历年北京高中物理合格性考试汇编光学教师版.docx

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历年北京高中物理合格性考试汇编光学教师版

历年北京高中物理合格性考试汇编：

光学

一．选择题（共8小题）

1．（2020•北京学业考试）小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示他进行的主要步骤是：

A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；

B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC；

C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；

D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。

关于上述实验，以下说法不正确的是（　　）

A．在∠BOC的范围内，改变入射光线PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点

B．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2

C．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2

D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角

2．（2020•北京学业考试）下列说法中正确的是（　　）

A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了薄膜干涉现象

B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的

C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光

D．红色和蓝色的激光在同种介质中传播时波长可能相同

3．（2020•北京学业考试）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法错误的是（　　）

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变短

D．光从空气进入棱镜，波速变小

4．（2013•丰台区学业考试）生活中我们常用遥控器遥控电视机．遥控器与电视机之间传递的信号是（　　）

A．红外线B．紫外线C．X射线D．γ射线

5．（2008•东城区学业考试）如图所示，一束光以入射角i从空气射入某种介质，若折射角为r，则该介质的折射率n为（　　）

A．

B．

C．

D．

6．（2007•北京学业考试）如图所示，一束光从空气射入某种玻璃，已知这种玻璃的折射率n＝

．若测得此时的入射角i＝45°，则此时的折射角r为（　　）

A．15°B．30°C．45°D．60°

7．（2005•昌平区学业考试）光线以某一入射角从空气射入折射率为

的玻璃中，折射光线恰好跟反射光线垂直，则入射角等于（　　）

A．0°B．30°C．45°D．60°

8．（2005•东城区学业考试）一条光线由水中斜射入空气，当入射角由0°逐渐增大到90°时，以下判断中正确的是（　　）

A．折射角只能在0°到临界角之间变化

B．折射角始终小于90°，根本不可能发生全反射

C．折射角始终大于入射角，当折射角等于90°时，发生全反射

D．入射角正弦与折射角正弦之比将逐渐增加

二．计算题（共1小题）

9．（2020•北京学业考试）激光已经深入到我们生活的各个方面。

某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。

（1）如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。

放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。

测得玻璃砖厚度为d＝

cm，MN＝b＝2cm。

根据以上信息，求该玻璃砖的折射率n；

（2）为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝（每个缝的宽度很窄，宽度可忽略），在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。

现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。

历年北京高中物理合格性考试汇编：

光学

参考答案与试题解析

一．选择题（共8小题）

1．（2020•北京学业考试）小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示他进行的主要步骤是：

A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；

B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC；

C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；

D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。

关于上述实验，以下说法不正确的是（　　）

A．在∠BOC的范围内，改变入射光线PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点

B．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2

C．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2

D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角

【分析】入射角增大，当入射角大于或等于全反射的临界角，则不会有折射光线，MN上出现一个亮点；

作出光路图，根据几何知识求解左侧亮点到A点的距离x1与右侧亮点到A点的距离x2，从而比较其大小关系；

根据x1的表达式分析解答。

【解答】解：

A、当入射角大于等于发生全反射的临界角时，只有反射光线没有折射光线，则直尺MN上只出现一个亮点，故A正确；

BC、光从玻璃射入真空，光路图如图所示，

折射角β大于入射角α，通过几何关系知，x1＝

＜x2＝

，故B错误，C正确；

D、减小入射角，则折射角减小β，x1增大，故D正确。

本题选错误的，

故选：

B。

【点评】解决该题需要明确知道MN上的两个亮点是由于光线在AB发生折射和反射现象所造成的，能根据几何知识分析得到x1和x2的表达式，掌握全反射的条件。

2．（2020•北京学业考试）下列说法中正确的是（　　）

A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了薄膜干涉现象

B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的

C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光

D．红色和蓝色的激光在同种介质中传播时波长可能相同

【分析】水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分发生了全反射现象；

电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的；

在镜头前加一个偏振片可以减弱橱窗玻璃表面的反射光；

光在传播过程中频率不变，波速越大，波长越长。

【解答】解：

A、水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，故A错误；

B、均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不能形成电磁波，雷达发射的电磁波一定是由周期性变化的电场或周期性变化的磁场产生的，故B错误；

C、拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，故C正确；

D、红色和蓝色激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，故D错误。

故选：

C。

【点评】该题考查对电磁波的产生以及光的本性的理解，都是一些记忆性的知识点的内容，在平时的学习过程中多加积累就可以做好这一类的题目，注意周期性变化的与均匀的变化区别，及光的全反射条件。

3．（2020•北京学业考试）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法错误的是（　　）

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变短

D．光从空气进入棱镜，波速变小

【分析】由几何知识分别得到光线在BC面上的入射角和AB面上的折射角，根据光路可逆性原理，知光在F点不可能发生全反射，从F点出射的光束与BC的夹角为θ．由折射定律求折射率。

结合几何知识分析求光的偏折角。

光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小。

【解答】解：

A、在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由n＝

可得折射率为

，故A正确；

B、由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，故B错误；

CD、由公式v＝

可知，光从空气进入棱镜，波速变小，根据λ介＝

，光从空气进入棱镜，波长变短，故CD正确。

本题选择错误的

故选：

B。

【点评】本题是折射定律的应用问题，根据几何知识与折射定律结合进行处理。

要知道光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波速和波长会发生改变。

4．（2013•丰台区学业考试）生活中我们常用遥控器遥控电视机．遥控器与电视机之间传递的信号是（　　）

A．红外线B．紫外线C．X射线D．γ射线

【分析】电视机的遥控器发出的是红外线，是不可见光，它能对电视机进行遥控．

【解答】解：

电视机遥控器是利用红外线实现对电视机遥控的。

故选：

A。

【点评】本题考查了红外线在生活中的应用，是一道基础题，注意红外线与紫外线的区别．

5．（2008•东城区学业考试）如图所示，一束光以入射角i从空气射入某种介质，若折射角为r，则该介质的折射率n为（　　）

A．

B．

C．

D．

【分析】根据光的折射定律求出介质的折射率大小．

【解答】解：

根据折射定律得，n＝

．故B正确，A、C、D错误。

故选：

B。

【点评】解决本题的关键掌握光的折射定律，并能灵活运用．若光从介质进入空气，可以采取光的可逆原理求解．

6．（2007•北京学业考试）如图所示，一束光从空气射入某种玻璃，已知这种玻璃的折射率n＝

．若测得此时的入射角i＝45°，则此时的折射角r为（　　）

A．15°B．30°C．45°D．60°

【分析】根据入射角的大小，结合折射定律n＝

求出折射角的大小．

【解答】解：

根据折射定律得，n＝

即

，解得sinr＝

则r＝30°．故B正确，A、C、D错误。

故选：

B。

【点评】本题考查折射定律基本运用，比较简单，在运用折射定律时，理清光是从真空进入介质，还是从介质进入空气．

7．（2005•昌平区学业考试）光线以某一入射角从空气射入折射率为

的玻璃中，折射光线恰好跟反射光线垂直，则入射角等于（　　）

A．0°B．30°C．45°D．60°

【分析】设入射角为i，根据反射定律，求出反射角，由题，折射光线与反射光线恰好垂直求出折射角，再由折射定律列式求出入射角．

【解答】解：

设入射角为i，根据反射定律得知，反射角i′＝i，由题，折射光线与反射光线恰好垂直，得到折射角r＝90°﹣i′＝90°﹣i，

根据折射定律得：

n＝

＝

＝tani＝

，故i＝60°

故选：

D。

【点评】本题只要掌握反射定律和折射定律，运用基本的几何关系，即可求解．

8．（2005•东城区学业考试）一条光线由水中斜射入空气，当入射角由0°逐渐增大到90°时，以下判断中正确的是（　　）

A．折射角只能在0°到临界角之间变化

B．折射角始终小于90°，根本不可能发生全反射

C．折射角始终大于入射角，当折射角等于90°时，发生全反射

D．入射角正弦与折射角正弦之比将逐渐增加

【分析】在光的折射现象中，折射角随着入射角的增大而增大，随着入射角的减小而减小．光线由水中斜射入空气，入射角小于折射角．当入射角等于临界角时会发生全反射．

【解答】解：

A、光线由水中斜射入空气，折射角始终大于入射角，当入射角由0°逐渐增大到临界角时折射角逐渐从0°逐渐增大90°．故A错误。

B、C，当入射角等于临界角时，折射角等于90°，发生全反射，则当入射角由0°逐渐增大到临界角时，折射角从由0°逐渐增大到90°，故B错误，C正确。

D、入射角正弦与折射角正弦之比等于折射率的倒数，不变，故D错误。

故选：

C。

【点评】解决本题关键要掌握入射角与折射角的大小关系和全反射的条件，基础性问题．

二．计算题（共1小题）

9．（2020•北京学业考试）激光已经深入到我们生活的各个方面。

某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。

（1）如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。

放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。

测得玻璃砖厚度为d＝

cm，MN＝b＝2cm。

根据以上信息，求该玻璃砖的折射率n；

（2）为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝（每个缝的宽度很窄，宽度可忽略），在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。

现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。

【分析】

（1）根据图形结合几何关系分析，得出入射角与折射角的正弦函数比值，即可算出折射率；

（2）根据相邻两条纹间距公式：

△x＝

λ，结合题目中给出的间距列等式解出即可。

【解答】解：

（1）如图所示，

设折射角所对的边的长度为x，激光入射角i＝90°﹣30°＝60°，

由几何关系可知：

sini＝

，sinr＝

由折射定律：

n＝

，代入数据解得：

n＝

（2）5条亮条纹之间的距离为a，则相邻两条亮条纹之间的距离：

△x＝

由条纹间距公式：

△x＝

λ，代入数据解得：

λ＝

答：

（1）该玻璃砖的折射率为

；

（2）该激光的波长为

。

【点评】本题考查了光的折射，解题的关键是根据光路结合几何分析，利用数学几何进行解题。