十年高考试题分类汇编：光学(30页word版)

2000-2009年高考试题分类汇编：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θ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θ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α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律n=sinθsinα，且n=cv，在玻璃砖中的时间为t=hvcosα，联立解得t2∝n4n2-sin2θ，红光频率较小，θ为零时，t1＜t2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t1＜t2，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iniidx22sin)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B．以相同入射角从水中射向空气，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=ldλ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。（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A．2B．1.5C．3D．2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330sin60sinn．（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11GH射出D.能从圆孤1HM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35nO60°ABCD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，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α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=α。又由△OBC知sinα=32①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得sin3sin②由①②式得30③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。由折射定律得sin1sin3⑤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3一4】交克斯韦在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：(l）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ．频率为f，则f=vλ①v=cn②①②③联立①②式得f＝cnλ③从波形图上读出波长λ=4×10-7m，代人数据解得f=5×1014Hz④（2）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，不能产生干涉条纹，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，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.2.53.5mB.44.5mC.57mD.813m答案：D解析：由图可知，813m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出无线电波，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9210fHz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v＝30m/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，底面半径为r，则视场角是BAarcsin22lrnlBarcsin22lrnrCarcsin22lrnrDarcsin22lrnl02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30º，则光源的像S′将BA、以速率0.5v沿S′S连线向S运动B、以速率v沿S′S连线向S运动C、以速率3v沿S′S连线向S运动D、以速率2v沿S′S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dRO珠每一次偏转的角度。[答案]：（1）光路图见图1。（2）图2中1=sin1Rd-sin1nRd2=-2sin1nRd3=sin1Rd-sin1nRd01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。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中BA．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能C．7、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轴重合，OA是画在纸上的直线，Orrriir图1Orrriir图2132···αβAyMOxP1P2P312PP、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=________________________