高考物理真题分类汇编-光学(详解_精校)

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2011年高考物理真题分类汇编（详解+精校）
光学
1．（2011年高考·四川理综卷）下列说法正确的是
A ．甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛
B ．我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物
C ．可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度
D ．在介质中光总是沿直线传播
1.A 解析：根据光路的可逆性甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛；由于光的折射，通过透明的介质观察景物时总是存在一定的视角，其边缘光学是全反射的临界光学；可见光和电磁波在真空中的传播速度相等；在单一均匀介质中光才能沿直线传播。

所以只有A 正确。

2．（2011年高考·全国大纲版理综卷）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。

设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（ ）
A ．紫光、黄光、蓝光和红光
B ．紫光、蓝光、黄光和红光
C ．红光、蓝光、黄光和紫光
D ．红光、黄光、蓝光和紫光
2.B 解析：由光路图显然可看出a 光的偏折程度最大，故a 光的折射率最大，选项中应该以“红橙黄绿蓝靛紫”反过来的顺序进行排列，B 对。

a
b
c d
太阳光
3．（2011年高考·重庆理综卷）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：①c 光的频率最大；②a 光的传播速度最小；③b 光的折射率最大；④a 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 ．①②
B ．①③
C ．②④
D ．③④ 3.C 解析：根据视深公式h
h n
'=
说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以b 的折射率最小，频率最小，波长最大，传播速度最大，③错误，④正确；照亮水面的圆面积的半径R 与临界角C 满足
tan R C h =
，又1
sin C n
=，c 照亮水面的面积比a 的大，则c 的临界角大，水对c 的折射率小，所以a 的折射率最大，a 的频率最大，a 的传播速度最小，①错误，②正确。

所以正确的说法是②和④，选择C 。

4．（2011年高考·福建理综卷）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方。

一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。

若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失。

在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是
A ．减弱，紫光
B ．减弱，红光
C ．增强，紫光
D ．增强,红光
4．C 解析：同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。

七色光中紫光折射率最大，由n ＝1
sin C 可知紫光的临界角最小，所以入射点由A 向B 缓慢移动的过程中，最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，反射增强，故C 正确。

5．（2011年高考·天津理综卷）甲、乙两单色光分别通过一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx ，若Δx 甲 >Δx 乙 ，则下列说法正确的是
A ．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生
B ．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长
C ．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D ．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光
5.BD 解析：偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发生，A 错；由x x ∆>∆甲乙，L
x d
λ∆=
可知甲光的波长大于乙光，B 正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，C 错；波速与波长之间同
A
B
C
P
Q
O
步变化，D 正确。

6．（2011年高考·北京理综卷）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干涉条纹。

要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以
A ．增大S 1与S 2的间距
B ．减小双缝屏到光屏的距离
C ．将绿光换为红光
D ．将绿光换为紫光
6.C 解析：由于双缝干涉中，相邻条纹间距离△x ＝L
d λ，增大S 1与S 2的间距d ，相邻条纹间距离Δx 减小，A 错误；减小双缝屏到光屏的距离L ，相邻条纹间距离Δx 减小，B 错误；将绿光换为红光，使波长λ增大，相邻条纹间距离Δx 增大，C 正确；将绿光换为紫光，使波长λ减小，相邻条纹间距离Δx 减小，D 错误。

7．（2011年高考·安徽理综卷）实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随着波长λ的变化符合科西经验公式：24
B C n A λλ=++，其中A 、B 、C 是正的常量。

太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。

则
A ．屏上c 处是紫光
B ．屏上d 处是红光
C ．屏上b 处是紫光
D ．屏上a 处是红光
7.D 解析：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下（a 、b 、c 、d ）依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

屏上a 处为红光，屏上d 处是紫光，D 正确。

8．（2011年高考·浙江理综卷）“B 超”可用于探测人体内脏的病变状况。

下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。

超声波在进入肝脏发生折折
射
射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为1122sin sin v v θθ=（式中θ1是入射角，θ2是
角，ν1，ν2 为别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵
循的规
律与光的反射规律相同。

已知ν2=0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角为i ，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为
A ．
i
i
d 2sin 81100sin 9- B ．i i d sin 100sin 100812- C ．i i d sin 20sin 100812- D ．i i d sin 18sin 811002
-
屏
a b c
d
S
S 1 S 2
单缝屏 双缝屏 P
光屏
i
i h
肝脏 肿瘤
d
8.D 解析：已知入射角为i ，设折射角为r ，根据题意有2tan d
r h =、1
2sin sin v i r v =
，而210.9v v =，解得2
10081s i n
18s i n d i h i
-=。

9．（2011年高考·上海卷）如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。

这是光的 （填“干涉”、“衍射”或“直线传播”）现象，这一实验支持了光的 (填“波动说”、“微粒说”或“光子说”)。

9.衍射，波动说 解析：本题考查光的衍射现象。

该图片中的亮斑为“泊松亮斑”，从图看亮条纹为从里向外越来越窄，越来越暗，为典型的衍射条纹，故这是光的衍射现象。

光的衍射现象是光的波动性的独有特征，故该实验支持了光的波动说。

10．（2011年高考·江苏理综卷）（选修模块3-4）⑴如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A 、B 和C 。

假想有一列车沿AC 方向以接近光速行驶，当铁塔B 发出一个闪光，列车上的观测者测得A 、C 两铁塔被照亮的顺序是
A ．同时被照亮
B ．A 先被照亮
C ．C 先被照亮
D ．无法判断
⑵一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为_____。

真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为____________。

10.（1）C （2）600;
3
3
c 解析：（1）当铁塔B 发出一个闪光，同时到达A 、C 两铁塔被反射，
但列车沿AC 方向以接近光速行驶，经铁塔A 反射的光相对列车的速度远小于经铁塔C 反射的光相对列车的速度，经铁塔C 反射的光先到达观测
者，看到C 先被照亮，C 正确。

A
B
C
入射光线
反射光线
法线
界面
i
γ
（2）根据折射定律：sin sin i n r
=
及0
90i r += ，得tan 3i = ，060i = 根据c n v =，得33v c =。

11.（2011年高考·海南理综卷）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前
端有一标记P 离水面的高度为h 1=0.6m ，尾部下端Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s 1=0.8m 处有一浮标，示意如图。

一潜水员在浮标前方s 2=3.0m 处下潜到深度为h 2=4.0m 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看
不到船尾端Q ；继续下潜△h =4.0m ，恰好能看见Q 。

求：
（i ）水的折射率n ；
（ii ）赛艇的长度l 。

（可用根式表示）
11.3.3m 解析：（i ）设过P 点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β则： 12
21
1
sin s s h
α=
+
①；222
22sin s s h β=
+ ②；sin sin n α
β
=
③ 由①②③得：43
n =。

（ii ）潜水员和Q 点连线与水平方向夹角刚好为临界角C ，则：13
sin 4
C n =
= ④ ；cot C ＝h 2＋△h s 1＋s 2＋l ⑤； 由
④⑤得：247
(
3.8) 3.37
l m m =-≈。

12.（2011年高考·全国卷新课标版）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB 镀银（图中粗线），O 表示半圆截面的圆心。

一束光线在横截面内从M 点的入射角为30º，∠MOA =60º，∠NOB =30º。

求
（1）光线在M 点的折射角；（2）透明物体的折射率。

12.（1）15° （2）
62
2
+ 解析：（1）如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线。

设在M 点处，光的入射角为i ，折射角的r ，∠OMQ ＝a ，∠PNF ＝β。

根据题意有α=300 ①，由几何关系得，∠PNO ＝∠PQO ＝r ，于是β+r ＝300 ②， 且a+r ＝β ③，由①②③式得r ＝150 ④。

A
O
B
M
N
s 2
s 1
l
h 1 P Q
浮标
h 2
Δh
（2）根据折射率公式有sin sin i n γ=
⑤，由④⑤式得62
2
n +=. 13（2011年高考·山东理综卷）如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB =60°。

一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB 。

（1）求介质的折射率。

（2）折射光线中恰好射到M 点的光线__________(填“能”或“不能”）发生全反射。

13.（1）3 （2）不能
解析：（1）依题意作出光路图，如图所示。

由几何知识知入谢角i =600,折射角γ=300。

根据折射定律sin sin i
n γ
=
代入数据求得3n =。

（2）0
30i '=, 1
sin 2
i '=，而13sin 3C n ==，i C '<，以不能发生全反射。

i '
i
γ
A
M
B
O。