高考物理专题 光学含答案.docx

1、高考物理专题 光学含答案专题十七光学考纲解读考点内容要求高考示例常考题型预测热度光的折射与全反射光的折射定律2017课标,34(2),10分2017课标,34(2),10分2017北京理综,14,6分2017天津理综,2,6分2016课标,34(2),10分选择题计算题折射率测定玻璃的折射率全反射、光导纤维光的波动性光的干涉、衍射和偏振现象2017课标,34(1),5分2015课标,34(1),5分选择题填空题用双缝干涉测光的波长分析解读本专题内容为新课标高考的选考内容,是选修模块3-4中的两个重要部分之一,高考命题为了突出知识的覆盖面,该部分出题的可能性很大。光学专题体现了几何光学和物理光学

2、的基本规律和重要的研究方法,研究了光的传播规律、光的本性及它们在科技、生活中的重要应用。复习时应在理解概念和规律上多下工夫。重点是光的折射、色散、全反射、光的干涉、衍射现象以及利用它们分析解决实际问题。在几何光学中,正确作图是基础,应结合规律和几何关系进行分析解决问题。在物理光学中,应正确理解产生现象的原因和条件,并能熟练地运用解决实际问题。命题探究如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。设光线在半球面的入射角为i,折射角为r。由折射定律有sini=nsinr由正弦定理有=由几何关系,

3、入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有sini=式中L是入射光线与OC的距离。由式和题给数据得sinr=由式和题给数据得n=1.43五年高考考点一光的折射与全反射1.(2017北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是()A.红光 B.黄光C.绿光 D.紫光答案D2.(2017天津理综,2,6分)明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.若增大入射角i

4、,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低答案D3.2015课标,34(1),5分(多选)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则。A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距答案ABD4.(201

5、5安徽理综,18,6分)如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A. B. C. D. 答案A5.(2014北京理综,20,6分)以往,已知材料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得OG=OC=R射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出。教师用书专用(1225)12.2016浙江自选,13(1)

6、,4分如图所示的半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R,折射率为。光由空气从A点垂直射入玻璃砖,OA=。则()A.该玻璃的临界角为45B.光在玻璃砖中的传播速度为v=cC.光第一次射出玻璃砖的折射角为60D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化答案C13.(2015福建理综,13,6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为a、b,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则()A.anb B.ab,nanbC.ab,nab,nanb答案B14.2015重庆理综,11(1),6分虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白

7、光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红答案A15.(2015四川理综,3,6分)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比()A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短答案C16.(2014四川理综,3,6分)如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球。则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧

8、面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大答案D17.2014重庆理综,11(1),6分打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12,光线一定在OP边发生全反射B.若2,光线会从OQ边射出C.若1,光线会从OP边射出D.若1,光线会在OP边发生全反射答案D18.(2013浙江理综,16,6分)与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是()A.地球上有人用红色激光照射月球B.

9、太阳照射到地球的红光反射到月球C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹答案C19.2016课标,34(2),10分如图,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。答案15020.2015江苏单科,12B(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点。已知光线的入射角为30,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求

10、该人造树脂材料的折射率n。答案 (或1.5)21.2015海南单科,16(2),8分一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角为(”、“=”或“(2分)0.300(3分)教师用书专用(78)7.2015浙江自选,13(1),4分以下说法正确的是()A.真空中蓝光的波长比红光的波长长B.天空中的彩虹是由光干涉形成的C.光纤通信利用了光的全反射原理D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变答案C8.(2014浙江理综,18,6分)(多选)关于下列光学现象,说法正确的是()A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际

11、深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽答案CD三年模拟A组20162018年模拟基础题组考点一光的折射与全反射1.2018河南八市第一次测评,17(2),10分如图所示,玻璃三棱镜的横截面是边长为a的等边三角形,BC面沿竖直方向,O点为BC的中点,现用一束宽为a的单色平行光束水平射向AB及AC面,若玻璃三棱镜对此平行光束的折射率为。求射向AB中点P的光线经折射后直接到达BC边的位置;若距O点距离为a处放置一平行BC面的光屏,光屏上被照亮的竖直长度为多少?答案BC边的中点2a2.2017河北衡水摸底,18(2),10分如图所示,MN为竖直放置的

12、光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=R,一细束单色光垂直射向半球体的平面,在平面的入射点为B,OB=R,求:光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度;光线在光屏上形成的光斑到A点的距离。答案300.5R考点二光的波动性1.(2018四川成都七中月考,8,5分)(多选)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的衍射形成的C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现

13、象E.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄答案CDE2.2017河北唐山联考,14(1),5分(多选)a、b两种单色光形成细光束从水中射向水面,形成两束折射光和一束反射光,如图所示。下列说法正确的是()A.a光的折射率大B.a光在水中的传播速度大C.保持入射点不变,顺时针方向旋转入射光,则b光先消失D.保持入射点不变,逆时针方向旋转入射光,则反射光旋转的角速度大于入射光旋转的角速度E.在空气中,a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大答案BCEB组20162018年模拟提升题组(满分50分35分钟)一、选择题(每小题5分,共15分)1.2018河

14、北唐山联考,34(1)a、b两种色光以相同的入射角从某种介质射向真空,光路如图所示,则以下叙述正确的是()A.a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角B.用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽C.在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度D.如果b光能使某种金属发生光电效应,a光也一定能使该金属发生光电效应答案B2.2018宁夏银川一中联考,34(1)(多选)如图所示,a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和b、b和c之间的夹角都为,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角从O点射入a板,且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点,由此可知。A.射出c板后的两束单色光与入射光平行B.射到

15、P点的光在玻璃中的折射率较大C.射到P点的光在玻璃中的传播速度较大,波长较长D.若稍微增大入射角,光从b板上表面射入到其下表面时,在该界面上有可能发生全反射E.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距小,这束光为蓝光答案ABE3.(2017浙江杭州五县七校联考,15)(多选)如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源S,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(见图乙)。则以下说法中正确的是()A.a光的频率比b光的大B.水对a光的折射率

16、比b光的大C.a光在水中的传播速度比b光的大D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹间距比b光的宽答案CD二、非选择题(共35分)4.(5分)2016河北五校联考,34(1)如图所示,用某种透光物质制成直角三棱镜ABC,B=30,在垂直AC面的直线MN上插上大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像,先后插上大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3本身和P1、P2的像,记下P3、P4的位置。过P3、P4作直线与AB面相交于D点,量出该直线与AB面的夹角为45。请画出完整的光路图,并求出该物质的折射率n=。答案5.(10分)2018河北唐山联考,

17、34(2)如图为一三棱镜的横截面图,其中B为30,C为90,AC边的长度为L=cm,一细光束M垂直AC边由中点射入棱镜,另一细光束N由同一点斜射入棱镜,且两细光束的夹角为45,经观测可知光束N经界面AB第一次反射后垂直于BC边从棱镜中射出,已知光在空气中的传播速度为c=3108m/s。作出光路图并求出三棱镜的折射率。细光束M从进入棱镜到第一次由底边BC射出的过程所用的时间为多少?(结果可保留根号)答案作出的光路图如图所示由题意可知细光束N在AC边的入射角为i=45由几何关系可知细光束N在AC边的折射角为r=30由折射定律可得n=10-10s6.(10分)2018河南三市联考,34(2)如图甲所

18、示是由透明材料制成的半圆柱体,一束细光束由真空沿着径向与AB成角入射,对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录,得到如图乙所示的关系曲线。如图丙所示是由这种材料制成的器具,左侧是半径为R的半圆,右侧是长为8R,高为2R的长方体,一束单色光从左侧A点沿半径方向与长边成37角射入器具。已知光在真空中的传播速度为c,sin37=0.6,cos37=0.8。求:该透明材料的折射率;光线穿过器具的时间。甲乙丙答案1.257.(10分)2017湖北八校一联,34(2)如图所示,折射率为的上下两面平行的梯形玻璃砖,下表面涂有反射物质,上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN。一细光束以入射角i=45射到玻璃砖上表面的A点,会在标尺上的两个位置出现光点(图中未画出),若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t,则在标尺上出现的两光点的距离为多少?(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射)答案ctC组2016