全國高考光學(xué)題

1、.全國高考光學(xué)題2016全國一卷。（2）（10分）如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m。從點光源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處的高凳上，他的眼睛到地面的高度為2.0 m。當他看到正前下方的點光源A時，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_。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1

2、個扣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周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應(yīng)強度垂直D利用電磁波傳遞信號可以實現(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，該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。2015全國

3、一卷（1）在雙縫干涉實驗中，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“”）。若實驗中紅光的波長為，雙縫到屏幕的距離為，測得第一條到第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 （填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣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光的波長小于b光的波長C. 玻璃磚對a光的

4、折射率小于對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光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距2014全國一卷（2）(9分)一個半圓柱形玻璃磚，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）一細數(shù)光線在O點左側(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的位置。2014全國二卷（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全國一卷(2)(9分)圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長度為L，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時間。2013全國二卷(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點攝入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出，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（2）（9分）一玻璃立方體中心有一點狀光源。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（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點的入射，經(jīng)過AB面反射后從N點射出，已知光線在M點的入射角為30，MOA=

7、60，NOB=30。求 （i）光線在M點的折射角 （ii）透明物體的折射率2016全國一卷答案：34物理選修3-4（15分）（2）（10分）（i）如圖，設(shè)達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)池底點光源A到水面入射點的水平距離為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全國二卷答案：34.物理選修3-4(15分)（1）ABC2016全國三卷答案：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點為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點，所考慮的光線的光路圖如圖所示。設(shè)光線在M點的入射角為i、折射角為r，在N點的入射角為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于入射光線的偏角為=180ENO=150評分參考：式各1分。2015全國一卷答案（1） 0.3002015全國二卷答案（1）ABD2014全國一卷答案（2）(9分) （i）解：在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進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點的C點射入后，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)會發(fā)生三次全反射，最后由G點射出，如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得 射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達C點射出。2014全國二卷答案（2）解析：如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的點折射，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為L，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全國一卷答案（2）(i)解析：（i）設(shè)光

11、線在端面AB上C點（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間為光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時間最長，由式得 2013全國二卷答案答案：（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點的入射角及M點的折射角均為，對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，光線進入棱鏡后在AC面的入射角。由可知，棱鏡對空氣的臨界角為。因此，光線在N點發(fā)生全反射，AC面無光線射出。2012全國新課標答案(2)解：如圖，考慮從玻璃立方體中心O點發(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點是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點。由題意，在A點剛好發(fā)生全反射，故 設(shè)線段OA在立方體上表面的投影長為RA，由幾何關(guān)系有式中a為