光-高考真题精选

3 OG＝OC＝ 2 R.⑥(2 分)
射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返 回到达 C 点射出． 2、2014 年新课标Ⅱ卷第 34 题 一厚度为 h 的大平板玻璃水平放置，其下 表面贴有一半径为 r 的圆形发光面，在玻璃板 上表面放置一半径为 R 的圆纸片，圆纸片与圆 形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片 恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 (不考虑反射)，求平板玻璃的折射率． 答案：
－4
)
－3
A. 2.06× 10－7 m B. 2.06× 10－4 m C. 1.68× 10 答案：C m D. 1.68× 10 m
解析：本题考查双缝干涉条纹宽度的计算 l 公式， 根据公式计算就可以． 条纹间距 Δx＝dλ， l d＝Δxλ＝1.68× 10－4 m，C 正确．注意 1 nm＝10
2n2d 2h 答案： 2 2 ＋ccosi c n －sin i 解析：本题考查光在介质中的折射和反 射．解题的关键是找准光传播的路径．设光在
鳞片中的折射角为 γ ，根据折射定律 sini ＝ nsinγ.(1 分) 2d 在鳞片中传播的路程 l1＝ cosγ，根据传播 c l1 速度 v＝n，传播时间 t1＝ v .(1 分) 2n2d 解得 t1＝ 2 2 ，(1 分) c n －sin i 2h 同理， 在空气中的传播时间 t2＝ccosi.(1 分si.(1 分) c n －sin i 11、2013 年山东卷第 38(2)题 如图，三角形 ABC 为某透明介质的横截 面，O 为 BC 的中点，位于截面所在平面内的 一束光线自 O 以角 i 入射，第一次到达 AB 边 恰好发生全反射． 已知 θ＝15° ， BC 边长为 2L， 该介质的折射率为 2.求：
Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现 出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅 膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结 构的示意图如下图．一束光以入射角 i 从 a 点 入射，经过折射和反射后从 b 点出射．设鳞片 的折射率为 n，厚度为 d，两片之间空气层厚度 为 h.取光在空气中的速度为 c，求光从 a 到 b 所需的时间 t.
键是理解光在不同介质中传播时各物理量的变 化．只要不发生全反射，小球放在缸底什么位 置都可以看到，选项 A 错误；只有放射角小于 临界角的光才能从水面射出，选项 B 错误；光 的频率是由光源决定的，光从水中射入空气后 c 频率不变，选项 C 错误；由公式 n＝v知，光在 空气中的传播速度将增大，选项 D 正确．注意 光在不同介质中的传播过程各物理量的变化情 况，其频率由光源决定。 7、2014 年北京卷第 20 题 以往，已知材料的折射率都为正值 (n>0)．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<0)，称为负折射 率材料．位于空气中的这类材料，入射角 i 与 sini 折射角 r 依然满足sinr＝n，但是折射线与入射
b 光的偏折情况可判断 a 的折射率大于 b 的折 射率，即 na>nb，在同一块平板玻璃中的传播速 c c 度，va＝n <vb＝n ，因此垂直穿过同一块平板 a b d d 玻璃的时间 ta＝v >tb＝v ，故 A 正确；全反射 a b 1 临界角 sinC＝n，na＜nb，a 的全反射临界角比 b 光的小，B 正确；na∝nb，说明频率 va>vb， 在真空中的波长 λa>λb， 同一双缝干涉的条纹间 距 Δx>λ，因此 a 光形成的相邻亮条纹间距小， C 错误；照射同一金属装置发生光电效应时电 子最大初动能 Ek0＝hν－W， 用 a 光照射时产生 的光电子的最大初动能大于 b 光的， D 错误． 不 同色光对同一介质的折射率不同， 频率越大的， 折射率越大． 10、2014 年江苏卷第 12(B)题
光 1、2014 年新课标Ⅰ卷第 34（2）题 一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为 R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图 所示．玻璃的折射率为 n＝ 2.
(1) 一 束 平 行 光 垂 直 射 向 玻 璃 砖 的 下 表 面．若光线到达上表面后，都能从该表面射出， 则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？ 3 (2)一细束光线在 O 点左侧与 O 相距 2 R 处垂直于 AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖 射出点的位置．
则下列判断正确的是(
)
A. 若 θ>θ2， 光线一定在 OP 边发生全反射 B. 若 θ>θ2，光线会从 OQ 边射出 C. 若 θ<θ1，光线会从 OP 边射出 D. 若 θ<θ1，光线会在 OP 边发生全反射 答案：D 解析：考查光的全反射知识，解题的关键 是找出临界角．θ>θ2 时，光线射到 OP 面的入 射角将变小， 可能小于临界角而不发生全反射， 此时射到 OQ 的光线夹角将变大，不会从 OQ 边射出，选项 A、B 错误；θ<θ1 时，光线射到
h 2 1＋ R－r
解析：如图，考虑从圆纸片形发光面边缘 的 A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃板 上表面的 A′点折射，根据折射定律有
nsinθ＝sinα.①(3 分) 式中，n 是玻璃的折射率，θ 是入射角，α 是折射角． 现假设 A′恰好在纸片边缘．由题意，在 A′ 点刚好发生全反射，故 π α＝2.②(3 分) 设 AA′线段在玻璃上表面的投影长为 L， 由 几何关系有 L sinθ＝ 2 2.③(2 分) L ＋h 由题意，纸片的半径应为
错误；C 图中光线在玻璃空气界面既有反射又 有折射，因为是从光密介质进入光疏介质，折 射角应大于入射角，C 错误；D 图中光线从空 气射向玻璃， 折射角应小于入射角， D 错误． 解 答此类问题：从光密介质射向光疏介质，入射 角小于折射角，反之，入射角大于折射角；从 光密介质射向光疏介质才能发生全反射． 4、2014 年广西卷第 17 题 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589nm 的光，在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉 图样．图样上相邻两明纹中心间距为 0.350cm， 则双缝的间距为(
由折射定律得 1 sinC＝n.①(1 分) 代入数据得 C＝45° .②(1 分) 设光线在 BC 面上的折射角为 r， 由几何关 系得 r＝30° .③(1 分) 由折射定律得 sini n＝sinr.④ 联立③④式，代入数据得 i＝45° .⑤(1 分) (ⅱ)在△OPB 中，根据正弦定理得 OP L ＝ . ⑥ (1 分 ) sin75° sin45° 设所用时间为 t， 光线在介质中的速度为 v， 得
线位于法线的同一侧 (此时折射角取负值 )．现 空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一 束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该 材料对此电磁波的折射率 n＝－1，正确反映电 磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )
答案：
B
解析：本题考查折射定律问题，关键要明 确负折射率材料的特点．根据题中所给负折射
OP＝vt，⑦(1 分) c v＝n.⑧(1 分) 联立⑥⑦⑧式，代入数据得 6＋ 2 t＝ 2c L.⑨(1 分) 点评： 光在介质中的传播是高考中的重点， 主要是应用几何知识和折射定律，结合运动学 公式进行求解．
OP 面的入射角将变大， 会在 OP 面发生全反射． 6、2014 年四川卷第 3 题 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：D 解析：本题考查光的折射问题，解题的关
材料的性质，入射光线和折射光线位于法线的 同一侧可知，A、D 选项不正确．根据折射定 sini 律sinr＝n＝－1， 所以同一侧的入射角等于折射 角，B 对，C 不正确．本题命题情景新颖，具 有创新性，但本质还是考查折射定律，考查了 考生的阅读、理解能力． 8、2014 年浙江卷第 18 题 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 )
－9
m.
5、2014 年重庆卷第 11 题 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 θ 切割在 θ1<θ<θ2 的范 围内， 才能使从 MN 边垂直入射的光线， 在 OP 边和 OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光 线第一次射到 OP 边并反射到 OQ 边后射向 MN 边的情况)，
由几何关系有 OE＝Rsinθ.②(2 分) 由对称性可知， 若光线都能从上表面射出，
光束的宽度最大为 l＝2OE.③(1 分) 联立①②③式，代入已知数据得 L＝ 2R.④(1 分) 3 (2)设光线在距 O 点 2 R 的 C 点射入后， 在 上表面的入射角为 α，由几何关系及①式和已 知条件得 α＝60° >θ.⑤(2 分) 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
A. 垂直穿过同一平板玻璃，a 光所用的时 间比 b 光长 B. 从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比 b 光的小 C. 分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成 的相邻亮条纹间距小 D. 若照射同一金属装置都能发生光电效 应，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大 答案：AB 解析：本题考查了三棱镜对光的色散．解 题关键根据偏折程度确定折射率的大小．由 a、
解析：本题考查了折射定律的应用、全反 射、色光的速度及色光的干涉．解题关键熟练 掌握各部分内容． 红光对水的折射率比蓝光小， c c 即 n 红<n 蓝，v 红＝ >v 蓝＝ ，A 错误；光从光 n红 n蓝 密介质进入光疏介质才能发生全反射， B 错误； 由于光线从水中射向空气时要发生折射，使水 中的物体看起来比实际要浅，C 正确；根据实 验条纹间距公式 Δx∝λ，故 D 正确． 9、2014 年天津卷第 8 题 一束由两种频率不同的单色光组成的复色 光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成 a、b 两束，如图所示，则 a、b 两束光( )