絕殺20132013屆高考物理模擬+權(quán)威預(yù)測(cè)：專題16光學(xué) Word版含答案

1、金太陽(yáng)新課標(biāo)資源網(wǎng) 專題十六光學(xué)1.(2012·衡水模擬)如圖所示，一束白光從頂角為的三棱鏡一邊以較大的入射角i射入并通過(guò)三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，在入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中，假如屏上彩色光帶先后全部消失.則( )A. 紅光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，紅光最后消失C. 紫光最先消失，黃光最后消失D. 紅光和紫光同時(shí)消失2.(2012·麗水模擬)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏上觀察到了彩色條紋，若在雙縫中的一縫前放紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，這時(shí)( )A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色條紋消失B.紅

2、色和綠色雙縫干涉條紋消失，其他顏色條紋仍存在C.任何顏色的干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上無(wú)任何光亮3.(2012·臨沂模擬)如圖所示，放在空氣中折射率為n的平行玻璃磚，表面M和N平行，P、Q兩個(gè)面相互平行且與M、N垂直.一束光射到表面M上(光束不與M平行)，則( )A.如果入射角大于臨界角，光在表面M發(fā)生全反射B.無(wú)論入射角多大，光在表面M都不會(huì)發(fā)生全反射C.光可能在表面N發(fā)生全反射D.由于M與N平行，光只要通過(guò)M就不可能在表面N發(fā)生全反射4.(2012·錦州模擬)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是( )A.一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以

3、光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C.日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰D.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋5.(2012·黃岡模擬)OMN為等腰玻璃三棱鏡的橫截面a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示由此可知( )A.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小B.棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大C.玻璃棱鏡對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的大D.玻璃棱鏡對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的小

4、6.(2012·朝陽(yáng)模擬)如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，直徑為MN，一束白光從Q點(diǎn)以垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏上得到由紅到紫的彩色光帶.已知QM.如果保持入射光線和光屏的位置不變，而使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng)，移動(dòng)的距離小于，則有 ( )A.半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紅光最先消失B.半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紫光最先消失C.半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紅光最先消失D.半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中，屏上紫光最先消失7.(2011·黃岡模擬)在完全透明的水下某深處，放一點(diǎn)光源，在水面上可見(jiàn)到一個(gè)圓

5、形的透光圓面，若透光圓面的半徑勻速增大，則光源正 ( )A.加速上升 B.加速下降C.勻速上升 D.勻速下降8.(2011·河南模擬)如圖所示，是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的 ( )A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面9.(2011·黃岡模擬)如圖所示，兩光屏間放有兩個(gè)偏振片，它們四者平行共軸，現(xiàn)讓太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔照射到固定不動(dòng)的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則關(guān)

6、于光屏上光的亮度變化情況，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.光屏上光的亮度保持不變B.光屏上光的亮度時(shí)亮?xí)r暗C.光屏上有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線D.光屏上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)10.(2011·金華模擬)如圖所示，兩塊相同的等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過(guò)兩棱鏡后，從a、b兩點(diǎn)射出.對(duì)于從a、b射出的這兩束光，下列說(shuō)法正確的是 ( )A.從a、b兩點(diǎn)射出的兩束光不平行B.從a、b兩點(diǎn)射出的兩束光仍平行，且平行于BCC.從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光D.從a點(diǎn)射出的為藍(lán)光，從b點(diǎn)射出的為紅

7、光11.(2011·石家莊模擬)一個(gè)等腰直角三棱鏡的截面如圖所示，一細(xì)束藍(lán)光從AC面的P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入棱鏡后，經(jīng)AB面反射，再?gòu)腂C面的Q點(diǎn)射出，且有PQAB(圖中未畫(huà)光在棱鏡內(nèi)的光路).如果將一細(xì)束綠光仍從P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入三棱鏡，則從BC面射出的光線 ( )A.仍從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABB.仍從Q點(diǎn)射出，出射光線不平行于ABC.可能從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABD.可能從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于AB12.(2012·宿遷模擬)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳之間形成的狹縫觀察光的衍射(1)若某次觀察光的衍射時(shí)游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則卡

8、尺兩測(cè)腳間的狹縫寬度為_(kāi).(2)在利用游標(biāo)卡尺兩腳之間形成的狹縫觀察光的衍射時(shí)，總結(jié)出的以下幾點(diǎn)中正確的是_A.若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行B.衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)，狹縫越窄，衍射條紋越窄C.衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射條紋越寬D.衍射條紋的間距與光的頻率有關(guān)，光的頻率越大，衍射條紋越寬13.(2012·濟(jì)寧模擬)如圖所示，含有兩種單色光的一細(xì)光束，以入射角射入厚度為d的平行玻璃磚中，該玻璃磚對(duì)兩種單色光的折射率分別為n1和n2，且n1>n2.求兩束單色光從下表面射出時(shí)出射點(diǎn)之間的距離.14.(2012·臨沂模擬)如圖所示，

9、直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，A=30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC.已知入射光線與BC的夾角為=30°.試通過(guò)計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射.【高考預(yù)測(cè)】從近幾年的高考來(lái)看，2013年的高考熱點(diǎn)應(yīng)集中在以下幾方面：(1)光的折射定律和不同物體的折射率及全反射問(wèn)題是考查的熱點(diǎn).(2)光的特性與具體應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的考查.(3)折射率和全反射的有關(guān)計(jì)算結(jié)合光路圖考查.(4)測(cè)定玻璃磚的折射率和用雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)是實(shí)驗(yàn)部分的考點(diǎn).對(duì)該部分內(nèi)容的命題預(yù)測(cè)點(diǎn)如下：考查知識(shí)及角度高考預(yù)測(cè)光的折射、全反射和光速1、3光的特性2、4折

10、射率和全反射的有關(guān)計(jì)算5、6測(cè)定玻璃磚的折射率和用雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)71.兩束不同頻率的單色光a、b從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(>).下列結(jié)論中正確的是 ( )A.光束b的頻率比光束a的低B.在水中的傳播速度，光束a比光束b小C.水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率小D.若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角比光束a的臨界角大2.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是( )A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外

11、發(fā)射D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度3.如圖所示，P、Q是兩種透明材料制成的兩塊相同的直角梯形棱鏡，疊合在一起組成一個(gè)長(zhǎng)方體，一單色光從P的上表面射入，折射光線正好垂直通過(guò)兩棱鏡的界面，已知材料的折射率nPnQ，射到P上表面的光線與P的上表面的夾角為，下列判斷正確的是( )A.光線一定在Q的下表面發(fā)生全反射B.光線一定能從Q的下表面射出，出射光線與下表面的夾角一定等于C.光線一定能從Q的下表面射出，出射光線與下表面的夾角一定大于D.光線一定能從Q的下表面射出，出射光線與下表面的夾角一定小于4.登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過(guò)度照射，尤其是眼睛更不

12、能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷視力有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼鏡他選用的薄膜材料的折射率為n1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014 Hz.(1)他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是_(2)這種“增反膜”的厚度至少是多少？(3)以下有關(guān)薄膜干涉的說(shuō)法正確的是( )A.薄膜干涉說(shuō)明光具有波動(dòng)性B.如果薄膜的厚度不同，產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行C.干涉條紋一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”5.為從軍事工事內(nèi)部觀察外面的目標(biāo),在工事壁上開(kāi)一長(zhǎng)方形孔,設(shè)工事壁厚d=34.64 cm,孔的寬度L=20 cm,孔內(nèi)嵌入折射率n=的玻璃磚,如

13、圖所示.試問(wèn):(1)嵌入玻璃磚后,工事內(nèi)部人員觀察到外界的視野的最大張角為多少?(2)要想使外界180°范圍內(nèi)的景物全被觀察到,則應(yīng)嵌入折射率多大的玻璃磚?6.(1)一臺(tái)激光器發(fā)出一束單色光，如果已知這束單色光在某介質(zhì)中的傳播速度為v，那么這束單色光從該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射的臨界角為多少？(2)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體要使射到粗細(xì)均勻的圓形截面光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來(lái)，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？7.現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等

14、光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng).(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左到右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_和_.(3)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示.然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻

15、線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)_mm，求得相鄰亮紋的間距x為_(kāi)mm. (4)已知雙縫間距d為2.0×10-4 m，測(cè)得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計(jì)算式=_，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為_(kāi)nm.答案解析【模擬演練】1.【解析】選B.白光射到AB邊上后其光路如圖所示，由于紫光的折射率大，偏折程度大，紫光在AC邊上入射角也大，又因其臨界角小，則紫光首先發(fā)生全反射，最先消失，而紅光最后消失.2.【解析】選C.雙縫透過(guò)的紅光和綠光的頻率不相等，不滿足形成干涉的條件，不會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，但紅光和綠光各自通過(guò)狹縫，會(huì)發(fā)生明顯的衍射，因此屏上可看到衍射圖樣的光.3.【解析】選B、D

16、.如圖a所示，光射到表面M的入射角為i(i90°)，折射角為r，則sinr=<=sinC，即sinr<sinC(C為玻璃的臨界角).對(duì)于表面N，因MN，故其入射角i=rC.即光只要通過(guò)M就不可能在表面N發(fā)生折射.若光先射到M面再射到P面(圖b)，同樣可以證明經(jīng)P面發(fā)生反射，反射光線射至N面時(shí)，由幾何關(guān)系可以證明入射角 i=r，根據(jù)折射定律知折射角r=i，同樣不可能發(fā)生全反射.故應(yīng)選B、D.【誤區(qū)警示】機(jī)械地記住光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，可能發(fā)生全反射，而不具體分析光通過(guò)表面M后射到表面N光線的入射角的大小是否大于臨界角，而錯(cuò)選C.4.【解析】選D.通過(guò)手指的縫隙觀察日光燈，

17、看到彩色條紋，是光的衍射現(xiàn)象，D不正確5.【解析】選B、D a、b兩束光射到OM、ON上的入射角是相同的，由題圖可知b光已發(fā)生全反射，而a光仍有折射，說(shuō)明b光的全反射臨界角比a光的全反射臨界角小，所以b光的折射率大于a光的折射率，即nbna，故D正確；在介質(zhì)內(nèi)的傳播速度v，所以棱鏡內(nèi)a光的傳播速度va比b光的傳播速度vb大，故B正確6.【解析】選D.當(dāng)玻璃磚上移時(shí)，從玻璃進(jìn)入空氣的光線的入射角在減小，所以不管哪種色光都不會(huì)發(fā)生全反射，故A、B錯(cuò).在向下移動(dòng)時(shí)，由于從玻璃進(jìn)入空氣的光線的入射角在增大，紫光的臨界角最小，入射角增大后，先達(dá)到紫光的臨界角，最后達(dá)到紅光的臨界角.所以紫光首先發(fā)生全反射

18、，在屏上消失，故C錯(cuò)，D對(duì).7.【解析】選D.所形成的透光圓面是由于全反射造成的，如圖所示，圓面的邊緣處是光發(fā)生全反射的位置，即i=C.若光源向上移動(dòng)，只能導(dǎo)致透光圓面越來(lái)越小.所以光源向下移動(dòng).如圖所示，取時(shí)間為t，則透光圓面半徑的擴(kuò)大量為s=vt.設(shè)這段時(shí)間內(nèi)光源下移的距離為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系可知：L=vtcotC，由上面的表達(dá)式可知：vcotC為定值，L與t成正比，滿足勻速運(yùn)動(dòng)條件，所以光源正向下勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確.8.【解析】選C.該題主要考查對(duì)薄膜干涉的認(rèn)識(shí)和理解.樣板和厚玻璃板之間存在楔形空氣薄層，用單色光從這個(gè)空氣薄層上表面照射，入射光從空氣薄層的上、下表面反射回兩列光波形成干涉條紋

19、.空氣薄層的上、下表面就是a的下表面和b的上表面，故C正確.9.【解析】選B.每個(gè)偏振片只能讓平行于該偏振片透振方向的光通過(guò)，當(dāng)P、Q透振方向平行時(shí)，光屏上最亮，P、Q透振方向垂直時(shí)光屏上最暗，故B正確.10.【解析】選B、C.細(xì)光束在AB面折射時(shí)，藍(lán)光偏折大，從b點(diǎn)射出的是藍(lán)光，C正確，D錯(cuò)誤；光通過(guò)兩棱鏡之間相當(dāng)于經(jīng)過(guò)平行玻璃磚，故藍(lán)光在玻璃中的光束、互相平行，光束射到AB面時(shí)的入射角與光束對(duì)應(yīng)的折射角相等，故兩束光從a、b點(diǎn)射出時(shí)互相平行，A錯(cuò)誤，B正確.11.【解析】選D.將藍(lán)光換成綠光，其折射率變小，在AC面的折射角變大，光路如圖所示，可能從Q點(diǎn)射出且平行于AB，故D正確.12.【解

20、析】(1)卡尺的游標(biāo)尺為20分度，其精度為0.05 mm.讀數(shù)固定刻度可動(dòng)刻度05×0.05 mm0.25 mm.(2)觀察光的衍射現(xiàn)象時(shí)，狹縫必須與燈絲平行，而衍射條紋與狹縫平行，A正確；衍射現(xiàn)象明顯與否與縫寬和光波長(zhǎng)有關(guān)狹縫越窄，光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，現(xiàn)象越明顯，故B錯(cuò)誤，C正確；由c知，頻率越高，則光波長(zhǎng)越短，衍射現(xiàn)象越不明顯，故D錯(cuò)誤答案:(1)0.25 mm (2)A、C13.【解析】設(shè)兩種單色光在玻璃磚中的折射角分別為r1和r2，由折射定律得由幾何關(guān)系知x=x2-x1解得：x=答案: 14.【解析】光線在BC界面的入射角1=60° ,折射角2=30°根據(jù)折射定律

21、得由幾何關(guān)系知，光線在AB界面的入射角為3=60°而棱鏡對(duì)空氣的臨界角C的正弦值則在AB界面的入射角3>C所以光線在F點(diǎn)將發(fā)生全反射.答案:見(jiàn)解析【方法技巧】解決全反射問(wèn)題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).(2)應(yīng)用sinC=確定臨界角.(3)根據(jù)題設(shè)條件，畫(huà)出入射角等于臨界角的臨界光路圖.(4)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等，進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算解決問(wèn)題.【高考預(yù)測(cè)】1.【解析】選C.由公式n可得折射率na<nb，C正確；由na<nb知，頻率a<b，A錯(cuò)誤；由v知傳播速度va>vb，B錯(cuò)誤；由sinC知臨界角Ca>Cb，D

22、錯(cuò)誤.2.【解析】選A.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距d與入射光波長(zhǎng)成正比，所以入射光由紫光改為紅光時(shí)波長(zhǎng)變長(zhǎng)，條紋間距d變大，A項(xiàng)正確.全反射中的臨界角為C，由sinC=可知，折射率越大，臨界角越小，即紫光的臨界角小于紅光的臨界角，所以紫光能發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定能發(fā)生全反射，則B錯(cuò)誤.金屬的逸出功一定，由h=W+Ek知，紫光頻率高能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而紅光頻率低不一定能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，所以C錯(cuò)誤.在鏡頭前加裝偏振片是為減弱玻璃反射的光對(duì)拍攝的負(fù)面影響，所以D錯(cuò)誤.3.【解析】選C.因折射光線正好垂直界面，所以傳播方向不改變，光路如圖所示,由折射定律而nPnQ,r1=r2，所以sini1

23、sini2,即i1i2,所以,C正確.4.【解析】(1)為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射的紫外線分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射后形成的反射的紫外線疊加后加強(qiáng)，從而使透射的紫外線減弱(2)路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即2dN(N1,2)，因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的，紫外線在真空中的波長(zhǎng)是3.7×10-7 m在膜中的波長(zhǎng)是2.47×10-7 m，故膜的厚度至少是1.23×10-7 m.(3)干涉和衍射都證明光具有波動(dòng)性；如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行；白光的干涉為彩色條紋，單色光的干涉則為該色光顏色；當(dāng)膜的厚

24、度為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，兩反射光疊加后減弱則會(huì)“增透”故選項(xiàng)A、D正確答案:(1)兩反射的紫外線疊加后加強(qiáng) (2)1.23×10-7 m (3)A、D5.【解析】工事內(nèi)部的人從內(nèi)壁左側(cè)能最大范圍觀察右邊的目標(biāo).光路如圖所示.已知d=34.64 cm,L=20 cm,tan=,則30°.(1)由折射定律有得=60°即視野的張角最大為120°.(2)要使視野的張角為180°,即=90°由折射定律有=n，所以n=2.答案:(1)120° (2)2【誤區(qū)警示】學(xué)生在解本題時(shí)，容易造成思維定勢(shì),誤認(rèn)為眼睛放在內(nèi)壁玻璃磚的中點(diǎn)處觀察到外界的視野的張角最大.6.【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三方面考慮：(1)根據(jù)n=和sinC=求解臨界