2022年高考物理光的传播练习

这是一份2022年高考物理光的传播练习，共5页。试卷主要包含了选择题，论述等内容，欢迎下载使用。
1．(2009·高考全国Ⅰ)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
( )
A．24m B．32m C．40m D．48m
【解析】 本题考查平面镜成像规律，意在考查考生借助光路图分析问题的能力．根据对称性作出示意图，注意二次成像，三次成像，找到左镜中第三个像到物体的距离为32m，B正确．
【答案】 B
2．(2009·高考全国Ⅱ)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，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( )
A．从BC边折射出一束宽度与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，全反射等知识，意在考查考生运用光的基本知识解决实际问题的能力；作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sinC＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,1.5)＝eq \f(2,3)，得C＝arcsineq \f(2,3)fb>fd>fc，则A正确．
【答案】 A
4．(2009·高考天津理综)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
( )
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全反射时，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】 本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能力．在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v＝eq \f(c,n)可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，A错误；两种光的入射角相同，由sinr＝eq \f(sini,n)可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，B错误；由sinC＝eq \f(1,n)可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，C正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条纹间距公式x＝eq \f(l,d)λ可知，红光的条纹间距较大，D错误．
【答案】 C
5．(2009·高考浙江理综)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则( )
A．该棱镜的折射率为eq \r(3)
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
【解析】 本题考查折射率和全反射的有关知识，意在考查考生运用几何光学知识解决问题的能力．由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝eq \f(sin60°,sin30°)＝eq \r(3)，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，BD错误；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确．
【答案】 AC
6．如图所示，在竖直平面xOy上，人眼位于x轴上＋3 坐标点，一平面镜位于图所示位置，平面镜两端坐标为A(－1,3)与B(0,3)，那么当一发光点P从坐标原点沿x轴负方向运动过程中，当P点在以下哪个区域中运动时， 人眼可以从平面镜上观察到P的像 ( )
A．0至－1区间 B．－1至－3区间
C．－3至－5区间 D．0至－∞区间
【思维点拨】 对于光学中涉及用眼睛观察到的范围问题，可根据光路可逆原理将人眼当作一光源，照亮的区域即为人眼能看到的区域．
【解析】 人眼可当作光源，通过平面镜的反射将x轴负方向哪些区域照亮，由光路的可逆性原理，从该部分发出的光线经镜面的合适位置反射后总能进入人眼，人就看到了物体的像．光路图如下图所示．
【答案】 C
7．一束激光以入射角i＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如右图所示．如果反射光斑位置移动了2cm，说明液面可能( )
A．上升了eq \r(6)cm B．上升了eq \r(3)cm
C．下降了eq \r(2)cm D．下降了eq \r(3)cm
【解析】 因光斑移动方向不明确，故有两种可能：若光斑左移2cm，则液面上升h＝eq \f(1,tan30°)cm＝eq \r(3)cm；若光斑右移2cm，则液面下降eq \r(3)cm.正确选项为B、D.
【答案】 BD
8．如图所示，在x轴的原点放一个点光源S，距点光源为a处，放一个不透光的边长为a的正方体物块，若在x轴的上方距x轴为2a处放一平行于x轴且面向物块的长平面镜，则在x轴上正方体的右边有部分区域被镜面反射来的光照亮，当点光源沿x轴向右移动的距离为多少时，正方体的右侧x轴上被光照亮的部分将消失( )
A．a B.eq \f(1,3)a C.eq \f(3,4)a D.eq \f(1,2)a
【解析】 如图所示，当S在2位置时光线刚好被物块挡住而消失，由几何关系可知2位置在eq \f(1,2)a处，所以选D.
【答案】 D
9．(2009·东城模拟)如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径为MN，一束白光从Q点以垂直于直径MN的方向射入半圆环玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏上得到由红到紫的彩色光带．已知QM＝eq \f(R,2).如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于eq \f(R,2)，则有( )
A．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失
B．半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失
C．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失
D．半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失
【解析】 当玻璃砖上移时，从玻璃进入空气的光线的入射角在减小，所以不管哪种色光都不会发生全反射，故A、B错．在向下移动时，由于从玻璃进入空气的光线的入射角在增大，紫光的临界角最小，入射角增大后，先达到紫光的临界角，最后达到红光的临界角．所以紫光首先发生全反射，在屏上消失，故C错，D对．
【答案】 D
10．一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并沿OM和ON方向射出(如图所示)，已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则( )
A．OM为复色光，ON为紫光
B．OM为复色光，ON为红光
C．OM为紫光，ON为复色光
D．OM为红光，ON为复色光
【解析】 光在两种介质的界面上会发生全反射现象，所以ON是复色光，A、B排除；由于紫光折射率大，临界角小，所以紫光更容易发生全反射，所以OM是红色光，D正确．
【答案】 D
11．如图所示，MN是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为a的平行白光垂直射向MN.现将一横截面积是直角三形(顶角A为30°)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使其截面的直角边AB与MN平行，则放上三棱镜后，射到直尺上的光将( )
A．被照亮部分下移
B．被照亮部分的宽度不变
C．上边缘呈紫色，下边缘呈红色
D．上边缘呈红色，下边缘呈紫色
【解析】 根据光的折射定律：第一次垂直经过AB时不改变传播方向，第二次经过AC边时，由介质进入空气，光将偏离法线，所以会向下偏转，所以选项A正确．因为不同色光折射程度不同，所以被照亮部分的宽度会改变，所以选项B错误．频率越高，偏折程度越大，所以上边是红色光，下边是紫色光，选项D正确．
【答案】 AD
二、论述、计算题(本题共3小题，共34分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)
12．如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝eq \r(3)，直径AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.
【解析】 画出如图所示光路图，设折射角为r，根据折射定律n＝eq \f(sinr,sini)
解得：r＝60°
由几何知识得，OPQ为直角三角形，所以两个光斑P、Q之间的距离为L＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60°
解得：L＝
【答案】
13．(2009·高考江苏卷)如图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，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r＝11cm的圆形范围内，水面上的运动
员手到脚的长度l＝10cm.若已知水的折射率n＝eq \f(4,3)，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两位有效数字)
【解释】 设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际长度为L
由折射定律 nsinα＝sin90°
几何关系 sinα＝eq \f(R,\r(R2＋h2))，eq \f(R,r)＝eq \f(L,l)
得h＝eq \r(n2－1)·eq \f(L,l)r
取L＝，解得 h＝(～都算正确)
14．(2009·高考海南卷)如图，一透明半圆柱体折射率为n＝2，底面半径为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．求该部分柱面的面积S.
【解析】 半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半圆的半径．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
nsinθ＝1 ①
式中，θ为全反射临界角．由几何关系得
∠O′OB＝θ ②
S＝2RL·∠O′OB ③
代入题给条件得
S＝eq \f(π,3)RL ④