2020--2022年全国高考物理三年真题汇编：光学

2020--2022年全国高考物理三年真题汇编：光学
教材科目：物理
试卷分类：高考
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

详细信息

（1）用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）
某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为cm。
（2）直角棱镜的折射率n=1.5，其横截面如图所示，图中∠C=90°，∠A=30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。

⑴光线在BC边上是否会发生全反射?说明理由；

⑵不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。

2. 单选题

详细信息

双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S₁、S₂的距离相等，O点为S₁、S₂连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为 $\text{[math]}$ 的光，经S₁出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S₂出射后直接传播到O点，由S₁到O点与由S₂到O点，光传播的时间差为 $\text{[math]}$ 。玻璃片厚度为10 $\text{[math]}$ ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

3. 多选题

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截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为 $\text{[math]}$ ，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是（）

A . 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 $\text{[math]}$ B . 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 $\text{[math]}$ C . 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大 D . 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小

4. 单选题

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如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角 $\text{[math]}$ 时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（）

A . 玻璃砖的折射率为1.5 B . $\text{[math]}$ 之间的距离为 $\text{[math]}$ C . 光在玻璃砖内的传播速度为 $\text{[math]}$ D . 光从玻璃到空气的临界角为30°

5. 单选题	详细信息
以下现象不属于干涉的是（） A . 白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B . 白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C . 白光经过三棱镜得到彩色图样 D . 白光照射水面油膜呈现彩色图样

6. 综合题

详细信息

（1）如图，单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为 $\text{[math]}$ m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是s≤t<s（不考虑反射）。
（2）均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和x_B=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为y=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t₁时刻（t₁>0），质点A位于波峰。求
（i）从t₁时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

（ii）t₁时刻质点B偏离平衡位置的位移。

7. 单选题

详细信息

用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . 光盘材的折射率 $\text{[math]}$ B . 光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C . 光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D . 光束c的强度小于O点处折射光束 $\text{[math]}$ 的强度

8. 多选题

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肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　）

A . 过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B . 肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C . 肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D . 将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 $\text{[math]}$ ，条纹也会跟着转动 $\text{[math]}$

9. 单选题	详细信息
用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（） A . B . C . D .

10. 综合题

详细信息

超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 $\text{[math]}$ 。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离 $\text{[math]}$ ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求 $\text{[math]}$ 的取值范围；
（2）若 $\text{[math]}$ ，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差 $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。

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