全國(guó)高考光學(xué)題

1、.全國(guó)高考光學(xué)題2016全國(guó)一卷。（2）（10分）如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m。從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為。（i）求池內(nèi)的水深；（ii）一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到地面的高度為2.0 m。當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45。求救生員的眼睛到池邊的水平距離（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。2016全國(guó)二卷。34物理選修34（15分）（1）（5分）關(guān)于電磁波，下列說法正確的是_。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1

2、個(gè)扣3分，最低得分為0分）A電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直D利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失2016全國(guó)三卷。（2）（10分）如圖，玻璃球冠的折射率為，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的倍；在過球心O且垂直于底面的平面（紙面）內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線的延長(zhǎng)線恰好過底面邊緣上的A點(diǎn)。求該光線從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角。2015全國(guó)

3、一卷（1）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距與綠光的干涉條紋間距相比 （填“”“”或“”）。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為，雙縫到屏幕的距離為，測(cè)得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為 。2015全國(guó)二卷34.(1)(5分) 如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻 璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則 （填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分） A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B. 在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C. 玻璃磚對(duì)a光的

4、折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距2014全國(guó)一卷（2）(9分)一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n=。（i）一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？（ii）一細(xì)數(shù)光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置。2014全國(guó)二卷（2）（10分）一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的

5、圓形發(fā)光面。在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上。已知圓紙片恰好能完全擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線（不考慮反射），求平板玻璃的折射率。2013全國(guó)一卷(2)(9分)圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長(zhǎng)度為L(zhǎng)，折射率為n， AB代表端面，已知光在真空中的傳播速度為c(i)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足 的條件； (ii)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間。2013全國(guó)二卷(2)(10分)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A=30，B=30。一束平行于AC邊的光線自AB邊

6、的p點(diǎn)攝入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出，若光線在P店的入射角和在M店的折射角相等（i）求三棱鏡的折射率（ii）在三棱鏡的AC邊是否有光線逸出，寫出分析過程。（不考慮多次反射）2012新課標(biāo)（2）（9分）一玻璃立方體中心有一點(diǎn)狀光源。今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體。已知該玻璃的折射率為，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值。2011新課標(biāo)（2）一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，地面AOB鍍銀，（圖中粗線），O表示半圓截面的圓心，一束光線在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)的入射，經(jīng)過AB面反射后從N點(diǎn)射出，已知光線在M點(diǎn)的入射角為30，MOA=

7、60，NOB=30。求 （i）光線在M點(diǎn)的折射角 （ii）透明物體的折射率2016全國(guó)一卷答案：34物理選修3-4（15分）（2）（10分）（i）如圖，設(shè)達(dá)到池邊的光線的入射角為i。依題意，水的折射率n=，光線的折射角=90。由折射定律有nsin i=sin 由幾何關(guān)系有sin i=式中，l=3 m，h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得h=m2.6 m（ii）設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的距離為x。依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角為=45。由折射定律有nsin i=sin 式中，i是光線在水面的入射角。設(shè)池底點(diǎn)光源A到水面入射點(diǎn)的水平距離為a。由幾何關(guān)系有sin i=x+l=a+h 式中h

8、=2 m。聯(lián)立式得x=(31)m0.7 m2016全國(guó)二卷答案：34.物理選修3-4(15分)（1）ABC2016全國(guó)三卷答案：34（2）答：設(shè)球半徑為R，球冠底面中心為O，連接OO，則OOAB。令OAO=，有cos =即=30由題意MAAB所以O(shè)AM=60設(shè)圖中N點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，所考慮的光線的光路圖如圖所示。設(shè)光線在M點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在N點(diǎn)的入射角為i，反射角為i，玻璃折射率為n。由于OAM為等邊三角形，有i=60由折射定律有sin i=nsin r代入提給條件n=得r=30作底面在N點(diǎn)的法線NE，由于NEAM，有i=30根據(jù)反射定律，有i=30連接ON，由幾何關(guān)

9、系知MANMON，故有MNO=60由式得ENO=30于是ENO為反射角，ON為反射光線。這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線相對(duì)于入射光線的偏角為=180ENO=150評(píng)分參考：式各1分。2015全國(guó)一卷答案（1） 0.3002015全國(guó)二卷答案（1）ABD2014全國(guó)一卷答案（2）(9分) （i）解：在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖。由全反射條件有 由幾何關(guān)系有圖a 由對(duì)稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為 聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得 （

10、ii）解：設(shè)光線在距O點(diǎn)的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為，由幾何關(guān)系及式和已知條件得=60 光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最后由G點(diǎn)射出，如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得 射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出。2014全國(guó)二卷答案（2）解析：如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有： 式中，n是玻璃的折射率，是入射角，是折射角現(xiàn)假設(shè)恰好在紙片邊緣，由題意，在A剛好發(fā)生全反射，故 設(shè)線段在玻璃上表面的投影長(zhǎng)為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系有： 由題意，紙片的半徑應(yīng)為：R=L+r 聯(lián)立以上各式可得： 2013全國(guó)一卷答案（2）(i)解析：（i）設(shè)光

11、線在端面AB上C點(diǎn)（如上圖）的入射角為i,折射角為r,由折射定律有 sini=nsinr 設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為,為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播，應(yīng)有 式中是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角，它滿足nsin=1由幾何關(guān)系得 +r=900 由得sini (ii) 光在玻璃絲中傳播速度的大小為 光速在玻璃絲軸線上的分量為 光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長(zhǎng)，由式得 2013全國(guó)二卷答案答案：（i）；（ii）AC面無光線射出解析：本題考查光的折射，涉及全反射。較容易。做出光在三棱鏡中的傳播

12、路線如圖所示，由幾何關(guān)系可知，光在P點(diǎn)的入射角及M點(diǎn)的折射角均為，對(duì)P、M出的折射，由折射定律有，解得：。由幾何關(guān)系可知，由光的反射定律有。解得，則。解得：；由幾何關(guān)系可知，光線進(jìn)入棱鏡后在AC面的入射角。由可知，棱鏡對(duì)空氣的臨界角為。因此，光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射，AC面無光線射出。2012全國(guó)新課標(biāo)答案(2)解：如圖，考慮從玻璃立方體中心O點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射。根據(jù)折射定律有 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角?，F(xiàn)假設(shè)A點(diǎn)是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點(diǎn)。由題意，在A點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故 設(shè)線段OA在立方體上表面的投影長(zhǎng)為RA，由幾何關(guān)系有式中a為