近5年光學(xué)真題解答版

1、選修3-4光學(xué)真題練習(xí)1.2016·全國卷34-2（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(dāng)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）?！敬鸢浮浚╥） （ii）0.7m【解析】 （i）光由A射向B發(fā)生全反射，光路如圖：由反射公式可知：得：；由，由幾何關(guān)系可得：所以水

2、深。（ii）光由A點射入救生員眼中光路圖如圖：由折射率公式：可知：，設(shè)，得帶入數(shù)據(jù)得：，由幾何關(guān)系得，救生員到池邊水平距離為【考點】全反射、折射定律。2.2016·全國卷34-2（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分每選錯一個扣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)強度均垂直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

3、，空間的電磁波隨即消失【答案】ABC【解析】電磁波在真空中傳播速度不變，與波長、頻率無關(guān)，A正確；電磁波的形成即是變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到，B正確；電磁波傳播方向與電場方向與磁場方向垂直，C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，E錯誤。3.2016·全國卷34-2（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。【

4、答案】考點：4.2015·全國卷34-1（1）在雙縫干涉實驗中，分別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1條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為 【答案】> 0.3005.2015全國卷34-1（1）（5分）如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，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個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A在玻璃中，a光的傳播速度小于

5、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室裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【答案】ABD6.2014全國卷(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)一細束光線在O點左側(cè)與O點相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置?！敬鸢浮?

6、i) R (ii) R【解析】 (i)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sin =由幾何關(guān)系有OE =Rsin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l =2OE聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得l =R(ii)設(shè)光線在距O點R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OG =OC =R射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達C點射出。7.2014&#

7、183;全國卷(2) ( 10分）一厚度為h的大平板玻璃水平放置，共下表面貼有一半徑為r的圓形發(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錢上。已知圓紙片恰好能完全遮檔住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線（不考慮反射），求平板玻璃的折射率?！敬鸢浮縣ABO2rLR【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A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)A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=Lr聯(lián)立以上各式可得：8.2013&#

8、183;全國卷（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宓淖铋L時間。AB【答案】(i) sini (ii)【解析】（i）設(shè)光線在端面AB上C點（如圖）的入射角為i，折射角為r，由折射定律有 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ABCDir 式中是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時的臨界角，它滿足 由幾何關(guān)系得 由式得 （ii）光在玻璃絲中傳播

9、速度的大小為 光速在玻璃絲中軸線方向的分量為 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傳播到其另一面所需的時間最長，由式得 9.2013全國卷（10分）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AC邊的光線自AB邊的P點射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出，若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等，(i)求三棱鏡的折射率；(ii)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出，寫出分析過程。（不考慮多次反射）【答案】n=，三棱鏡的AC邊無光線透出。ACBPMON【解析】(i)光路圖如圖

10、所示，圖中N點為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點。設(shè)光線在P點的入射角為i、折射角為r，在M點的入射角為、折射角依題意也為i，有 由折射定律有 由式得 為過M點的法線，為直角，AC，由幾何關(guān)系有 由發(fā)射定律可知 聯(lián)立式得 由幾何關(guān)系得 r=300 聯(lián)立式得 (ii)設(shè)在N點的入射角為，由幾何關(guān)系得 此三棱鏡的全反射臨界角滿足 由式得 此光線在N點發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒有光線透出。Ra/2A11.2012年課標卷（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【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。 現(xiàn)假設(shè)A點是上