历届高考真题-光、相对论

Page-1-of71最新6年高考4年模拟:光学第一部分六年高考题荟萃2010年高考新题１．2010·重庆·２０如题20图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出的部分的弧长为A.1/6RB.1/4RC..1/3RD.5/12R【答案】B【解析】根据折射定律，rsin45sin2可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式21sinC得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为1/4R。2．2010·全国卷Ⅰ·20某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为A．5.5mB．5.0mC．4.5mD．4.0m【答案】B【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得眼睛树的像树Page-2-of710.4m0.4m6cm眼睛距镜的距离眼睛距镜的距离树到镜的距离镜高树高，即0.4m0.4m.06m0LH。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有0.4m6m0.4m.05m0LH，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解3.2010·全国卷Ⅱ·20频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角4．2010·北京·14对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是A.在相同介质中，绿光的折射率最大B.红光的频率最高C.在相同介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小【答案】C【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C正确。频率大，光子能量大，D错。5．2010·江苏物理·12(B)（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（A）激光是纵波[来源:高考资源网ZXXK]（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象Page-3-of71（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×710m,屏上P点距双缝1s和2s的路程差为7.95×710m.则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×710m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i,A与O相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.答案：6.2010·新课标·33(1)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_________.(填入正确选项前的字母)A、62B、2C、32D、3答案：A解析：根据折射率定义有，2sin1sinn，13sinn，已知∠1=450∠2+∠3=900，解Page-4-of71得：n=627．2010·海南物理·18(1)一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时．sin,cos1）【答案】(1)ndin【解析】如图，设光线以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作BDAC，交AC于D点，则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得sinsinin①由几何关系得BADi②cosdAB③出射光线与入射光线之间的距离为sin()BDABi④当入射角i很小时，有sin,sin,sin(),cos1iiii由此及①②③④式得(1)ndBDin⑤2009年高考题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．32mPage-5-of71C．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。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5.11arcsin,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0，只有入射光子的频率大于极限频率0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0kEhWhh，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，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）。Page-6-of71答案：长，增大。解析：依据双缝干涉条纹间距规律Lxd，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0kEhWhh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x距离后，其强度从0I下降为()Ix的公式为0()axIxIe，其中4242|1|3ncN叫做吸收系数，式中为光的频率，c为光速，标准状况下，192.6910N个/厘米3，412.7810n。定义1A，叫做衰减长度，它表示光经过A距离后其强度降低到原来的10.368e。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Page-7-of71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，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nCv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nC1sin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dLx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，R＝2r。现有一束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3B.n可能为2C.t可能为22rcD.t可能为4.8rc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C≤45°，再根据n＝1sinC可知n≥2；光在透明柱体中运动路程为L＝4r，运动时间为t＝L/V＝4nr/c，则t≥42r/c，CD均错。Page-8-of7111.（09·重庆·21）用a、b、c、d表示四种单色光，若（A）①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；②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③用b、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．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