2021年各地高考物理真題分類匯編：光學(xué) 電磁波 相對(duì)論

2021年高考物理真題

專題光學(xué)電磁波相對(duì)論

選擇題

1.（2021?浙江卷）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)。

和兩出射點(diǎn)P、。恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)光束分別為入射光束

4、反射光束6、出射光束C和已知光束“和b間的夾角為90°,則（）

Qd

O

b

A.光盤材料的折射率〃=2

B.光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二

C.光束氏c和"的強(qiáng)度之和等于光束。的強(qiáng)度

D.光束c的強(qiáng)度小于。點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度

答案D

解析：

光束c的強(qiáng)度與反射光線強(qiáng)度之和等于折身光線OP的強(qiáng)度，所以D正確；故選D。

非選擇題

2.（2021?全國(guó)甲卷）如圖，單色光從折射率〃=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知

真空中的光速為3x10'm/s,則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為m/s；對(duì)于所

有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時(shí)間/的取值范圍是

.S(不考慮反射)。

玻璃板

答案：⑴.2x108⑵.5x10-1°(3).3^X1O-10

解析：

[1]該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為

V--==2xl08m/s

n1.5

⑵當(dāng)光垂直玻璃板射入時(shí)，光不發(fā)生偏折，該單色光通過玻璃板所用時(shí)間最短，最短時(shí)間

[3]當(dāng)光的入射角是90。時(shí)，該單色光通過玻璃板所用時(shí)間最長(zhǎng)。由折射定律可知”=c鳴inQQ°

最長(zhǎng)時(shí)間J="血=°】=3亞xlO-,os

vvVl-sin2^

3.(2021?河北卷)將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對(duì)放置，圓心上下錯(cuò)

開一定距離，如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體4,設(shè)圓心處入射角為。，當(dāng)

。=60°時(shí)，A右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)6=30°時(shí)，有光線沿8的半徑射出，射出位置與

A的圓心相比下移〃，不考慮多次反射，求：

(1)半圓柱體對(duì)該單色光的折射率；

(2)兩個(gè)半圓柱體之間的距離九

QD

答案：⑴〃(ii)d—V2(/z——)

解析:

⑴光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當(dāng)6=60。時(shí)發(fā)生全反射，有

sin6>=-

n

解得〃=-73

3

(ii)當(dāng)入射角6=30°,經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設(shè)折射角為廣，光路如圖

—r-h-Rsm0

有幾何關(guān)系有tanr=--------

a

聯(lián)立解得4=及(/7-‘)

2

4.(2021?湖南卷)我國(guó)古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到光沿直線傳播。

身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，直

徑為1.0cm、深度為1.4cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時(shí)，由于孔洞深度

過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不

考慮光在透明介質(zhì)中的反射。

⑴若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

(ii)若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？

答案：⑴1.38；(ii)1.7

解析：

⑴根據(jù)題意作出如下光路圖

當(dāng)孔在人身高一半時(shí)有

hd

0.8-0.0054八

tan?=22=----------------=—,sm。=0.8,

0.63

L

0.0111

tana=--------二

0.0141.4Vf96

由折射定律有

sin?

n=-----?1.38

sintz

(ii)若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖

'<

根據(jù)幾何關(guān)系有

sina

5.(2021.全國(guó)乙卷)用插針法測(cè)量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)中用A、B兩個(gè)大

頭針確定入射光路、C、D兩個(gè)大頭針確定出射光路，。和0'分別是入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，如圖

(a)所示。測(cè)得玻璃磚厚度為h=15.0mm,A到過。點(diǎn)的法線OM的距離AM=10.0mm,

M到玻璃磚的距離MO=20.0mm,O'到OM的距離為s=5.0mm?

(i)求玻璃磚的折射率；

(ii)用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，玻璃磚的截面如圖3)所示。

光從上表面入射，入時(shí)角從0逐漸增大，達(dá)到45°時(shí)、玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。

求此玻璃磚上下表面的夾角。

A\q

匚

圖(a)圖(b)

答案：⑴夜(ii)15°

解析：

⑴從0點(diǎn)射入時(shí)，設(shè)入射角為a,折射角為￡。根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得：

sina=/*----=——

V10.02+20.025

“5.0Vio

sinp-.==---

V15.02+5.02I。

sina/

再由折射定律可得玻璃磚的折射率：〃=,?=V2

sinp

(ii)當(dāng)入射角為45。時(shí)，設(shè)折射角為力由折射定律：

sin45°

n=-；----

sin/

可求得：z=30°

再設(shè)此玻璃磚上下表面夾角為"光路圖如下：

<___^30\3P0+^\

------

.「1

而此時(shí)出