高考物理光的傳播練習(xí)

2023年高考物理光的傳播練習(xí)一、選擇題(共11小題，每題6分，共66分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得6分，漏選的得3分，錯(cuò)選的得0分)1．(2023·高考全國(guó)Ⅰ)某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如以下圖．物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是()A．24mB．32mC．40mD．48m【解析】此題考察平面鏡成像規(guī)律，意在考察考生借助光路圖分析問題的能力．根據(jù)對(duì)稱性作出示意圖，注意二次成像，三次成像，找到左鏡中第三個(gè)像到物體的距離為32m，B正確．【答案】B2．(2023·高考全國(guó)Ⅱ)一玻璃磚橫截面如以下圖，其中ABC為直角三角形(AC邊未畫出)，AB為直角邊，∠ABC＝45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)．此玻璃的折射率為1.5.P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏．假設(shè)一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，那么 ()A．從BC邊折射出一束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光B．屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度C．屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度D．當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大【解析】此題考察光的折射，全反射等知識(shí)，意在考察考生運(yùn)用光的根本知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；作光路圖可知平行光從AB邊射入后不發(fā)生折射，射到BC邊上時(shí)，由臨界角公式可得：sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,1.5)＝eq\f(2,3)，得C＝arcsineq\f(2,3)<45°，故全部光線發(fā)生全反射，A錯(cuò)誤；BC邊反射的光射向ADC弧形邊后，由于弧ADC對(duì)平行光有會(huì)聚作用，可知B正確C錯(cuò)誤；同時(shí)當(dāng)屏向下移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)將先變小后變大，所以D正確．【答案】BD3．(2023·高考重慶理綜)用a、b、c、d表示4種單色光，假設(shè)①a、b從同種玻璃射向空氣，a的臨界角小于b的臨界角；②有b、c和d在相同條件下分別做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，c的條紋間距最大；③用b、d照射某金屬外表，只有b能使其發(fā)射電子．那么可推斷a、b、c、d可能分別是 ()A．紫光、藍(lán)光、紅光、橙光B．藍(lán)光、紫光、紅光、橙光C．紫光、藍(lán)光、橙光、紅光D．紫光、橙光、紅光、藍(lán)光【解析】此題考察的知識(shí)點(diǎn)較多，但都是光學(xué)中的根本物理現(xiàn)象，如全反射、雙縫干預(yù)和光電效應(yīng)等，意在考察考生是否掌握了根本的物理現(xiàn)象和規(guī)律．由sinC＝eq\f(1,n)知，a光的折射率大于b光，那么a光的頻率大于b光的頻率．雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，條紋間距和光波波長(zhǎng)成正比，那么c的頻率最?。産、d做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，b能使金屬產(chǎn)生光電子，那么b的頻率大于d的頻率．因此有fa>fb>fd>fc，那么A正確．【答案】A4．(2023·高考天津理綜)已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，那么兩種光()A．在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大C．從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，紅光臨界角較大D．用同一裝置進(jìn)展雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大【解析】此題考察了光的干預(yù)、折射、全反射、臨界角等相關(guān)知識(shí)，意在考察考生的理解能力及分析判斷能力．在同一種玻璃中，紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，由v＝eq\f(c,n)可知，藍(lán)光在該玻璃中的傳播速度小于紅光，A錯(cuò)誤；兩種光的入射角相同，由sinr＝eq\f(sini,n)可知，藍(lán)光的折射角小于紅光的折射角，B錯(cuò)誤；由sinC＝eq\f(1,n)可知，紅光的臨界角大于藍(lán)光的臨界角，C正確；由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，那么紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，由干預(yù)條紋間距公式x＝eq\f(l,d)λ可知，紅光的條紋間距較大，D錯(cuò)誤．【答案】C5．(2023·高考浙江理綜)如以下圖，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)．已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，那么 ()A．該棱鏡的折射率為eq\r(3)B．光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變小D．從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行【解析】此題考察折射率和全反射的有關(guān)知識(shí)，意在考察考生運(yùn)用幾何光學(xué)知識(shí)解決問題的能力．由幾何知識(shí)可知三角形EBF為等邊三角形，故從E點(diǎn)入射的光線，入射角為60°，折射角為30°，由折射定律可知n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，A正確；光射在F點(diǎn)時(shí)，入射角為30°，故不發(fā)生全反射，折射角為60°，BD錯(cuò)誤；光從空氣中進(jìn)入棱鏡中，光速減小，而光的頻率不變，所以光在棱鏡中的波長(zhǎng)變小，C正確．【答案】AC6．如以下圖，在豎直平面xOy上，人眼位于x軸上＋3坐標(biāo)點(diǎn)，一平面鏡位于圖所示位置，平面鏡兩端坐標(biāo)為A(－1,3)與B(0,3)，那么當(dāng)一發(fā)光點(diǎn)P從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)P點(diǎn)在以下哪個(gè)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，人眼可以從平面鏡上觀察到P的像 ()A．0至－1區(qū)間 B．－1至－3區(qū)間C．－3至－5區(qū)間 D．0至－∞區(qū)間【思維點(diǎn)撥】對(duì)于光學(xué)中涉及用眼睛觀察到的范圍問題，可根據(jù)光路可逆原理將人眼當(dāng)作一光源，照亮的區(qū)域即為人眼能看到的區(qū)域．【解析】人眼可當(dāng)作光源，通過平面鏡的反射將x軸負(fù)方向哪些區(qū)域照亮，由光路的可逆性原理，從該局部發(fā)出的光線經(jīng)鏡面的適宜位置反射后總能進(jìn)入人眼，人就看到了物體的像．光路圖如以以下圖所示．【答案】C7．一束激光以入射角i＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如右圖所示．如果反射光斑位置移動(dòng)了2cm，說明液面可能 ()A．上升了eq\r(6)cm B．上升了eq\r(3)cmC．下降了eq\r(2)cm D．下降了eq\r(3)cm【解析】因光斑移動(dòng)方向不明確，故有兩種可能：假設(shè)光斑左移2cm，那么液面上升h＝eq\f(1,tan30°)cm＝eq\r(3)cm；假設(shè)光斑右移2cm，那么液面下降eq\r(3)cm.正確選項(xiàng)為B、D.【答案】BD8．如以下圖，在x軸的原點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)光源S，距點(diǎn)光源為a處，放一個(gè)不透光的邊長(zhǎng)為a的正方體物塊，假設(shè)在x軸的上方距x軸為2a處放一平行于x軸且面向物塊的長(zhǎng)平面鏡，那么在x軸上正方體的右邊有局部區(qū)域被鏡面反射來的光照亮，當(dāng)點(diǎn)光源沿x軸向右移動(dòng)的距離為多少時(shí)，正方體的右側(cè)x軸上被光照亮的局部將消失 A．a(chǎn) B.eq\f(1,3)a C.eq\f(3,4)a D.eq\f(1,2)a【解析】如以下圖，當(dāng)S在2位置時(shí)光線剛好被物塊擋住而消失，由幾何關(guān)系可知2位置在eq\f(1,2)a處，所以選D.【答案】D9．(2023·東城模擬)如以下圖，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的方向射入半圓環(huán)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＝eq\f(R,2).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eq\f(R,2)，那么有 ()A．半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過程中，屏上紅光最先消失B．半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過程中，屏上紫光最先消失C．半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過程中，屏上紅光最先消失D．半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過程中，屏上紫光最先消失【解析】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，先到達(dá)紫光的臨界角，最后到達(dá)紅光的臨界角．所以紫光首先發(fā)生全反射，在屏上消失，故C錯(cuò)，D對(duì)．【答案】D10．一束只含紅光和紫光的復(fù)色光沿PO方向射入玻璃三棱鏡后分成兩束光，并沿OM和ON方向射出(如以下圖)，已知OM和ON兩束光中只有一束是單色光，那么 ()A．OM為復(fù)色光，ON為紫光B．OM為復(fù)色光，ON為紅光C．OM為紫光，ON為復(fù)色光D．OM為紅光，ON為復(fù)色光【解析】光在兩種介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，所以O(shè)N是復(fù)色光，A、B排除；由于紫光折射率大，臨界角小，所以紫光更容易發(fā)生全反射，所以O(shè)M是紅色光，D正確．【答案】D11．如以下圖，MN是暗室墻上的一把直尺，一束寬度為a的平行白光垂直射向MN.現(xiàn)將一橫截面積是直角三形(頂角A為30°)的玻璃三棱鏡放在圖中虛線位置，且使其截面的直角邊AB與MN平行，那么放上三棱鏡后，射到直尺上的光將 ()A．被照亮局部下移B．被照亮局部的寬度不變C．上邊緣呈紫色，下邊緣呈紅色D．上邊緣呈紅色，下邊緣呈紫色【解析】根據(jù)光的折射定律：第一次垂直經(jīng)過AB時(shí)不改變傳播方向，第二次經(jīng)過AC邊時(shí)，由介質(zhì)進(jìn)入空氣，光將偏離法線，所以會(huì)向下偏轉(zhuǎn)，所以選項(xiàng)A正確．因?yàn)椴煌庹凵涑潭炔煌?，所以被照亮局部的寬度?huì)改變，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．頻率越高，偏折程度越大，所以上邊是紅色光，下邊是紫色光，選項(xiàng)D正確．【答案】AD二、論述、計(jì)算題(此題共3小題，共34分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)12．如以下圖，半圓玻璃磚的半徑R＝10cm，折射率為n＝eq\r(3)，直徑AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)．激光a以入射角i＝30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑．求兩個(gè)光斑之間的距離L.【解析】畫出如以下圖光路圖，設(shè)折射角為r，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinr,sini)解得：r＝60°由幾何知識(shí)得，OPQ為直角三角形，所以兩個(gè)光斑P、Q之間的距離為L(zhǎng)＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60°解得：L＝【答案】13．(2023·高考江蘇卷)如圖是北京奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，相機(jī)的鏡頭豎直向上．照片中，水立方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑r＝11cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長(zhǎng)度l＝10cm.假設(shè)已知水的折射率n＝eq\f(4,3)，請(qǐng)根據(jù)運(yùn)發(fā)動(dòng)的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)【解釋】設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為R，運(yùn)發(fā)動(dòng)的實(shí)際長(zhǎng)度為L(zhǎng)由折射定律nsinα＝sin90°幾何關(guān)系sinα＝eq\f(R,\r(R2＋h2))，eq\f(R,r)＝eq\f(L,l)得h＝eq\r(n2－1)·eq\f(L,