OP边 C 3 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P5 5 上发生全反射 同时也一定有 30 即光线若能射在OQ边上 一定会发生全反射 C 3 故 A B皆错误 当 1时 一定有 90 C 即光线一定在OP边发生全反射 C 错误 D 正确 答案 D 8 2014 福建理综 13 6 分 难度 如图 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖 O 点为该玻璃砖截面的圆心 下图能正确描述其光路的是 解析 光束沿玻璃砖半径射向O点 在界面处入射角大于临界角时 发生全 反射 小于 临界角时 在空气中的折射角大于入射角 A 正确 C 错误 当光束由空气射向玻璃砖时 由发生全反射的条件可知 B 错误 在玻璃中的折射角应小于入射角 D 错误 答案 A 9 2014 四川理综 3 6 分 难度 如图所示 口径较大 充满水的薄壁圆柱形 浅玻璃缸底有一发光小球 则 A 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B 小球所发的光能从水面任何区域射出 C 小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 解析 设发光小球在P点 如图甲 当发光小球不在缸底中心O时 仍有光线 从侧面射出 所以 A 错误 光从水面射入空气时 当入射角大于临界角时 会发生全反射现象 如图乙 只有在入射角 小于临界角C的范围内光才能从水面射出 B 错误 光从一种介质进入另 一种介质时 频率保持不变 C 错误 光在水中的传播速度v 光在空气中的传播速度 c n 近似等于真空中的传播速度c 所以 D 正确 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P6 6 答案 D 10 2013 福建理综 14 6 分 难度 一束由红 紫两色光组成的复色光 从空气斜 射向玻璃三棱镜 下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是 解析 本题考查光的折射 意在考查考生对折射率以及折射定律的理解 红 光和紫光的 折射率不同 红光的折射率较小 对比各选项中的图象可知选 B 答案 B 11 2013 浙江理综 16 6 分 难度 与通常观察到的月全食不同 小虎同学在 2012 年 12 月 10 日晚观看月全食时 看到整个月亮是暗红的 小虎画了月全食的示意图 并提出 了如下猜想 其中最为合理的是 A 地球上有人用红色激光照射月球 B 太阳照射到地球的红光反射到月球 C 太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D 太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 解析 小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红的 这是由于太阳光中 的红光经地 球的大气层折射到月球而形成的 则 C 项正确 其他选项错误 答案 C 12 2013 天津理综 8 6 分 难度 多选 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图 O点为圆心 OO 为直径MN的垂线 足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖 右侧且垂直于MN 由A B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点 入射光线与OO 夹角 较小时 光屏NQ 区域出现两个光斑 逐渐增大 角 当 时 光屏NQ区域A光的光斑消失 继续增大 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P7 7 角 当 时 光屏NQ区域B光的光斑消失 则 A 玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C 时 光屏上只有 1 个光斑 D 时 光屏上只有 1 个光斑 2 解析 当 较小时 屏上NQ区域有两个光斑 这是两种单色光折射后折射 程度不同的 结果 当 时NQ区域A光消失 说明A光发生了全反射 A光发生全反射的临界角为 同理 B光发生全反射的临界角为 由于 由n 可知 B光的折射率小 1 sin C A 项正确 由v 可知 B光在半圆形玻璃砖中传播速度较大 B 项错误 时 NQ区 c n 域只有一个光斑 而由 于光的反射 在NP区域还有一个光斑 f红 则n蓝 n红 又因为在水中v 得到v蓝 l d 黄 选项 A 正确 黄 蓝 选项 B 错误 增大到屏的距离l x增 大 选项 C 正确 增大 双缝间距d x减小 选项 D 错误 答案 AC 9 2011 天津理综 6 6 分 难度 多选 甲 乙两单色光分别通过同一双缝干涉 装置得到各自的干涉图样 设相邻两个亮条纹的中心距离为 x 若 x甲 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 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 解析 x x甲 x乙 故 甲 乙 故 B 正确 光都具有偏振现象 故 L d A 错误 由c f可知f甲 f乙 故甲光的光子能量小于乙光的光子能量 故 C 错误 在同 一均匀介质中 波长大的光传播速度大 故 D 项正确 答案 BD 10 2015 江苏单科 12B 2 难度 用 2 106 Hz 的超声波检查胆结石 该超声波 在结石和胆汁中的波速分别为 2 250 m s 和 1 500 m s 则该超声波在 结石中的波长是胆汁中 的 倍 用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短 遇到结石时 选填 容易 或 不容易 发生衍射 解析 根据 在传播过程中 频率保持不变 所以 1 5 根据波长越 v f 1 2 v1 v2 长越容易发生衍射 所以超声波遇到结石时 不容易发生衍射 答案 1 5 不容易 考点三 实验 测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P18 18 1 2015 北京理综 21 1 难度 测定玻璃的折射率 的实验中 在白纸上放好 玻璃砖 aa 和bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面 如图 1 所示 在 玻璃砖的一侧插上两枚 大头针P1和P2 用 表示大头针的位置 然后 在另一侧透过玻璃砖观察 并依次插上大 头针P3和P4 在插P3和P4时 应 使 选填选项前的字母 图 1 A P3只挡住P1的像 B P4只挡住P2的像 C P3同时挡住P1 P2的像 解析 在插上大头针P3时 应使P3挡住P1 P2的像 插上大头针P4时 应使P4挡住 P3 同时挡住P1 P2的像 所以选项 C 正确 答案 C 2 2015 新课标全国 34 1 难度 在双缝干涉实验中 分别用红色和绿色的 激光照射同一双缝 在双缝后的屏幕上 红光的干涉条纹间距 x1与绿光的干涉条纹间距 x2相比 x1 x2 填 或 若实验中红光的波长为 630 nm 双缝与屏幕的距离为 1 00 m 测得第 1 条到第 6 条亮条纹中心间的距离为 10 5 mm 则双缝之 间的距离为 mm 解析 双缝干涉条纹间距 x 红光波长长 所以红光的双缝干涉条纹 间距较大 l d 即 x1 x2 相邻条纹间距 x 2 1 mm 2 1 10 3 m 根据 x 可得 10 5 mm 5 l d d 0 3 mm l x 答案 0 3 mm 3 2012 江苏物理 12B 2 难度 测定玻璃的折射率 实验中 在玻璃砖的一 侧竖直插两个大头针A B 在另一侧再竖直插两个大头针C D 在插入第四个大头针D时 要使它 图是在白纸上留下的实验痕迹 其中直线a a 是描在纸上的玻璃砖 的两个边 根据该图可算得玻璃的折射率n 计算结果保留两位有效数字 20162016 届高考物理五年高考真题经典汇编与解析届高考物理五年高考真题经典汇编与解析 光学部分光学部分 P19 19 解析 大头针A B确定的是入射光线的方位 大头针C D确定的是与之对应的出射光 线的方位 故达到目的时四个针位于同一光路上 D能挡住C及A B的像 如图所示 连 接AB CD并延长分别与a a 相交于E F两点 再连接EF即可得到与入射光