高考物理试题分类汇编14光学带详细解析.docx
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高考物理试题分类汇编14光学带详细解析
2022年高考物理试题分类汇编14光学(带详细解析)
2022年高考物理试题分类汇编——光学
(全国卷1)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
树高镜高6cm
H0.06m
树到镜的距离眼睛距镜的距离
0.4m
0.4m
眼睛距镜的距离
,即
树的像
L0.4m0.4m
H0.05m
。
人离树越远,视野越大,看到树所需镜面
L0.4m6m
0.4m
越小,同理有,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。
(全国卷2)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答案:
AD
解析:
由折射光路知,1光线的折射率大,频率大,波长小,在介质中的传播速度小,产生全反射的临界角小,AD对,B错。
n为v
cn
iniinrdini
dcor
,在玻璃种传播的距离为l
2dinicin2r
,传播速度
,所以光的传播事件为t
lv
cinrcor
,1光线的折射角小,所经历的
时间长,C错误。
【命题意图与考点定位】平行玻璃砖的折射综合。
(新课标卷)33.[物理——选修3-4]
(1)(5分)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
)
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A
、
2
B
、
32
D
答案:
A
解析:
根据折射率定义有,in1nin2,nin31,已知∠1=450∠2+∠3=900,解得:
n=
2
。
(北京卷)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。
(上海理综)9.使用照相机拍摄清晰满意的照片,必须选择合适的曝光量。
曝光量P可以表示为:
P=k(
df
2
式中k为常数,d为照相机镜头“通光孔径”的直径,f为照相机镜头的焦距,)t,
t为曝光时间,将
df
的倒数
130
fd
称为照相机的光圈数。
一摄影爱好者在某次拍摄时,选择的光
圈数是8,曝光时间是选择()。
。
若他想把曝光时间减少一半,但不改变曝光量,那么光圈数应
A.4B.5.6C.8D.11答案:
B
(上海物理)6.根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、为真空中的光速和波长)(A)h
c
(B)h
c
(C)h(D)
h
答案:
A解析:
Ehvh
c
。
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本题考查光子能量公式和光速公式。
难度:
易。
(天津卷)8.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。
则这两种光
A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大答案:
BC
(重庆卷)20.如题20
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AB上的光,则AB上有光透出部分的弧长为
ARB
61
51
RCRDR4123
in45inr
答案:
B
【解析】根据折射定律,2
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inC
12
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。
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由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-(30°+15°)=45°,为(江苏卷)12.【选做题】B.(选修模块3-4)(12分)
14
R。
(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
(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
(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某107m,屏上P点距双缝
1和2的路程差为7.95某10
7
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某107m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:
(1)D;
(2)暗条纹;变宽。
解析:
某
Id
7.955.30
1.5,波程差是半波长的奇数倍,是暗条纹。
,变大,某变大,变宽。
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(3)设折射角为r,折射定律
2ini
iniinr
n;几何关系l2dtanr
解得d
(江苏卷)12.【选做题】C.(选修模块3-5)(12分)
(1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。
下列光电流I与A\K之间的电压U
的关系图象中,正确的是.
(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。
光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”),原因是___▲____。
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV,金属钠的截止频率为5.5310Hz,普朗克常量h=6.6310
14
34
J.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃
迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应。
【解析】
(1)选C本题考查光电效应规律
(2)减小;光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(3)氢原子放出的光子能量EE3E2,带入数据的E1.89eV金属钠的逸出功W0hv0,带入数据得E3.2eV因为EW0,所以不能发生光电效应。
(福建卷)19.
(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平
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行,正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示,①此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度______________________.(填“大”或“小”)的玻璃砖采测量。
解析:
(1)①n
co1co2
(或n
in(901)in(902)
)②大
(山东卷)37.[物理—物理3-4](4分)
(2)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出。
①求该玻璃棒的折射率。
②若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时______(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。
解析:
(2)①如图,临界角C=45
°,inC
1n
②入射角大于临界角,能。
(浙江卷)16.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条
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光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出
A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能答案:
B
(四川卷)18.用波长为2.0107m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.71019J。
由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.631034J·),光速c=3.0108m/,结果取两位有效数字)
A.5.51014HzB.7.91014HzC.9.81014HzD.1.21015Hz答案:
B
【解析】根据光电效应方程EkmhW,在恰好发生光电效应时最大出动能为0有
h0W,且c,综合化简得
h
c
0
Ekmh
c
Ekmh
310210
87
4.7106.6310
1934
810
14
Hz