高考物理试题分类汇编 :选修34光学
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(7)物理光学—【选修3-4】2022届高考物理二轮复习选修 1.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图1所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图2所示。
他改变的实验条件可能是( )。
A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源2.下列说法正确的是( )。
A.在双缝干涉实验中,保持入射光的频率不变,增大双缝间的距离,干涉条纹间距也增大B.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上滤光片,可以使景象更清晰,这是利用了光的干涉原理C.我们发现竖直向上高速运动的球体,在水平方向上长度变短了D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,这是利用紫外线的荧光效应3.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S 后,投射到具有双缝的挡板上,双缝1S 和2S 与单缝S 的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝1S 和2S 的距离相等,P 点处出现距O 点最近的第一条亮条纹,如果将入射的绿光换成红光或蓝光,已知红光波长大于绿光波长,绿光波长大于蓝光波长,则下列说法正确的是( )A.O 点出现红光的暗条纹B.O 点上方距O 点最近的红光的第一条亮条纹在P 点的上方C.O 点不出现蓝光的亮条纹D.O 点上方距O 点最近的蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方4.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是( )A.甲是单缝、乙是双缝B.乙是双缝、丙是小圆孔C.丙是小圆孔、丁是小圆板D.丁是小圆孔、甲是双缝5.每年夏季,我国多地会出现如图甲所示日晕现象.日晕是当日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的.如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a b、为其折射出的光线中的两种单色光.下列说法正确的是( )A.在冰晶中,b光的传播速度比a光小B.通过同一装置发生双缝干涉,b光的相邻亮条纹间距大C.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角小D.a光的频率较大6.关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是( )甲:单色光通过劈尖产生明暗条纹乙:单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙:单色光通过双缝产生明暗条纹丁:单色光通过单缝产生明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大D.丁实验中,产生的明暗条纹为光的衍射条纹7.下列所示的图片、示意图大都来源于课本,关于这些图的判断,下列说法正确的是( )。
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编(第一期)选修3-4 光学1、(2020·安徽黄山一模)如图所示,一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,两种颜色不同的可见光细光束a 、b ,垂直于斜边从空气射向玻璃,光路如图所示,则下列说法正确的是( )A. 玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率B. a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C. a 光和b 光在玻璃中传播时a 光的波长小于b 光的波长D. 在相同条件下进行双缝干涉实验,a 光的条纹间距比b 光小E. a 光和b 光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则a 光先发生全反射【答案】CDE【解析】A. 由图可知,经过玻璃棱镜后a 光的偏折程度比b 光大,所以玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率,即a b n n >,选项A 错误;B. 光的频率由光源决定,与介质无关,所以a 光和b 光由空气进入玻璃棱镜后频率都不变,选项B 错误;C. 传播速度由介质决定,所以a 光和b 光在玻璃中传播时传播速度相同,因为a b n n >,所以a b f f > ,根据v f T λλ==可知在玻璃种传播时a 光的波长小于b 光的波长,选项C 正确;D. 双缝干涉的条纹间距与波长成正比,所以在相同条件下进行双缝干涉实验,a 光的条纹间距比b 光小,选项D 正确;E. 根据1sin Cn=,a bn n>可知a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则a光先发生全反射,选项E正确。
故选CDE。
2、(2020·江苏省苏北四市高三上学期期末)下列说法正确的有_________A. 光的偏振现象说明光是一种纵波B. 红外线比紫外线更容易发生衍射C. 白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为光发生了衍射D. 交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速【答案】BD【解析】A.光的偏振现象说明光是一种横波,故A错误;B.当波长与障碍物的尺寸差不多或大于障碍物的尺寸,可以发生明显的衍射,故对同一障碍物,波长越长越容易发生明显的衍射;根据电磁波谱可知红外线比紫外线的波长更长,则红外线更容易出现明显衍射,B 正确;C.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象,且只有一定波长(一定颜色)的光干涉时,才会相互加强,所以看起来有颜色,故C错误;D.交警借助测速仪根据微波发生多普勒效应时,反射波的频率与发射波的频率有微小差异,对差异进行精确测定,再比对与速度的关系,就能用电脑自动换算成汽车的速度,故D正确;故选BD。
2016年高考物理试题分类汇编:光学[2016上海9].在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则(A)中间条纹间距较两侧更宽(B)不同色光形成的条纹完全重合(C)双缝间距离越大条纹间距离也越大(D)遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【答案】D【解析】据干涉图样的特征可知,干涉条纹特征是等间距、彼此平行,故选项A错误;不同色光干涉条纹分布位置不相同,因此选项B错误;据公式lxdλ∆=可知,双缝间距d越大,干涉条纹距离越小,故选项C错误;遮住一条缝后,变成了单缝衍射,光的衍射也有衍射条纹,故选项D正确。
[2016四川5].某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。
如图甲所示,O是圆心,MN 是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。
该同学测得多组入射角i和折射角r,做出sin i-sin r图像如图乙所示。
则A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67D.光由B经O到A,n=0.67【答案】B【解析】试题分析:由图线可知sini0.621sin0.93r n===,可得n=1.5;因i是入射角,r是折射角,折射角大于入射角,故光由B经O到A,故选B.考点:光的折射定律[2016上海2].一束单色光由空气进入水中,则该光在空气和水中传播时(A)速度相同,波长相同(B)速度不同,波长相同(C)速度相同,频率相同(D)速度不同,频率相同【答案】D【解析】不同的单色光频率不相同,同一单色光在不同的介质内传播过程中,光的频率不会发生改变;由公式cvn=可以判断,水的折射率大于空气的,所以该单色光进入水中后传播速度减小。
故选项D正确。
[2016上海3].各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是(A)γ射线、紫外线、可见光、红外线(B)γ射线、红外线、紫外线、可见光(C)紫外线、可见光、红外线、γ射线(D)红外线、可见光、紫外线、γ射线【答案】A【解析】在电磁波谱中,各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线,所以选项A正确。
选修3—4 机械振动、波及光学高考真题选1.(2012·北京高考)一个弹簧振子沿x轴做简谐运动,取平衡位置O为x轴坐标原点。
从某时刻开始计时,经过四分之一周期,振子具有沿x轴正方向的最大加速度。
能正确反映振子位移x与时间t关系的图象是(A)2.(2012·全国高考)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光。
为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有:(AC)A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离3.(2012·上海高考)如图所示,简谐横波在t时刻的波形如实线所示,经过Δt=3 s,其波形如虚线所示。
已知图中x1与x2相距1 m,波的周期为T,且2T<Δt<4T。
则可能的最小波速为___5_____ m/s,最小周期为__7/9______ s。
4.(2012·重庆高考)如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的__光学______面不能用手直接接触。
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示。
计算折射率时,用__d______(填“d”或“e”)点得到的值较小,用_____e___(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
5.一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点。
t=0时刻振子的位移x=-0.1 m;t=4/3s 时刻x=0.1 m;t=4 s时刻x=0.1 m。
该振子的振幅和周期不可能为:(B) A.0.1 m,8/3s B.0.1 m,8 s C.0.2 m,8/3 s D.0.2 m,8 s6.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。
将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。
若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图象中可能正确的是: ( D )7.(2012·全国理综)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,图14-7(a)是t =0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x 轴上某两处质点的振动图象。
高中物理学习材料桑水制作2015年高考物理真题分类汇编:机械振动和机械波(2015新课标I-34(2))【物理—选修3-4】(10分)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播,波速均为25m/s ,两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求(i )t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16cm 的所有质点的x 坐标(ii )从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm 的质点的时间【答案】(i ) X = (50 + 300n)cm n = 0,±1, ±2······(ii )t = 0.1s【考点】横波的图像; 波速、波长和频率(周期)的关系【解析】(i )t = 0 时,在x = 50cm 处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16cm, 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 。
从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为:λ1 = 50cm , λ2 = 60cm ·······○1 (2分) 甲、 乙两列波波峰的x 坐标分别为:X 1 = 50 + k 1λ1 , k 1 = 0,±1, ±2······○2 (1分) X 2 = 50 + k 2λ2 , k 2 = 0,±1, ±2······○3 (1分) 由○1○2○3式得,介质中偏离平衡位置为16cm 的所有质点的x 坐标为: X = (50 + 300n)cm n = 0,±1, ±2······○4 (2分) (ii )只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 -16cm ,t= 0 时,两列波谷间的x坐标之差为: Δx / = [50 + (2m 2 + 1)λ12] ······○5 (1分) 式中m 1和m 2均为整数,将○1代入○5式得: Δx / = 10(6m 2 – 5m 1) + 5 ·······○6 由于m 1和m 2均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为:Δx / = 5cm ······○7 (1分) 从t = 0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm 的质点的时间为:t = ∆x 0/2v ·······○8 (1分) 代入数值得: t = 0.1s ······○9 (1分) 【2015新课标II-34】(2)(10分)平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播,P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向),P 与Q 的距离为35cm ,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T =1s ,振幅A =5cm 。
五年高考三年联考绝对突破系列新课标:选修3-4光学光的波动性以及光的粒子性三部分,高考对本考点的考查一般以选项题的形式出现,重点放在考查光学一些重要的规律和概念上,注重课本,加强理解;“考课本”、“不回避陈题”是高考对光学命题的特点。
“联系实际、联系生活、联系高科技”已成为高考命题的新趋向;也是这几年光学命题的热点.目前高考中几何光学已淡化了“像”的概念,侧重于“光路”的考查(折射、全反射、棱镜等),一般是考查光线的去向的定性分析和定量计算问题;同时几何光学还常与力学中的直线运动、平抛运动、圆周运动、万有引力定律等相结合命题,考查学生的分析综合能力,估计以后高考试题不会有太大的变化,但会加强对光学的物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。
光的波动内容近两年命题频率较高,对光的波动性进行考查,主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点,考查波动光学的一些初步理论、以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象;尤其是波动光学近年新增知识点有“双缝干涉的条纹间距与波长的关系”、“光的偏振现象”、“物质波”、“激光的特性及应用”等也在高考中有所体现.光的粒子性主要考查光电效应规律理解和爱因斯坦光电效应方程的熟练应用.第一部分五年高考题荟萃两年高考·精选(2008~2009)考点1 光的折射和全反射1.(09·全国卷Ⅰ·15)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,如图所示,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( B )A.24mB.32mC.40mD.48m解析:本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.2.(09·全国卷Ⅱ·21)一玻璃砖横截面如图所示,其中ABC 为直角三角形(AC 边末画出),AB 为直角边∠ABC=45°;ADC 为一圆弧,其圆心在BC 边的中点。
【2014高考真题精选】1.【物理——选修34]【2014·新课标全国卷Ⅰ】(2)一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R 的半圆,AB 为半圆的直径,O 为圆心,如图所示.玻璃的折射率为n =.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB 上的最大宽度为多少?(ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距23R 处垂直于AB 从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C 点射出.2.【2014·新课标Ⅱ卷】【物理——选修3-4】(2)一厚度为h 的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面,在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上,已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.现假设A ′恰好在纸片边缘,由题意,在A ′点刚好发生全反射,故α=2π② 设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ,由几何关系有sin θ=L2+h2L③ 由题意,纸片的半径应为 R =L +r ④联立以上各式可得n =2h⑤3.【2014·北京卷】以往,已知材料的折射率都为正值(n >0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n <0) ,称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i 与折射角r 依然满足sin r sin i=n ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n =-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )A BC D4.【2014·全国卷】在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,则双缝的间距为( ) A .2.06×10-7 m B .2.06×10-4 mC .1.68×10-4 m D .1.68×10-3 m【答案】C【解析】本题考查双缝干涉条纹间距离公式.双缝干涉相邻条纹间距Δx =d l λ,则d =Δx l λ=1.68×10-4 m ,C 正确.5.【2014·福建卷Ⅰ】如图, 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O 点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )A BC D6.【2014·江苏卷】【选修3-4](1)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到题12B1(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题12B1(乙)图所示.他改变的实验条件可能是______.(题12B1图)A .减小光源到单缝的距离B .减小双缝之间的距离C .减小双缝到光屏之间的距离D .换用频率更高的单色光源 【答案】(1)B【解析】根据Δx =d lλ知,要使条纹间距变大,可减小双缝之间的距离,增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离,故只有B 正确.7.【2014·四川卷】电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是( ) A .电磁波不能产生衍射现象B .常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C .根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D .光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 【答案】C【解析】衍射现象是波的特有现象,A 错误;常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,B 错误;遥远天体和地球的距离发生变化时,遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应,所以能测出遥远天体相对地球的运动速度,C 正确;光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的,即光速不变原理,D 错误.8.【2014·四川卷】如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )A .小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B .小球所发的光能从水面任何区域射出C .小球所发的光从水中进入空气后频率变大D .小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大9.【2014·天津卷】一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a 、b 两束,如图所示,则a 、b 两束光( )A .垂直穿过同一块平板玻璃,a 光所用的时间比b 光长B .从同种介质射入真空发生全反射时,a 光临界角比b 光的小C .分别通过同一双缝干涉装置,b 光形成的相邻亮条纹间距小D .若照射同一金属都能发生光电效应,b 光照射时逸出的光电子最大初动能大 【答案】AB【解析】本题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点,根据图中光线的偏转角度可以判断出三棱镜对a 光的折射率比b 光的大,所以a 光的频率大,在玻璃中速度小,通过玻璃所用的时间长,A 正确;a 光发生全反射的临界角小于b 光发生全反射的临界角,B 正确;发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式Δx = d lλ,由于b 光的波长长,所以b 光形成的相邻亮条纹间距大,C 错误;由于a 光的频率大于b 光的频率,根据公式E k =hν-W 得出a 光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大,D 错误. 10. 【2014·浙江卷】关于下列光学现象,说法正确的是( ) A .水中蓝光的传播速度比红光快 B .光从空气射入玻璃时可能发生全反射C .在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D .分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽11.【2014·重庆卷】打磨某剖面如题11图1所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是( )题11图1A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射【答案】(1)D【解析]本题第一问考查光的折射和全反射,第二问考查波的图像.12.【2014·江苏卷】(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉.电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B2图.一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射.设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t.(题12B2图)13.【2014·山东卷】(2)如图所示,三角形ABC 为某透明介质的横截面,O 为BC 边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O 以角i 入射,第一次到达AB 边恰好发生全反射.已知θ=15°,BC 边长为2L ,该介质的折射率为.求: (ⅰ)入射角i ;(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c ,可能用到:sin 75°=42或tan 15°=2-.【答案】(2)(ⅰ)45° (ⅱ)2c 2L【解析】(2)(ⅰ)根据全反射规律可知,光线在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ,由折射定律得sin C =n 1①代入数据得C =45°②【2013高考真题精选】(2013·天津卷)8、固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO’为直径MN的垂线,足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。
专题17 、选修3-4光学(2010-2019)题型一、物理光学 (1)题型二、几何光学 (3)题型三、光学实验1测量玻璃的折射率 (8)题型四、光学实验2光的干涉 (10)题型一、物理光学1.(2014·天津)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b 两束,如图所示,则a、b两束光( )A.垂直穿过同一块平板玻璃,a光所用的时间比b光长B.从同种介质射入真空发生全反射时,a光临界角比b光的小C.分别通过同一双缝干涉装置,b光形成的相邻亮条纹间距小D.若照射同一金属都能发生光电效应,b光照射时逸出的光电子最大初动能大2.(2014·浙江)关于下列光学现象,说法正确的是( )A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽3.(2014·福建)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )A B C D4.(2015全国2)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B. 在真空中,a光的波长小于b光的波长C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距5.(2015重庆)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如题11图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为A。
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编(第七期)光学1、(2020·浙江省浙大附中高三元月选考模拟在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒体,光盘上的信息通常是通过激光束来读取的,若激光束不是垂直入射到盘面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。
如图所示为一束激光(黄、绿混合)入射到光盘面上后的折射情况.则下列说法中正确的是()A. 图中光束①是黄光,光束②是绿光B. 光束①的光子动量比光束②的光子动量大C. 若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置,光束①条纹宽度比光束②的宽D. 若光束①、②都能使某种金属发生光电效应,则光束①照射下逸出的光电子的最大初动能较大2、(2020·湖南省长沙市高三期末统考)如图所示,一束光从空气中射向折射率n的某种玻璃的表面,i表示入射角,光在真空中的传播速度c=3×108m/s,则下列说法中正确的是()A. 当i>45°时会发生全反射现象B. 无论入射角是多大,折射角r都不会超过45°C. 欲使折射角r=30°应以i=45°的角度入射D. 当入射角时,反射光线跟折射光线恰好垂直E. 光在该玻璃中的传播速度v=1.5×108m/s3、(2020·福建省厦门六中高三测试三)如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹,下列有关两种单色光的说法正确的是______。
A.甲光的波长大于乙光的波长B.甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率C.若甲光是黄光,乙光可能是红光D.若两种单色光以相同的人射角进入同种介质,甲光的折射角较大E.若两种单色光都从玻璃射入空气,逐渐增大人射角,乙光的折射光线最先消失4、(2020·百师联盟高三停课不停学山东卷五)一束单色光由某种介质射向真空时的光路如图所示,I和II 为相互垂直的平面,AO、BO、CO均为光线,各光线与I的夹角满足αγ==60°,β=45°,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是()A .法线所在平面为IB .入射光线为BOC .该种介质的折射率n =D .光在该介质中的传播速度2v c = 5、(2020·福建省厦门六中高三测试三)有一个直角三角形的玻璃棱镜ABC ,截面如图。
2015年高考物理试题分类汇编:选修3--4光学2015年高考物理试题分类汇编:光学1.[新课标1卷]在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距1x ∆与绿光的干涉条纹间距2x ∆相比1x ∆ 2x ∆(填“>”“<”或“=”)。
若实验中红光的波长为630nm ,双缝到屏幕的距离为1m ,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm ,则双缝之间的距离为 mm 。
【答案】> 0.3 【解析】双缝干涉条纹间距Lx d λ∆=,红光波长长,所以红光的双缝干涉条纹间距较大,即12x x ∆>∆。
条纹间距根据数据可得210.5mm 2.1mm 2.110m 5x -∆===⨯,根据L x d λ∆=可得942163010m 310m 0.3mm 2.110L d x λ---⨯⨯===⨯=∆⨯。
2.[安徽理综]18.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气。
当出射角i’ 和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。
已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为A .sin 2sin 2αθα+B .sin 2sin 2αθθ+C .sin sin()2θαθ- D .sin sin()2αθα-【答案】A【解析】由折射定律公式:12sin sin n θθ=,由几何关系可得:棱镜中的折射角002180(180)22ααθ--==、空气中的入射角122αθθ=+代入得sin 2sin2n αθα+=,选项A 正确。
3.[福建理综]13.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ,波长分别为λa 、λb ,该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ,。
则 ( )A .a bλλ<,a b n n > B .a b λλ>,a b n n < C .a b λλ<,a b n n < D .a b λλ>,a b n n >【答案】B【解析】由图知,三棱镜b 光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,所以a b n n <,故a 光的频率小于b 光的频率,再根据c v λ=,所以a 光的波长大于b 光的波长,即a b λλ<,所选项B 正确,ACD 错误。
2015年高考物理试题分类汇编:光学1.[新课标1卷]在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距1x ∆与绿光的干涉条纹间距2x ∆相比1x ∆ 2x ∆(填“>”“<”或“=”)。
若实验中红光的波长为630nm ,双缝到屏幕的距离为1m ,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm ,则双缝之间的距离为 mm 。
【答案】> 0.3【解析】双缝干涉条纹间距L x dλ∆=,红光波长长,所以红光的双缝干涉条纹间距较大,即12x x ∆>∆。
条纹间距根据数据可得210.5mm2.1mm 2.110m 5x -∆===⨯,根据L x dλ∆=可得942163010m 310m 0.3mm 2.110L d x λ---⨯⨯===⨯=∆⨯。
2.[安徽理综]18.如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气。
当出射角i’ 和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。
已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为A .sin2sin2αθα+ B .sin2sin2αθθ+C .sin sin()2θαθ- D .sin sin()2αθα-【答案】A【解析】由折射定律公式:12sin sin n θθ=,由几何关系可得:棱镜中的折射角002180(180)22ααθ--==、空气中的入射角122αθθ=+代入得sin2sin2n αθα+=,选项A 正确。
3.[福建理综]13.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ,波长分别为λa 、λb ,该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ,。
则 ( ) A .a b λλ<,a b n n > B .a b λλ>,a b n n <C .a b λλ<,a b n n <D .a b λλ>,a b n n >【答案】B【解析】由图知,三棱镜b 光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,所以a b n n <,故a 光的频率小于b 光的频率,再根据cv λ=,所以a 光的波长大于b 光的波长,即a b λλ<,所选项B 正确,ACD 错误。
4.[北京理综]20.利用所学物理知识,可以初步了解常用的一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题。
IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路,公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。
刷卡时,IC 卡内的线圈 L 中产生感应电流,给电容 C 充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。
下列说法正确的是 A .IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B .仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC 卡才能有效工作C .若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈 L 不会产生感应电流D .IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 【答案】B【解析】本题考查的是 LC 振荡电路的相关知识。
IC 卡内是一个 LC 振荡电路,没有电池,故 A 错;只有当读卡机发出特定频率的电磁波时,IC 卡才能正常工作,故 B 对;当读卡机发射的电磁波偏离该频率时,线圈可以产生的电流较小,不能正常工作,故 C 错;IC 卡是可以和读卡机进行数据传输的,故 D 错。
5.[北京理综]21.(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和 bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图 1 所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P 1和P 2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上 P 3和 P 4。
在插 P 3和 P 4时,应使 A .P3只挡住 P1的像 B .P4只挡住 P2的像 C .P3同时挡住 P1、P2的像 【答案】C【解析】测定玻璃折射率相对较简单,需要了解本实验的具体实验步骤即可解题;6.[四川理综]直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。
a、b光相比A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短【答案】C【解析】由于a、b光平行且关于过球心O的直一P1P2对称,因此它们的入射角i相等,根据图中几何关系可知,b光在玻璃中的光路偏离进入球心之前方向较多,即b光的折射角γ较小,根据折射定律有:sinsininr=,所以玻璃对b光的折射率较大,故选项A错误;根据临界角公式有:1sin Cn=,所以玻璃对a光的临界角较大,故选项B错误;根据折射率的定义式有:cnv=,所以玻璃中的传播速度v较小,故选项C正确;根据图中几何关系可知,a、b进入玻璃后,b光的光程d较大,根据匀速直线运动规律有:dtv=,所以b光在玻璃中的传播时间较长,故选项D错误。
7.[天津理综]2.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子.涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”,从物理学的角度看,虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,右图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b时两种不同频率的单色光,则两光A.在同种玻璃种传播,a光的传播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大C.分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光一定也能D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气张只能看到一种光时,一定是a光【答案】C【解析】由图可知,光线a的折射率大于b根据cnv=可以确定a光在同种玻璃中速度小于光速故A错误,以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大。
故B错误,根据E hv=光的频率越大光子能量越大就越容易发生光电效应C正确。
根据1折射率越大,越容易发生全反射,在水外越不容易看到,D错误。
sin Cn8.[上海物理]1.X射线A.不是电磁波B.具有反射和折射的特性C.只能在介质中传播D.不能发生干涉和衍射【答案】B【解析】x射线是波长极短的电磁波,即能发生反射和折射,也能发生干涉和衍射,在真空中也可能传播,故选项B正确,ACD错误。
9.[新课标2卷](1) (5分) 如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距【答案】ABD【解析】试题分析:由图可知:玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,故C错误;在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故A正确;a光的频率大于b光的频率,在真空中,a光的波长小于b光的波长,故B正确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为a光的折射率大,则折射光线a首先消失,故D正确;a光的波长小于b光的波长,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故E错误。
10.[重庆理综](1)(6分)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如题11图1所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红【答案】A【解析】白光中的可见光部分从红到紫排列,对同一介质的折射率n n >红紫,由折射定律知紫光的折射角较小,由光路可知,紫光将到达M 点和Q 点,而红光到达N 点和P 点,故选A 。
11.[山东理综](2)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体,过其轴线OO ’的截面如图所示。
位于截面所在平面内的一细束光线,以角i 0由O 点入射,折射光线由上边界的A 点射出。
当光线在O 点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射。
求A 、B 两点间的距离。
【答案】2202sin ()1n i R v +--【解析】当光线从A 点射出时,设折射角为r ,由光的折射定律可知:0sin sin i n r=,则A 点到左端面的距离为1tan Rx r=;若在B 点发生全反射,则1sin c n=,故B 点离左端面的距离2tan x R C =,联立解得AB 间的距离为220212sin ()1n i x x x R v +∆=-=--13.[江苏物理]12B .人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P 点.已知光线的入射角为30°,OA = 5cm ,AB = 20cm ,BP = 12cm ,求该人造树脂材料的折射率n . 【答案】449(或n ≈ 1.5) 【解析】设折射角为γ,则折射定律sin30° = n sin γ由几何关系可知sin γ =PB OA OP-,且OP =22PB OA AB +(-)代入数据解得n =44914(或n ≈ 1.5) 12.[海南物理]一半径为R 的半圆形玻璃砖,横截面如图所示。
已知玻璃的全反射临界角r(r <3π)。
与玻璃砖的底平面成(2r π-)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。
经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。
若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度。
【答案】sin OE R r =【解析】光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到MN 上时,根据几何知识入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O 处发生全反射,光线①左侧的光线,经球面折射后,射到MN 上的角一定大于临界角,即在MN 上发生全反射,不能射出,光线①右侧的光线射到MN 上的角小于临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角190θ=°,从MN 上垂直射出,根据折射定律可得12sin sin nθθ=, 根据全反射定律1sin n r=,两式联立解得2r θ= 根据几何知识,底面透光部分的宽度sin OE R r =。