考點(diǎn)16光學(xué)匯編

1、熊丫圓學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌溫馨提示：此題庫(kù)為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀(guān)看比例，關(guān)閉Word文檔返回原板塊。考點(diǎn)16光學(xué)一、選擇題1. (2013北京高考)如圖所示，一束可見(jiàn)光射向半圓形玻璃石專(zhuān)的圓心。，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和bo下列判斷正確的是()A.玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率B.a光的頻率大于b光的頻率C.在真空中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)D.a光光子能量小于b光光子能量【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析：(1)比較兩種單色光的入射角和折射角的大小，結(jié)合光路可逆原理，利用折射率n=血進(jìn)行判斷。sinr(2)根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系比較兩種光的頻率的

2、大小。(3)利用c=Xy和E=hv比較光的波長(zhǎng)和光子的能量?！窘馕觥窟xB。根據(jù)光路可逆原理©光的入射角大于b光,但折射角相同，根據(jù)n=皿可知玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率,A錯(cuò)誤;根據(jù)折射率與頻率sinr的關(guān)系，折射率越大頻率越大，a光的折射率大，所以a光的頻率大，故B正確;由于a光的頻率大，由c=1丫可知a光的波長(zhǎng)小，C錯(cuò)誤;光子的能量E=hv，所以a光光子能量大于b光光子能量，D錯(cuò)誤。2. (2013福建高考)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是()【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn)(1)不

3、同色光折射率不同，以相同入射角進(jìn)入另一種介質(zhì)折射角不同。(2)七色光中紅光折射率最小，紫光折射率最大?！窘馕觥窟xB。光射向三棱鏡經(jīng)兩次折射向底邊偏折，紫光折射率最大，向底邊偏折多,BXtA、C、D錯(cuò)。3. (2013大綱版全國(guó)卷)下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是()A.雨后天空出現(xiàn)彩虹B.通過(guò)一個(gè)狹縫觀(guān)察日光燈可看到彩色條紋C.海市蜃樓現(xiàn)象D.日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：(1)熟悉常見(jiàn)光現(xiàn)象的形成原因。(2)知道什么是光的衍射現(xiàn)象?！窘馕觥窟xB。光在傳播過(guò)程中若遇到尺寸比光的波長(zhǎng)大得不多的障礙物時(shí)，光會(huì)傳到障礙物的陰影區(qū)并形成明暗變化的光強(qiáng)分布的現(xiàn)象是

4、光的衍射現(xiàn)象，通過(guò)一個(gè)狹縫觀(guān)察日光燈看到彩色條紋，就是光的衍射現(xiàn)象出對(duì);雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象，是由于光的折射形成的，A錯(cuò);海市蜃樓現(xiàn)象是光的折射現(xiàn)象,C錯(cuò);日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)的彩色條紋，是光的干涉現(xiàn)象，D錯(cuò)。4. （2013四JI高考）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法，正確的是（）A.電磁波只能在真空中傳播B.電場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)一定產(chǎn)生電磁波C.做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下兩點(diǎn)：（1）電磁波的形成和傳播；（2）赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。【解析】選C。電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，故選項(xiàng)

5、A錯(cuò)誤;若電場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，則不能產(chǎn)生電磁波，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間激發(fā)磁場(chǎng)，從而會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波，故選項(xiàng)C正確;赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.（2013四川高考）光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知（）A.折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說(shuō)明光是縱波B.光總會(huì)分為反射光和折射光C.折射光與入射光的傳播方向總是不同的D.發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下四點(diǎn)：-3 -熊丫圓學(xué)子夢(mèng)想 鑄金字品牌(1)橫波和縱波都能發(fā)生折射現(xiàn)象；(2)當(dāng)光發(fā)生全反射時(shí)，沒(méi)有折射光；(3)當(dāng)光垂直分界面入射時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化

6、；(4)光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，從而發(fā)生折射?！窘馕觥窟xD。橫波和縱波都能發(fā)生折射現(xiàn)象，故折射現(xiàn)象并不能說(shuō)明光是縱波，光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，說(shuō)明光是橫波，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;光在發(fā)生全反射時(shí)，沒(méi)有折射光,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)入射光垂直射到分界面時(shí)，折射光與入射光的傳播方向是相同的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，從而發(fā)生折射，故選項(xiàng)D正確。6.(2013天津高考)固定的半圓形玻璃石專(zhuān)的橫截面如圖，0點(diǎn)為圓心,00'為直徑MN的垂線(xiàn)。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃石專(zhuān)右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向0點(diǎn),入射光線(xiàn)與00'夾角0較小時(shí)，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩

7、個(gè)光斑，逐漸增大0角，當(dāng)0=%時(shí)，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大。角，當(dāng)8=B時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則()A.玻璃石專(zhuān)對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的大B.A光在玻璃石專(zhuān)中傳播速度比B光的大C.%<0<B時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑DJ3<0<：時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析(1)屏上出現(xiàn)一個(gè)光斑的原因；(2)A光和B光發(fā)生全反射的條件?！窘馕觥窟xA、Do由題可知A光在玻璃石專(zhuān)中的臨界角為,玻璃石專(zhuān)對(duì)A光的折射率為nA=',B光在玻璃磚中的臨界角為(3，玻璃磚對(duì)B光的折射率為sin二1二,由于<(3,故nA>nB,

8、A正確；由波速公式v=，可判斷Va<Vb,B錯(cuò)誤;當(dāng)<sin-n0<B時(shí),A光發(fā)生全反射,B光沒(méi)有發(fā)生全反射，光屏上有兩個(gè)光斑，當(dāng)(3<。<、時(shí),A光和B光都發(fā)生全反射，光屏PN區(qū)域只有一個(gè)光斑，C錯(cuò),D對(duì)。7. (2013浙江高考)與通常觀(guān)察到的月全食不同，小虎同學(xué)在2012年12月10日晚觀(guān)看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫(huà)了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是()大氣層地球JO月球A.地球上有人用紅色激光照射月球B.太陽(yáng)照射到地球的紅光反射到月球C.太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球D.太陽(yáng)光中的紅光在月球表面形成干涉條紋【解題指南】解

9、答本題可按以下思路進(jìn)行：(1)形成月全食的物理?xiàng)l件；(2)看到月亮是暗紅色的合理性。【解析】選C。月全食時(shí)不可能有人用很大能量的紅色激光照射月球，故A項(xiàng)錯(cuò)誤;只有地球擋住了太陽(yáng)光，才能形成月全食，不會(huì)是太陽(yáng)光照射到地球，再反射到月球上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤;太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，符合物理原理，故-5 -熊丫圓學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌C項(xiàng)正確;太陽(yáng)光中的紅光在月球表面不滿(mǎn)足形成干涉的條件，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8. (2013浙江高考)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B.手機(jī)在通話(huà)時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳

10、播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線(xiàn)波長(zhǎng)相同【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行：(1)機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，電磁波是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互轉(zhuǎn)化，波都可以傳遞信息；(2)波的傳播速度由介質(zhì)決定，波長(zhǎng)由振源和介質(zhì)共同決定?！窘馕觥窟xB°A項(xiàng)中電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息，由此判斷A錯(cuò)誤;B項(xiàng)中手機(jī)在通話(huà)時(shí)，涉及的波既有電磁波又有聲波臼項(xiàng)正確;C項(xiàng)中，太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光的傳播速度遠(yuǎn)大于醫(yī)院“B超”中的超聲波的傳播速度，C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中,遙控器發(fā)出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)大于醫(yī)院“CT”中的X射線(xiàn)波長(zhǎng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9. (2013上海高考)電磁波與機(jī)械波具有的共同性質(zhì)

11、是()A.都是橫波B.都能傳輸能量C.都能在真空中傳播D.都具有恒定的波速【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下兩點(diǎn)：(1)電磁波與機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是都能傳輸能量；(2)具有波的共性。【解析】選B。電磁波是橫波，但機(jī)械波有橫波也有縱波，A錯(cuò)誤;機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，兩者在不同介質(zhì)中波速不同，C、D錯(cuò)誤;電磁波與機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是都能傳輸能量出正確。10. （2013上海高考）白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的（）A.傳播速度不同B.強(qiáng)度不同C.振動(dòng)方向不同D.頻率不同【解題指南】光的頻率不同，介質(zhì)對(duì)光的折射率不同?！窘馕觥窟xD。白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，

12、其原因是不同色光的頻率不同。二、填空題11. （2013江蘇高考）如圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線(xiàn)同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v（v接近光速c）。地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng),則A測(cè)得兩飛船間的距離（選填“大于”“等于”或“小于"）L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào),A測(cè)得該信號(hào)的速度為。【解題指南】理解相對(duì)論原理和相對(duì)論效應(yīng)?！窘馕觥扛鶕?jù)相對(duì)論原理，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，空間距離會(huì)變短，A與B是相對(duì)靜止的，但相對(duì)于地球卻以接近光速的速度在飛行，故在地面上測(cè)得的距離會(huì)比較短，而在飛船上測(cè)得的距離會(huì)比較長(zhǎng)。根據(jù)相對(duì)論的光速不變?cè)?A測(cè)得信號(hào)的速度為光速?！敬鸢浮看笥诠馑偃⒂?jì)算題-8 -QY圓

13、學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌12. （2013江蘇高考）如圖為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面,ABLBC。光線(xiàn)垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線(xiàn)垂直BC射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是多少？（計(jì)算結(jié)果可用三角函數(shù)表示）D）-平面鏡Z至CCD【解題指南】理解發(fā)生全反射的條件。【解析】由題意知，入射角=225,光線(xiàn)在CD面和EA面上發(fā)生了全反射，則折射率最小值為n=一1一7sin225答案sin22.513. （2013山東高考）如圖所示,ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線(xiàn)由O點(diǎn)垂直AD邊射入。

14、已知棱鏡的折射率On=反AB=BC=8cm,OA=2cm,/OAB=60求光線(xiàn)第一次射出棱鏡時(shí)，出射光線(xiàn)的方向。第一次的出射點(diǎn)距Ccm。-9 -【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)知道全反射公式sinC=1及發(fā)生全反射的條件。n【解析】根據(jù)公式n=sin C熊丫圓學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌將n=也代入，該玻璃的臨界角為C=45光線(xiàn)從O點(diǎn)垂直AD射入后不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，恰好射到AB的中點(diǎn)，根據(jù)截面的幾何關(guān)系可知，入射角等于60°,大于臨界角，發(fā)生全反射，恰好射到BC的中點(diǎn)，入射角仍等于60。，在此位置再一次發(fā)生全反射，射到CD邊上的O'點(diǎn),入射角等于30°,設(shè)折射角為B。光路圖如圖所示由折射定

15、律及光路可逆原理可得"篇解得（3=45由光路圖，根據(jù)幾何知識(shí)可得：第一次出射點(diǎn)。距C的距離為O'C=BCtan30=433cmI答案】與豎直方向成450角斜向下手14. （2013新課標(biāo)全國(guó)卷I）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)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co（i）為使光線(xiàn)能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣妫蠊饩€(xiàn)在端面AB上的入射角應(yīng)滿(mǎn)足的條件；（ii）求光線(xiàn)從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間。【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解以下兩點(diǎn)：(1)分析光的折射和全反射現(xiàn)象及相應(yīng)的臨界現(xiàn)象；(2)找到光線(xiàn)從玻璃絲的A

16、B端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L(zhǎng)時(shí)間的條件，即光在側(cè)壁上恰好發(fā)生全反射?！窘馕觥?i)設(shè)光線(xiàn)在端面AB上C點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,由折射定律有sini=nsinr設(shè)光線(xiàn)射向玻璃絲內(nèi)壁D點(diǎn)的入射角為,為了使該光線(xiàn)可在光導(dǎo)纖維中傳播式子中，0是光線(xiàn)在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿(mǎn)足nsin0=1由幾何關(guān)系得%+r=90由式得siniw行二？(ii)光在玻璃絲中傳播速度的大小為v=-n光速在玻璃絲軸線(xiàn)方向的分量為vz=vsin%光線(xiàn)從玻璃絲端面AB傳播到其另一個(gè)端面所需時(shí)間為T(mén)=-vz光線(xiàn)在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線(xiàn)從端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間最長(zhǎng)，由式得Tmax=Ln：c【

17、答案】(i)入射角應(yīng)滿(mǎn)足sini病W(ii)應(yīng)c15. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷H)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,/A=30°,/B=60°。一束平行于A(yíng)C邊的光線(xiàn)自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在A(yíng)C邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出，若光線(xiàn)在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)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(xiàn)透出？寫(xiě)出分析過(guò)程。(不考慮多次反射)【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行：(1)畫(huà)出光線(xiàn)的傳播光路圖；(2)根據(jù)幾何關(guān)系求出入射角和折射角；(3)根據(jù)折射率定義計(jì)算介質(zhì)的折射率；(4)分析發(fā)生全反射的條件。【解析】(i)光路如圖所示，設(shè)光線(xiàn)在

18、P點(diǎn)的入射角為i,折射角為r,因光線(xiàn)平行AC射入，所以i=60°,由折射定律得，對(duì)于P處折射有sini=nsinr,對(duì)于M處折射有nsinr'=sini,所以r=r',又OO'/AC,/MNC=r',/ANP=/MNC=r,根據(jù)三角形的外角等于不相鄰的兩內(nèi)角之和，得r=30。，所以皿esinr(ii)發(fā)生全反射的臨界角C滿(mǎn)足sinC=)=，由圖可知，在N處反射的入射角in3二60。，即sini二*,所以入射角i>C,符合發(fā)生全反射的條件，在A(yíng)C邊沒(méi)有光線(xiàn)透出?！敬鸢浮?i)73(ii)見(jiàn)解析16.(2013重慶高考)利用半圓柱形玻璃，可減小激光光束的發(fā)散程度。在如圖所示的光路中，A為激光的出射點(diǎn)，0為半圓柱形玻璃橫截面的圓心，AO過(guò)半圓頂點(diǎn)。若某條從A點(diǎn)