1、(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分。在四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不选的得0分)1某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图1所示，则他在光屏上看到的条纹是()图1图2解析：单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B对。答案：B2激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是()A该光在真空中的波长为nB该光在真空中的波长为/nC该光的频率为c/D该光的
2、频率为c/(n)解析：注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样，由于速度变化的原因，波长会相应变化，对同一频率的光它在真空中的波长应大于在介质中的波长。答案：AD3下列关于光的现象的说法中正确的是()A用白光做双缝干涉实验时，紫光的亮条纹偏离中央的距离最大B白光单缝衍射时，偏离中央亮条纹远的是红光C白光经三棱镜折射发生色散，红光偏向角最大D涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色的透射解析：白光中紫光的波长最短，根据双缝干涉实验知，明(暗)条纹间距x与波长成正比，由此可知紫光的亮条纹间距最小，因而其亮条纹偏离中央亮条纹的距离最小。红光波长最长，其
3、偏离中央亮条纹最远。白光经三棱镜色散，因为紫光折射率最大，所以紫光的偏向角最大。涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，是因为薄膜干涉使白光中的绿光透射多，而红光和紫光反射较多。故选项B正确。答案：B4(2011重庆高考)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()ABC D解析：折射率越大，在水中的像看起来就越浅，b在
4、水下的像最深，说明b光的折射率最小；c照亮水面的面积比a的大，说明c光的临界角大于a光的临界角，则c光的折射率小于a光的折射率，这样就能判断出三种光的折射率大小关系是nancnb，由此可知，a光的频率最高，波长最短，b光的频率最低，波长最长，故选项C正确。答案：C5双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点到两缝的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较，红光的波长最长，蓝光的波长最短，那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干
5、涉条纹的情况，下列叙述正确的是()图3AO点是红光的亮条纹B红光的第一条亮条纹在P点的上方CO点不是蓝光的亮条纹D蓝光的第一条亮条纹在P点的上方解析：因O点到S1、S2的距离相等，r0，故各种色光在O点均为亮条纹，A正确，C错误；蓝光的波长最短，第一条亮条纹离O点最近，应在P点下方，而红光的波长最长，第一次亮条纹离O点最远，应在P点上方，故B正确，D错误。答案：AB6(2012天津高考改编)半圆形玻璃砖横截面如图4，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光() A在同种
6、均匀介质中传播，a光的传播速度较大 图4B以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大Cb光的频率比a光的频率高D分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大解析：a光没有发生全反射b光发生了全反射，说明b光临界角较小，b光折射率较大，b光频率高，在同种均匀介质中传播，a光传播速度较大，A对，C对；以相同入射角从空气斜射入水中，b光折射率大，b光折射角小，B错；a、b两束光分别通过同一双缝时，由于a光波长较长，a光的相邻亮条纹间距大，D对。答案：ACD7(2011大纲版全国卷)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5中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平
7、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()图5A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、蓝光和紫光解析：第一次折射时，把水滴看做三棱镜，向下偏折程度最大的光线一定是紫光，偏折程度最小的是红光，故第二次折射后，从题图上可看出紫光是a，红光是d，所以正确答案是B。答案：B二、非选择题(本大题共5小题，共58分。解答题应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)8. (8分)如图6所示，半球形玻璃砖的平面部分水平，底部中点有一小电珠，利用游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后，可计算玻
8、璃的折射率。试完成以下实验步骤： 图6 (1)若S发光，则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑。用游标卡尺测出_和_(写出对应字母和其表示的意义)。(2)写出玻璃折射率的表达式_(用上述测量的物理量的字母表示)。解析：(1)圆形亮斑的直径d1；半圆形玻璃砖的直径d2。(2)由几何关系，得tan C。由全反射知识，得sin C，解得n。答案：(1)圆形亮斑的直径d1半圆形玻璃砖的直径d2(2)n9(10分)如图7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端面的中心垂直射入，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
9、)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。 图7解析：(1)如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C45由折射定律得n联立式得n(2)当入射光向N端平移时，入射角变大，即入射角大于临界角，能发生全反射。答案：(1)(2)能10(12分)(2012福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图8所示)：图8(1)下列说法哪一个是错误的_。(填选项前的字母)A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C为了减少测量误差
10、，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距x(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图9所示，其示数为_mm。解析：(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，故选项A错误；根据实验操作可知选项B、C正确。 图9 (2)读数为1.5 mm47.00.01 mm1.970 mm。答案：(1)A(2)1.97011(14分)如图10所示，玻璃球的半径为R，折射率为，今有一束平行光沿直径AB方向照射在玻璃球上，则离AB距离为_的入射光线最终射出后沿原方向返回。图10解析：由光路图知122，n 由于n，sin 1sin
11、 222sin 2 cos 2。解得cos 2，即230，160由于dRsin 1，所以dR。答案：R12(14分)(2012新课标全国卷)一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。解析：如图所示，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。根据折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角。现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意，在A点刚好发生全反射，故A设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sin A式中a为玻璃立方体的边长。由式得RA由题给数据得RA由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆，所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由式得答案：