版《五高考三模拟》精品物理题库第十五章光学.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流版五高考三模拟精品物理题库第十五章光学.精品文档.第十五章 光 学第一部分 五年高考题荟萃2009年高考新题1.(09全国卷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 )A24m B32m C40m D48m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21)一玻璃砖横截面如图所示,其
2、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。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。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖,则 ( BD )A. 从BC边折射出束宽度与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:本题考查光的折射和全反射.宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面,入射角为45o临界角,所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向
3、下的平行光射到AC圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB的长度,B对.D正确。3.(09上海物理6)光电效应的实验结论是:对于某种金属 ( AD )A无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大解析:每种金属都有它的极限频率,只有入射光子的频率大于极限频率时,才会发生光电效应,且入射光的强度越大则产生的光子数越多,光电流越强;由光电效应方程,可知入射光子的频率越大,产生的光电子的最大初动能
4、也越大,与入射光的强度无关,所以AD正确。4.(09上海物理10)如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用长更_(填长、短)的单色光,或是使双缝与光屏间的距离_(填增大、减小)。答案:长,增大。解析:依据双缝干涉条纹间距规律,可知要使干涉条纹的间距变大,需要改用波长更长的单色光,应将增大双缝与屏之间的距离L。5.(09广东物理4)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是( A )A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析:硅光电池是把
5、光能转变为电能的一种装置,A正确;是利用光电效应原理制成的器件,依据光电效应方程可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光电效应,B错误,C错误,D错误。6.(09广东物理14)(1)在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射,再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的 上,不同的单色光在同种均匀介质中 不同。答案:(1)界面,传播速度7.(09上海6)英国科学家瑞利于1871年证明:一束光穿过大气距离后,其强度从下降为的公式为,其中叫做吸收系数,式中为光的频率,为光速,标准状况下,个/厘米,。定义,叫做衰减长度,它表示光经过距离后其
6、强度降低到原来的。根据以上信息,结合所学知识可以判断 ( B )A可见光中衰减最厉害的是红光 B可见光中衰减最厉害的是紫光C可见光中衰减最厉害的是黄绿光 D不同颜色的光衰减程序基本相同8.(09宁夏36)(1)关于光电效应,下列说法正确的是_(填入选项前的字母,有填错的不得分)( A ) A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多9.(09天津7)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光( C ) A.在该玻璃中传播时
7、,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反射时,红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大解析:由可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,A错;以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,B错。从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式可知,红光的折射率小,临界角大,C正确;用同一装置进行双缝干涉实验,由公式可知蓝光的波长短,相邻条纹间距小,D错。10.(09四川21)如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r,外圆半径为R,Rr。现有一束
8、单色光垂直于水平端面A射入透明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则 ( AB )A. n可能为 B. n可能为2C. t可能为 D. t可能为解析:只经过两次全反射可知第一次入射角为45,反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角C45,再根据n可知n;光在透明柱体中运动路程为L4r,运动时间为tL/V4nr/c,则t4r/c,CD均错。11.(09重庆21)用a、b、c、d表示四种单色光,若 a、b从同种玻璃射向空气,a的临界角小于b的临界角;用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验,c的条纹间距最大用b
9、、d照射某金属表面,只有b能使其发射电子。则可推断a、b、c、d可能分别是 ( A )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12.(09福建13)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是 ( D )A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析:用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用
10、光的折射形成的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D对。 13.(09浙江18)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点,并偏折到F点,已知入射方向与边的夹角为,、分别为边、的中点,则( AC )A该棱镜的折射率为B光在点发生全反射C光从空气进入棱镜,波长变小D从点出射的光束与入射到点的光束平行解析:在E点作出法结线可知入射角为60o,折射角为30o,折射率为;由光路的可逆性可知,在BC边上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B错;由公式,可知C对;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到点的光束平行,
11、故D错。二、非选择题14.(09山东37) (物理物理3-)(2)一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比,图2为过轴线的截面图,调整入射角,光线拾好在不和空气的界面上发生全反射,已知水的折射角为,的值。图2解析: (2)当光线在水面发生全放射时有,当光线从左侧射入时,由折射定律有,联立这两式代入数据可得。考点:光的折射和全放射15.(09江苏物理12.B)(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为0.9(为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为 。(填写选项前的字母)(A)0.4c (B)0.5c (C)0.9c (D)1.
12、0c(3)图丙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,照相机的镜头竖直向上。照片中,水利方运动馆的景象呈现在半径的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度,若已知水的折射率为,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深,(结果保留两位有效数字)答案:(1)D;(3)设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为折射定律几何关系 得取,解得(都算对)解析:(1)根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速不变。D项正确。 (3)根据题意能画出光路图,正确使用物象比解决本题的关键。设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为,光路如图:折射定律 几何关系 得取,解得(本题为估算题,在取运动员
13、实际长度时可以有一个范围,但要符合实际,故求得h值可以不同均可)16.(09江苏物理12.C)(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。 答案:(3)粒子的动量 ,物质波的波长,由,知,则。解析:(3)物质波的的波长为,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即,因为,所以,故。17.(09海南物理18.(1)如图,一透明半圆柱体折射率为,半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。解析:半圆柱体的横截面如图所示,为半径。设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件,由折射定律有式中,为全反射临界角。由几何
14、关系得代入题所给条件得18.(09海南物理19)(I)已知:功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速,普朗克常量,假定所发出的可见光的波长都是560nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。解析:(I)一波长为光子能量为设灯泡每秒内发出的光子数为,灯泡电功率为,则式中,是灯泡的发光效率。联立式得代入题给数据得19.(09宁夏35.(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC,A=30o,斜边ABa。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。解析:设入射角为i,折射角为r,由折射定律得
15、由已知条件及式得 如果入射光线在法线的右侧,光路图如图1所示。设出射点为F,由几何关系可得即出射点在AB边上离A点的位置。 如果入射光线在法线的左侧,光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。由几何关系可知,在D点的入射角设全发射的临界角为,则由和已知条件得因此,光在D点全反射。 设此光线的出射点为E,由几何关系得DEB=联立式得即出射点在BC边上离B点的位置。20082005年高考题题组一一、选择题1.(08全国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,
16、则在从0逐渐增大至90的过程中 ( B )A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2解析:设折射角为,玻璃砖的厚度为h,由折射定律n= ,且n= ,在玻璃砖中的时间为t= ,联立解得t2,红光频率较小,为零时,t1t2,为90时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入为其它特殊值,仍然有t1t2,故B对。2.(08全国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 ( D )A.红光以30的入射角入射B.红光以45的入射角入射
17、C.紫光以30的入射角入射D.紫光以45的入射角入射解析: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,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。3.(08北京13)下列说法正确的是 ( A )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.光导纤维传输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4.(08天津16)下列有关光现象的说法正确的是 (
18、A )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解析:根据干涉条纹的间距的公式x=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
19、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。5.(08四川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 ( C )A. B.1.5 C. D.2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,所以,玻璃的折射率 6.(08重庆19)如图是一个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=,若平行光束垂直入射并覆
20、盖OM,则光线 ( B )A.不能从圆孤射出 B.只能从圆孤射出C.能从圆孤射出 D.能从圆孤射出 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 可知其临界角C满足:,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。7.(08上海理综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,
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