高考物理一轮复习 光模拟试题

光一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示，两束频率不同的光束A和B分别沿半径方向射入半圆形玻璃砖，出射光线都是沿OP方向下面关于A光和B光的说法中不正确的是()A玻璃对A光的折射率更大B真空中A光的波长更长CA光由玻璃射向空气的全反射临界角更大D玻璃中A光的传播速度更大解析：根据光路的可逆性可知，OP相当于入射光线，OA、OB分别为A光和B光的折射光线，利用nsin i/sin r知，B光的折射率更大，A错；因cf，B光的折射率大，频率f也大，则B光的波长较短，B对；由n1/sin C知，C对；根据nc/v知，D对答案：A2. 甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面MN上，由于发生折射后合为一束，如图2115所示(反射光未画出)，则下列判断正确的是()图2115A甲光频率比乙光频率大B相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射C对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大D在同种介质中甲光光速比乙光光速小解析：选B.由折射情况示意图可以看出，介质对乙单色光的折射率更大，由此可知，乙单色光频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项B正确3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30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()A该棱镜的折射率为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：在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为，A错；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；根据公式介可知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E点的光束平行，故D错答案：C4在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是()A BC D解析：由视深与实深的关系式h视可知b光的折射率最小，故错误，即B、D两项均错；c光从水下照亮水面的面积比a的大说明c光不容易发生全反射，即c光的折射率比a光的小，其频率也小于a的频率，故错误，A项错误，综上可知nbncna，bca，再由v及c可得均正确答案：C5如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60.已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，此玻璃对该单色光的折射率为()A. B1.5C. D2解析：根据光路图可知，入射角为60，折射角为30，根据n可知，玻璃球体的折射率为，C项正确答案：C6假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比()A将提前B将延后C在某些地区将提前，在另一地区将延后D不变解析：如图所示，a是太阳射出的一束光线，由真空射向大气层发生折射沿b方向传播到P点，在P点的人便看到太阳，如果无大气层，光束沿a直线传播，同样的时刻在P点便看不到太阳，须等太阳再上升，使a光束沿b线方向时，才能看到太阳，故没有大气层时看到日出的时刻要比有大气层时延迟答案：B7如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC和ABC置于空气中，AC面和AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法正确的是()A从a、b两点射出的单色光不平行B从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC面C红光在玻璃中的传播速度比蓝光小D从a点射出的单色光为蓝光，从b点射出的单色光为红光解析：由光路的可逆性可判断出从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC面，A错，B正确；由于玻璃对红光的折射率较小，由v可知红光在玻璃中的传播速度比蓝光大，C错；画出光路图，可知D错答案：B8如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为()A.R B.RC.R D.R解析：由sin C可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C45.据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30.从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射，则ODE45，如图所示，由几何关系可知45.故弧长R，故B正确答案：B9如图所示，有一光束以与界面成45入射到半径为R的半玻璃球的球心O点处，折射光束与界面夹角为60，现让光线向界面方向偏转，同时旋转半玻璃球且保持半玻璃球上表面始终水平，则出射光线照亮玻璃球的最大截面积是()A. B.C. D.解析：当光束以45角入射时，折射角为30，n.光线向界面靠近，当入射角等于90时，折射光线照亮玻璃球的截面积最大，此时折射角45，被照亮的截面半径rRsin 45R，被照亮的最大截面积Sr2，故B选项正确答案：B10在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为()Ar B1.5rC2r D2.5r解析：由n1.5可知，光线射到斜边时发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系可得rtan 60(Rr)tan 30，故R2r.答案：C二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，AOB60.已知该玻璃对红光的折射率为n.求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.(2)若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？解析：(1)光路如图所示，可知i60由折射率n，可得r30由几何关系及折射定律公式n得i30，r60所以OC在OCD中可得dODOCtan30.(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n大，所以光线BC向OD偏折更明显，d将减小答案：(1)(2)小12(15分)如图所示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r11 cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l10 cm.若已知水的折射率n，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)解析：设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际身长为L，如图所示由折射定律nsin sin 90几何关系sin ，得hr取L2.2 m，解得h2.1 m(1.6 m2.6 m都算对)答案：1.6 m2.6- 5 -