2013高考物理 真題分類解析 專題20 光學

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1、2013高考物理分類解析 2013高考物理分類解析 專題二十、光學 1. （2013高考福建理綜第14題）一束由紅、紫兩色組成的復色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下面四幅圖中能正確表示該復色光經(jīng)三棱鏡分離成兩束單色光的是 答案：B 解析：復色光在界面折射就分成兩束光，且紫光由于折射率較大，偏折較多，能正確表示該復色光經(jīng)三棱鏡分離成兩束單色光的是圖B。 2．（2013高考上海物理第3題）白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的 (A)傳播速度不同 (B)強度不同 (C)振動方向不同 (D)頻率不同 答案：D 解析：白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的

2、，其原因是不同色光的頻率不同。 3．（2013高考天津理綜物理第8題）固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖．O點為圓心，OO’為直徑MN的垂線。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN．由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點，入射光線與OO’夾角θ較小時，光屏NQ區(qū)城出現(xiàn)兩個光斑?！ぶ饾u增大θ角．當θ=α時，光屏NQ區(qū)城A光的光斑消失，繼續(xù)增大θ角，當θ=β時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則 A．玻璃磚對A光的折射率比對B光的大 B. A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C.α<θ<β時，光屏上只有1個光斑 D.β<θ<π/2時，光屏上只有1個光斑 答案：AD 解析：入射

3、光線與OO’夾角θ較小時，在O點從MN射出的折射光色散為A、B兩種單色光，射到光屏上，光屏NQ區(qū)城出現(xiàn)兩個光斑。·逐漸增大θ角．當θ=α時，光屏NQ區(qū)城A光的光斑消失，說明A光的臨界角等于α。當θ=β時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，說明A光的臨界角等于β。由sinC=1/n可知，玻璃磚對A光的折射率比對B光的大，選項A正確。由n=c/v可知A光在玻璃磚中傳播速度比B光的小，選項B錯誤。α<θ<β時，A光發(fā)生全反射，光屏上只有1個光斑，選項C正確。β<θ<π/2時，A、B光都發(fā)生全反射，光屏上沒有光斑，選項D錯誤。 4．（2013全國高考大綱版理綜第14題）下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象

4、的是（ ） A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋 C．海市蜃樓現(xiàn)象 D．日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋 4．答案：B 解析：雨后天空出現(xiàn)彩虹是由于光的折射，屬于色散現(xiàn)象；通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋屬于光的衍射現(xiàn)象。海市蜃樓現(xiàn)象是光的全反射現(xiàn)象。日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象。 5．（2013高考上海物理第1題）電磁波與機械波具有的共同性質(zhì)是 (A)都是橫波 (B)都能傳輸能量 (C)都能在真空中傳播 (D)都具有恒定的波速 答案：B 解析：電磁波與機械

5、波具有的共同性質(zhì)是都能傳輸能量，選項B正確。 6．（2013高考浙江理綜第16題）與通常觀察到的月全食不同，小虎同學在2012年12月10日晚觀看月全食時，看到整個月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是 A．地球上有人用紅色激光照射月球 B．太陽照射到地球的紅光反射到月球 C．太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球 D．太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋 答案：C 解析：觀看月全食時，看到整個月亮是暗紅的。只能是太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，選項C正確。 7．（2013高考浙江理綜第14題）關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的

6、是 A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息 B．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波 C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳遞速度相同 D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院CT中的X射線波長相同 答案：B 解析：電磁波可以傳遞信息，聲波也可以傳遞信息，選項A錯誤；手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波，選項B正確。太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳遞速度不相同，選項C錯誤。遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院CT中的X射線波長不相同，選項D錯誤。 8. .(2013高考北京理綜第14題)如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列

7、判斷正確的是 A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C．在真空中a光的波長大于b光的波長 D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量 答案：B 解析：由圖示和折射定律可知，玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，選項A錯誤。根據(jù)折射率隨頻率ν的增大而增大可知，a光的頻率大于b光的頻率，選項B正確。由波長公式λ=c/ν可知在真空中a光的波長小于b光的波長，選項C錯誤。由E=hν可知a光光子能量大于b光光子能量，選項D錯誤。 9．（2013高考四川理綜第3題）光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播形式可知 A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)表明光是縱波 B．光總會分為反

8、射光和折射光 C．折射光與入射光的傳播方向總是不同的 D．發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同 答案.D 解析：折射現(xiàn)象的出現(xiàn)表明光在兩種介質(zhì)中傳播速度不同，選項A錯誤D正確。在發(fā)生全反射時，折射光消失，選項B錯誤。當入射角等于0°時，折射光與入射光的傳播方向相同，選項C錯誤。 10．（2013高考四川理綜第1題）下列關(guān)于電磁波說法，正確的是 A．電磁波只能在真空中傳播 B．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波 C．做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波 D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在 10. C 解析：電磁波可以在真空中傳播。也可以在介質(zhì)中傳播，選項A錯誤。電

9、場隨時間變化時一定產(chǎn)生磁場，但是不一定產(chǎn)生電磁波，選項B錯誤。做變速運動的電荷相當于不均勻變化的電流，在周圍產(chǎn)生不均勻變化的磁場，會在空間產(chǎn)生電磁波，選項C正確。赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，選項D錯誤。 11(2013高考江蘇物理第12B題)（2）如題12B-2圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v（v 接近光速c）。 地面上測得它們相距為L，則A測得兩飛船間的距離_______ （選填“大于”、“等于”或“小于”）L。 當B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為___▲____。 答案(2)大于 c(或光速) 解析：根據(jù)運動的尺子縮短，A測得兩飛船間的

10、距離大于地面上測得的距離L。根據(jù)狹義相對論的光速不變假設，當B向A發(fā)出一光信號，A測得該信號的速度為c。 12（3）題12B-3圖為單反照相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，ABBC。 光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出。 若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？（計算結(jié)果可用三角函數(shù)表示） 解析： (3)由題意知,入射角° 則折射率最小值 13（2013高考山東理綜第37（2）題）（2）如圖乙所示，ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線由O點垂直AD邊射入。已知棱鏡的折射率

11、n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°。 ①求光線第一次射出棱鏡時，出射光線的方向。 ②第一次的出射點距C cm。 解析：①設發(fā)生全反射的臨界角為C，由折射定律得 sinC=1/n， 代入數(shù)據(jù)得：C=45°。 光路如圖所示，由幾何關(guān)系可知光線在AB邊和BC邊的入射角均為60°，均發(fā)生全反射。設光線在CD邊的入射角為α，折射角為β，由幾何關(guān)系得，α=30°，小于臨界角，光線第一次射出棱鏡在CD邊，由折射定律得 n=sinβ/sinα， 代入數(shù)據(jù)解得：β=45°。 ② 14（2013全國新課標理綜1第34題）(2) (9分)圖示為一光

12、導纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長為L，折射率為n，AB代表端面。已知光在真空中的傳播速度為c. (i) 為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應滿足的條件； (ii) 求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠宓淖铋L時間。 解析：(i) 設光線在端面AB上C點（見右圖）的入射角為i，折射角為r，由折射定律有：sini=nsinr。 設該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點的入射角為α，為了使該光線在此光導纖維中傳播，應有：α≥θ。 式中θ為該光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角，它滿足：nsinθ=1。由幾何關(guān)系得：r+α=90°。 由上述各式聯(lián)立解

13、得：sini≤。 (ii) 該光線在玻璃絲內(nèi)傳播速度的大小為v=c/n， 光速在玻璃絲軸線方向的分量為：vx=vsinα 光線從玻璃絲端面AB傳播到另一端面所需時間為T=L/ vx 光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時，光線從端面AB傳播到另一端面所需時間最長，由上述各式聯(lián)立解得：Tmax=Ln2/C. 15（2013全國新課標理綜II第34題）（2）如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A=30°，∠B=60°。一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出。若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等。 （i）求三棱鏡的折射率； （

14、ii）在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程。（不考慮多次反射） 【命題意圖】本題考查光的折射定律及其相關(guān)知識點，意在考查考生綜合運用知識解決問題的能力。 解析：（1）光路圖如圖所示，圖中N點為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點。設光線在P點的入射角為i、折射角為r，在M點的入射角為r’、折射角依題意也為i，有：i=60°。 由折射定律有：sini=nsinr， nsinr'=sini， 聯(lián)立解得：r=r’。 OO’為過M點的法線，∠C為直角，OO’//AC。由幾何關(guān)系有：∠MNC=r’。 由反射定律可知：∠PNA=∠MNC。 聯(lián)立解得：∠PNA=r。 由幾何關(guān)系得：r=30°。 聯(lián)立解得：n=。 （ii）設在N點的入射角為r’，由幾何關(guān)系得：i’=60°。 此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsinθC=1， 聯(lián)立解得：i’>θC. 此光線在N點發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒有光線透出。