1、2013届高考一轮物理复习（人教版）：第十三章光学、电磁波相对论简介时间90分钟满分100分一、选择题(本题包括10小题，共50分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是()解析光照射到两种介质界面上后，要同时发生折射和反射本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，射出下表面后，光线与上表面的入射光平行，故D图正确答案D2(2012洛阳2月质检)如
2、图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是()A在水中a光的速度比b光的速度小B在水中a光的临界角比b光的临界角大C用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的D用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距解析根据光的折射率公式n可判断，单色光a的折射率小，单色光b的折射率大；利用n可判定，b光在水中的速度小，A错误；又sinC，在水中a的临界角大，B正确；根据光的色散规律，不同色光对同一种介质的折射率大，其对应的光的波长短，因此a光的波长长，干涉条纹间距x大，D错误；衍射条纹的特点之一是条纹宽度
3、不等距，C错误答案B3(2011重庆)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解析观察水下点光源的光路图和水面亮圆形成的光路图分别如图(1)和图(2)所示因b在水下的像最深，即折射角最小，由公式n可知，b光的折射率nb最小c光照亮水面的面积比a大，则c光的临界角大，由公式sinC可知，则ncna，所以
4、，nbnc)下列结论中正确的是()A光束b的频率比光束a低B在水中的传播速度，光束a比光束b小C水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大解析因，则单色光a、b的折射率为nanb，故a的频率小于b的频率，A错，C对；由n得：v，故a光束在水中的速度比b大，B错；光束由水中射向空气时，因临界角Carcsin，故b的临界角比a的小，D错答案C5空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图甲所示方框内有两个折射率n1.5的玻璃全反射棱镜下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图甲效果的是()答案B6
5、如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线，已知该棱镜的折射率n，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线()A不能从圆弧射出 B只能从圆弧射出C能从圆弧射出 D能从圆弧射出解析由临界角公式sinC可知，sinC，由几何关系可知G1G即为光在圆弧面上的临界角的一条边，以G1点为分界点，向圆弧N点移动，光在上入射角越来越小，故光能从射出，向圆弧的M点移动，光在上入射角越来越大(大于临界角)，故光在上发生全反射，不能射出答案B7.如图所示，一束入射光AO从某种介质以入射角射入空气，以O点为圆心，
6、R1为半径画圆C1与折射光线OB交于M点，过M点向两介质的交界面作垂线与入射光线AO的延长线交于N点，以O点为圆心，ON为半径画另一个圆C2，测得该圆的半径为R2，下列判断正确的是()A该介质的折射率为B若光由介质射入空气发生全反射，则临界角为arcsinC若过圆C1与界面的交点D作界面的垂线交圆C2于P点，则OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角D若入射光的强度保持不变，逐渐增大入射角，则折射光的强度将逐渐增加解析该介质的折射率为，A错误；若过圆C1与界面的交点D作界面的垂线交圆C2于P点，则OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角，临界角为arcsin，B错误，C正确；若入射光的强度保持不变
7、，逐渐增大入射角，则折射光的强度将减弱，D错误答案C8如图所示，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上，现以光的传播方向OO为轴将偏振片P旋转90，则在偏振片P旋转的过程中()A屏上出现圆形亮斑，亮度不变B屏上出现圆形亮斑，亮度逐渐变暗C屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变D屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度变暗解析考查光的偏振圆柱状光束通过偏振片后，屏幕上出现圆形亮斑，偏振片是让特定振动方向的光透过去，只是相对于光源亮度减弱，故屏幕上依然出现圆形亮斑自然光包含在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振
8、动的光波的强度都相同，故转动偏振片，透振方向虽然改变，但成像依然是圆形亮斑，且亮度不变，A正确答案A9.(2012云南检测)如图所示，水槽中盛有一定深度的水，槽内底部水平放置一镜面向上的平面镜一束红光和一束蓝光平行地斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到MN屏上，则从水面射出的两束光()A彼此平行，红光投射点靠近M端B彼此平行，蓝光投射点靠近M端C彼此不平行，红光投射点靠近M端D彼此不平行，蓝光投射点靠近M端解析红光的折射率小，在水中的折射角大，蓝光投射点靠近M端，则B正确答案B10.一个等腰直角三棱镜的横截面如图所示，有一细束绿光沿此横截面从AC面的P点平行于底面AB方向射入棱镜
9、后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且PQAB(图中未画出光在棱镜内的光路)，如果将一细束红光沿同样的路径从P点射入三棱镜，则()A若绿光不由AB面射出，则红光一定也不由AB面射出B若绿光不由AB面射出，则红光一定会由AB面射出C红光在AB面上的反射点位置一定在AB中点的右侧D红光在AB面上的反射点位置一定在AB中点的左侧解析根据题意做出绿光在棱镜内的光路，根据对称性可知，绿光在AB面上的反射点位置一定在AB的中点，而红光的折射率小于绿光的，所以红光在AB面上的反射点位置一定在AB中点的右侧，C正确、D错误；若绿光不由AB面射出，说明绿光在AB面发生了全反射，而红光在AB面入射角大，但其临
10、界角也大，所以不能确定红光在AB面是否发生全反射，A、B错误答案C二、实验题(本题包括2小题，共15分)11(9分)(2011淮安模拟)如图所示，某同学用插针法测量等腰三棱镜的折射率在区域内已插好两枚大头针P1、P2，在区域内可观察到大头针的像，再插大头针P3、P4，以挡住P1、P2的像(1)请作出经过P1、P2、P3、P4的光路图；(2)若测得AB面上的入射角为1，折射角为2，请写出该介质全反射临界角的表达式：_.(3)若测得光波在该介质的折射率为n，那么光波在介质中的传播速度是_光由空气进入介质前后，波长变化了_(该光波的频率为f)解析(1)如下图所示(2)nsinC临界角Carcsin.
11、(3)光在三棱镜中的传播速度v光在空气中波长0在介质中的波长波长减小，减小量0.答案(1)见解析(2)arcsin(3)，12(6分)(2010北京朝阳2月统考)某同学用如图甲所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头(如图乙所示)测出测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为0.070 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的示数为_ mm.已知双缝的距离为d0.400 mm，测得双缝到毛玻璃屏的距离为L0.600 m，求得相邻亮纹的间距为x，写出计算波长
12、的表达式_，并算出其波长_ nm.答案4.946；650三、论述计算题(本题包括3小题，共35分解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图所示，一水池深为h，一根长直木棍竖直地插入水底，长直木棍露出水面部分的长度为L，当太阳光与水平面夹角为60斜射到水面时，已知水的折射率为n，求长直木棍在水底的影子的长度解析依题意画出如图所示的示意图，且AO长为L，因AOO60，所以BCOOLtan30L因为n所以sinrCDhtanrh所以长直木棍在水底的影子长为BDBCCDL答案L14(12分)一赛艇停在平
13、静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h10.6 m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s10.8 m处有一浮标，示意如图一潜水员在浮标前方s23.0 m处下潜到深度为h24.0 m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h4.0 m，恰好能看见Q.求：(1)水的折射率n；(2)赛艇的长度l.(可用根式表示)解析(1)设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：、则：sin、sin、n，由得：n(2)潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：sinCtanC由得：l(3.8) m3.3 m答案(1)n(2)3.3 m15(13分)如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率n1，对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入，从另一个侧面AC折射出来已知棱镜的顶角A30，AC边平行于光屏MN，且与光屏的距离为L.求在光屏上得到的可见光谱的宽度解析本题考查光的色散、光路如图所示设射到屏上的红光和紫光偏离O点的距离分别为d1和d2，折射角分别为2和3，入射角130，则由折射定律，得sin2n1sin1n1sin3n2sin1n2则d1Ltan2Ld2Ltan3L则可见光谱的宽度为d2d1L()答案L()高考资源网w w 高 考 资源 网