2000-2009年高考试题分类汇编光学(30页word版)doc--高中物理 .doc
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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2000-20092000-2009 年高考试题分类汇编:年高考试题分类汇编:光学光学(08 全国卷 1)21.一束由红、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 t2B.t1始终小于 t2C.t1先大于后小于 t2D.t1先小于后大于 t2答案:B解析:设折射角为,玻璃砖的厚度为 h,由折射定律 n=sinsin,且 n=cv,在玻璃砖中的时间为 t=h
2、vcos,联立解得 t2n4n2-sin2,红光频率较小,为零时,t1t2,为 90时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入为其它特殊值,仍然有 t1t2,故 B 对。(08 全国卷 2)15一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是A红光以 30的入射角入射B红光以 45的入射角入射C紫光以 30的入射角入射D紫光以 45的入射角入射答案:D解析:因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大,A、B 项错;设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离inii
3、dx22sin)cos1(sin,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。(08 北京卷)13下列说法正确的是A用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象B用 X 光机透视人体是利用光电效应C光导纤维舆信号是利用光的干涉现象D门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象答案:A解析:用 X 光机透视人体是利用 X 光的穿透性;光导纤维传输信号是利用光的全反射现象;门镜可以扩大视野是利用光的折射现象(08天津卷)16下列有关光现象的说法正确的是A在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网B以相同入射角
4、从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射C紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射D拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度答案:A解析:根据干涉条纹的间距的公式x=ld可知,由于紫光的波长比红光的波长短,所以改为红光后条纹间距一定增大,A 正确;紫光的临界角比红光的临界角小,所以紫光发生全反射后红光不一定发生全反射,B 错误;由于紫光的频率大于红光的频率,所以紫光的能量比红光的能量大,紫光发生光电效应红光不一定发生光电效应,C 错误,拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光,所以 D 错误。
5、(08 四川卷)21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A2B1.5C3D2答案:C解析:如图,为光线在玻璃球内的光路图A、C 为折射点,B为反射点,作 OD 平行于入射光线,故60CODAOD,所以30OAB,玻璃的折射率330sin60sinn(08 重庆卷)19.题 19图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中 E、F、G、H 将半径 OM 分成 5 等份,虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径 ON,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n=53,若平行光束垂直入射并覆盖
6、OM,则光线A.不能从圆孤1NF射出B.只能从圆孤1NG射出C.能从圆孤11G H射出D.能从圆孤1H M射出答案:B解析:本题考查光的折射有关的知识,本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为35n可知其临界角 C 满足:53n1sinC,可求出 GG1右边的入射光线没有发生全反射,其左边O60ABCDhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1射出。(08 宁夏卷)(2)(9 分)一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平面上,球体由折射率为3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,
7、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2/3R。求出射角。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=32设光线在 C 点的折射角为,由折射定律得sin3sin由式得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sin1sin3因此3sin2解得60本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。(08 山东卷)37(8 分)【物理一物理【物理一物理 3 一一 4】交克斯韦
8、在 1865 年发表的(电磁场的动力学理论)一文中揭示了电、磁现象与光的内http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网在联系及统一性,即光是电磁波。(l)一单色光波在折射率为 1.5 的介质中传播,某时刻电场横波图象如图 1 所示求该光波的频率。(2)图 2 表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于 CD 边的单色光入射到 AC 界面上,a、b 是其中的两条平行光线。光线 a 在玻璃砖中的光路已给出。画出光线 b 从玻璃砖中首次出射的光路图并标出出射光线与界面法线夹角的度数。解析:解析:(l)设光在介质中的传播速度为)设光在介质中的传播速度为 v,波长为,波长为频率为频率为
9、f,则,则f=vv=cn联立联立式得式得 fcn从波形图上读出波长从波形图上读出波长=410-7m,代人数据解得,代人数据解得f=51014Hz(2)光路如图所示)光路如图所示(08 上海卷)12在杨氏双缝干涉实验中,如果(A)用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹(B)用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹(C)用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹(D)用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹答案:BD解析:白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A 错;用红光作光源,屏上将呈现红色两条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B 对;红光和紫光频率不同,
10、不能产生干涉条http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网纹,C 错;紫光作光源,遮住一条狭缝,屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,D 对。(08 上海卷)16(4 分,单选题)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)是点燃酒精灯(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 30(B)当金属丝圈旋转 45时干涉条纹同方向旋转 90(C)当金属丝圈旋转 60时干涉条纹同方向旋转 30(D)干涉条纹保持原来状态不变答案:D解析:金属丝圈的转动,
11、改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状,由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是水平的干涉条纹,D 对。(广东卷)14(10 分)(1)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的(2)光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向,且入射角等于或大于答案(1)速度频率(2)全反射光疏介质临界角(08 上海卷理科综合)9.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐
12、射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。右图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()A.2.53.5 mB.44.5 mC.57 mD.813 m答案:D解析:由图可知,813 m的波段被水和二氧化碳吸收的较少,能够接收到,选项 D正确。(08 上海卷理科综合)44.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆,这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现,无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网出无线电
13、波,并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差ff接收发出就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为2(1vffC车接收发出),式 中 C 为 真 空 中 的 光 速,若92 10fHz发出,400ffHz接收发出,可知被测车辆的速度大小为_m/s。答案:30解析:根据题意有2(1400vffC车发出发出),解得 v30m/s。02 全国 1 为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为 n,圆柱长为 l,
14、底面半径为 r,则视场角是 BAarcsin22lrnlBarcsin22lrnrCarcsin22lrnrDarcsin22lrnl02 春季理综 2 一个点源 S 对平面镜成像,设光源不动,平面镜以速率 v 沿 OS 方向向光源平移,镜面与 OS 方向之间的夹角为 30,则光源的像 S将 BA、以速率 0.5v 沿 SS 连线向 S 运动B、以速率 v 沿 SS 连线向 S 运动C、以速率3v 沿 SS 连线向 S 运动D、以速率 2v 沿 SS 连线向 S 运动02 年广东、河南 3.(13 分)雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个
15、现象时,需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为 R 的球,球心 O 到入射光线的垂直距离为 d,水的折射率为 n。(1)在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图。(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度。dROhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案:(1)光路图见图 1。(2)图 2 中1=sin1Rd-sin1nRd2=-2 sin1nRd3=sin1Rd-sin1nRd01 津晋卷)4 如图所示,两块同样的玻璃直角三棱镜 ABC,两者的 AC 面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。一单
16、色细光束 O 垂直于 AB面入射,在图示的出射光线中 BA1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能B4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能C7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能D只能是 4、6 中的某一条04(春季)5 对于某单色光,玻璃的折射率比水的大,则此单色光在玻璃中传播时,CA其速度比在水中的大,其波长比在水中的长B其速度比在水中的大,其波长比在水中的短C其速度比在水中的小,其波长比在水中的短D其速度比在水中的小,其波长比在水中的长04(广东卷)6(8 分)如图,画有直角坐标系 Oxy 的白纸位于水平桌面上,M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与 x 轴
17、重合,OA 是画在纸上的直线,12PP、为竖直地插在直线 OA 上的两枚大头针,3P是竖直地插在纸上的第Orrriir图 1Orrriir图 2132AyMOxP1P2P3http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网三枚大头针,是直线 OA 与 y 轴正方向的夹角,是直线3OP与轴负方向的夹角,只要直线 OA 画得合适,且3P的位置取得正确,测得角和,便可求得玻璃得折射率。某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线 OA 上竖直插上了12PP、两枚大头针,但在 y0 的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到12PP、的像,他应该采取的措施是_.若他已透过玻璃
18、砖看到了12PP、的像,确定3P位置的方法是_.若他已正确地测得了的、的值,则玻璃的折射率 n=_.解:在白纸上另画一条与 y 轴正方向的夹角较小的直线 OA,把大头针 P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在 ynbBnavbDvav2C.nln2、v1v2D.nln2、v1v206(江苏卷)13 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面 aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示,其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确,且均以 aa、bb为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
19、乙同学bcaoab空气玻璃http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网测得的折射率与真实值相比 _(填“偏大”、“偏小”或“不变”)丙同学测得的折射率与真实值相比 _。(2)偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变13.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 AA.2 h tan(arc sinn1)B.2 h tan(arc sin n)C.2 h tan(arc cosn1)D.2 h cot(arc cos n)06(全国卷)14 一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此
20、玻璃的折射率.给定的器材有:白纸、铅笔大头针 4 枚(1P、2P、3P、4P)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa 和bb,aa 表示镀银的玻璃表面,bb 表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针1P、2P(位置如图).用1P、2P的连线表示入射光线.为了测量折射率,应如何正确使用大头针3P、4P?.试在题图中标出3P、4P的位置.然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2.简要写出作图步骤.写出用1、1表示的折射率公式n.abab1P2Phttp:
21、/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网外套内芯(2).在bb 一侧观察1P、2P(经bb 折射,aa 反射,再经bb 折射后)的像,在适当的位置插上3P,使得3P与1P、2P的像在一条直线上,即让3P挡住1P、2P的像;再插上4P,让它挡住2P(或1P)的像和3P.3P、4P的位置如图.过1P、2P作直线与bb 交于o;过3P、4P作直线与bb 交于o;利用刻度尺找到oo 的中点M;过o点作bb 的垂线CD,过M点作bb 的垂线与aa 相交与N,如图所示,连接ON;11 ODP,2CON.21sinsin06(重庆卷 15.空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上
22、方射出,其框外光线如图 1 所示。方框内有两个折射率5.1n的玻璃全反射棱镜。图 2 给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图 1 效果的是(B)06(重庆卷)16OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN,在棱镜侧面 OM、ON 上反射和折射的情况如题 20 图所示,由此可知 BDA.棱镜内 a 光的传播速度比 b 光的小B.棱镜内 a 光的传播速度比 b 光的大C.a 光的频率比 b 光的高D.a 光的波长比 b 光的长07 北京理综 17、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 AA内芯
23、的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网C内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射D内芯的折射率比外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作07 江苏 18、(14 分)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 L,照明灯到池底的距离为 H。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2H时,池底的光斑距离出液口4L。试求当液面高为23H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
24、,使液面以 v0的速率匀速下降,试求池底的光斑移动的速率 vx。18、解法一:由几何关系知:xlLhH由折射定律得:2222LlnLHlh代 入2Hh,4Ll 得:22224LHnLH2LxhH解法二:由几何关系知:xlLhH液面高度变化,折射角不变,由2Hh,4Ll 得:2lLhH2LxhH解得:3Lx xh2LvvH07 全国理综19 从桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示,有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为 1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径
25、为Cr桌面http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网ArB1.5rC2rD2.5r07 天津理综20、下列说法正确的是 BA用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象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电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的07 天津理综 21(6 分)如图,一光源位于金属圆筒内部轴线上 A 点,与筒 B 端的距离为d,d无法直接测量。另有凸透镜、光屏、米尺及带支架的光具座,现用这些器材测量d,为此,先将圆筒、凸透镜、光屏依次放在光具座支架上,令圆筒轴线与透镜主光轴重合,屏与光源的距离足够
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