2023年高考物理光的传播练习.docx

2023年高考物理 光的传播练习 一、选择题(共11小题，每题6分，共66分，在每题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分) 1．(2023·高考全国Ⅰ)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，如以下列图．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．48m 【解析】　此题考查平面镜成像规律，意在考查考生借助光路图分析问题的能力．根据对称性作出示意图，注意二次成像，三次成像，找到左镜中第三个像到物体的距离为32m，B正确． 【答案】　B 2．(2023·高考全国Ⅱ)一玻璃砖横截面如以下列图，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点．此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏．假设一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，那么 (　　) A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光 B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度 C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度 D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 【解析】　此题考查光的折射，全反射等知识，意在考查考生运用光的根本知识解决实际问题的能力；作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sinC＝＝＝，得C＝arcsin<45°，故全部光线发生全反射，A错误；BC边反射的光射向ADC弧形边后，由于弧ADC对平行光有会聚作用，可知B正确C错误；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以D正确． 【答案】　BD 3．(2023·高考重庆理综)用a、b、c、d表示4种单色光，假设 ①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；②有b、c和d在相同条件下分别做双缝干预实验，c的条纹间距最大；　③用b、d照射某金属外表，只有b能使其发射电子． 那么可推断a、b、c、d可能分别是 (　　) A．紫光、蓝光、红光、橙光 B．蓝光、紫光、红光、橙光 C．紫光、蓝光、橙光、红光 D．紫光、橙光、红光、蓝光 【解析】　此题考查的知识点较多，但都是光学中的根本物理现象，如全反射、双缝干预和光电效应等，意在考查考生是否掌握了根本的物理现象和规律．由sinC＝知，a光的折射率大于b光，那么a光的频率大于b光的频率．双缝干预实验中，条纹间距和光波波长成正比，那么c的频率最小．b、d做光电效应实验，b能使金属产生光电子，那么b的频率大于d的频率．因此有fa>fb>fd>fc，那么A正确． 【答案】　A 4．(2023·高考天津理综)某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，那么两种光 (　　) A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大 D．用同一装置进行双缝干预实验，蓝光的相邻条纹间距较大 【解析】　此题考查了光的干预、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能力．在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v＝可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，A错误；两种光的入射角相同，由sinr＝可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，B错误；由sinC＝可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，C正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，那么红光的波长较长，由干预条纹间距公式x＝λ可知，红光的条纹间距较大，D错误． 【答案】　C 5．(2023·高考浙江理综)如以下列图，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，那么 (　　) A．该棱镜的折射率为 B．光在F点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变小 D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 【解析】　此题考查折射率和全反射的有关知识，意在考查考生运用几何光学知识解决问题的能力．由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝＝，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，BD错误；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确． 【答案】　AC 6．如以下列图，在竖直平面xOy上，人眼位于x轴上＋3 坐标点，一平面镜位于图所示位置，平面镜两端坐标为A(－1,3)与B(0,3)，那么当一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动过程中，当P点在以下哪个区域中运动时， 人眼可以从平面镜上观察到P的像 (　　) A．0至－1区间　　　　　 B．－1至－3区间 C．－3至－5区间 D．0至－∞区间 【思维点拨】　对于光学中涉及用眼睛观察到的范围问题，可根据光路可逆原理将人眼当作一光源，照亮的区域即为人眼能看到的区域． 【解析】　人眼可当作光源，通过平面镜的反射将x轴负方向哪些区域照亮，由光路的可逆性原理，从该局部发出的光线经镜面的适宜位置反射后总能进入人眼，人就看到了物体的像．光路图如以下列图所示． 【答案】　C 7．一束激光以入射角i＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如右图所示．如果反射光斑位置移动了2cm，说明液面可能 (　　) A．上升了cm　　　 B．上升了cm C．下降了cm　　　 D．下降了cm 【解析】　因光斑移动方向不明确，故有两种可能：假设光斑左移2cm，那么液面上升h＝cm＝cm；假设光斑右移2cm，那么液面下降cm.正确选项为B、D. 【答案】　BD 8．如以下列图，在x轴的原点放一个点光源S，距点光源为a处，放一个不透光的边长为a的正方体物块，假设在x轴的上方距x轴为2a处放一平行于x轴且面向物块的长平面镜，那么在x轴上正方体的右边有局部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轴上被光照亮的局部将消失 (　　) A．a　　　 B.a　　　 C.a　　　 D.a 【解析】　如以下列图，当S在2位置时光线刚好被物块挡住而消失，由几何关系可知2位置在a处，所以选D. 【答案】　D 9．(2023·东城模拟)如以下列图，半圆形玻璃砖的半径为R，直径为MN，一束白光从Q点以垂直于直径MN的方向射入半圆环玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏上得到由红到紫的彩色光带．QM＝.如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于，那么有 (　　) A．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失 B．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失 C．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失 D．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失 【解析】　当玻璃砖上移时，从玻璃进入空气的光线的入射角在减小，所以不管哪种色光都不会发生全反射，故A、B错．在向下移动时，由于从玻璃进入空气的光线的入射角在增大，紫光的临界角最小，入射角增大后，先到达紫光的临界角，最后到达红光的临界角．所以紫光首先发生全反射，在屏上消失，故C错，D对． 【答案】　D 10．一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并沿OM和ON方向射出(如以下列图)，OM和ON两束光中只有一束是单色光，那么 (　　) A．OM为复色光，ON为紫光 B．OM为复色光，ON为红光 C．OM为紫光，ON为复色光 D．OM为红光，ON为复色光 【解析】　光在两种介质的界面上会发生全反射现象，所以ON是复色光，A、B排除；由于紫光折射率大，临界角小，所以紫光更容易发生全反射，所以OM是红色光，D正确． 【答案】　D 11．如以下列图，MN是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为a的平行白光垂直射向MN.现将一横截面积是直角三形(顶角A为30°)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使其截面的直角边AB与MN平行，那么放上三棱镜后，射到直尺上的光将 (　　) A．被照亮局部下移 B．被照亮局部的宽度不变 C．上边缘呈紫色，下边缘呈红色 D．上边缘呈红色，下边缘呈紫色 【解析】　根据光的折射定律：第一次垂直经过AB时不改变传播方向，第二次经过AC边时，由介质进入空气，光将偏离法线，所以会向下偏转，所以选项A正确．因为不同色光折射程度不同，所以被照亮局部的宽度会改变，所以选项B错误．频率越高，偏折程度越大，所以上边是红色光，下边是紫色光，选项D正确． 【答案】　AD 二、论述、计算题(此题共3小题，共34分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位) 12．如以下列图，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝，直径AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L. 【解析】　画出如以下列图光路图，设折射角为r，根据折射定律n＝ 解得：r＝60° 由几何知识得，OPQ为直角三角形，所以两个光斑P、Q之间的距离为L＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60° 解得：L＝ 【答案】　 13．(2023·高考江苏卷)如图是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝11cm的圆形范围内，水面上的运动 员手到脚的长度l＝10cm.假设水的折射率n＝，请根据运发动的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保存两位有效数字) 【解释】　设照片圆形区域的实际半径为R，运发动的实际长度为L 由折射定律　nsinα＝sin90° 几何关系　sinα＝，＝ 得h＝·r 取L＝，解得　h＝(～都算正确) 14．(2023·高考海南卷)如图，一透明半圆柱体折射率为n＝2，底面半径为R，长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形外表垂直射入，从局部柱面有光线射出．求该局部柱面的面积S. 【解析】　半圆柱体的横截面如以下列图，OO′为半圆的半径．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 nsinθ＝1　① 式中，θ为全反射临界角．由几何关系得 ∠O′OB＝θ　② S＝2RL·∠O′OB　③ 代入题给条件得 S＝RL　④