(word完整版)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.物理選彳3-4（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, 選又2個(gè)得4分，

2、選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1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J3,其底面鍍銀，底面的半徑是 3,、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 2A點(diǎn)。求該光線從球面射出的到玻璃球冠上的 M點(diǎn)，該光線的延長(zhǎng)線恰好過

3、底面邊緣上的 方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角。2015全國(guó)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X1與綠光的干涉條紋間距X2相比 X1 X2 （填“>” “V”或“=”）。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為 630nm,雙縫到屏幕的距離為 1m,測(cè)得第一條到第 6條 亮條紋中心間的距離為 10.5mm,則雙縫之間的距離為 mm。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8,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則（填正確答案標(biāo)號(hào)，選又t 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

4、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8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=J2。(1) 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 。點(diǎn)左側(cè)與。

5、相距F3R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻2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)鞑サ搅硪欢嗣妫蠊饩€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

6、 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, ZA=30°, / B=30°o一束平行于AC邊的光線自AB邊的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)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(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，以率為22 ,求鍍膜的面積與立方體表面積之

7、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=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 選彳3-4 (15分)(2) (10 分)*-3mA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4n=,光線的折射角 9=90 。3由折射定律有nsin i=sin 0CD由幾何關(guān)系有式中，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12h=

8、 712.6 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 0 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'= ,a2一h2x+l=a+h'式中h'=2 m。聯(lián)立 式得x=(3= 0.7 m 2016全國(guó)二卷答案：(1) ABC2016全國(guó)三卷答案：±ABo 令/ OAO'=a,工34.物理選彳33-4(15分)34. (2)答：設(shè)球半徑為 R,球冠底面中心為 有O',連接OO&

9、#39;,則OOOA 2氏cos a=QOA R即“=30°由題意MAXAB所以/ OAM=60由于設(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。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=T3得r=30。 作底面在N點(diǎn)的法線 NE,由于NE/ AM,有i'=30°根據(jù)反射定律，有i”=30°連接ON,由幾何關(guān)系知 ZXMANA MON,故有/ MNO=60由式得/ ENO=30于是/

10、 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3為 3=180° ZENO=15O°?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。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.1小sin一n由幾何關(guān)系有OE Rsin 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l 2

11、OE聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得l 乏R(ii )解：設(shè)光線在距 O點(diǎn)E3R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為2由幾何關(guān)系及。1式和已知條件得圖a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OG OC 后R2=60° >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 A點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有：nsin sin 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 2設(shè)AA線段在玻璃上表面的投影長(zhǎng)為L(zhǎng),由幾何

12、關(guān)系有：sin _L .Lh2由題意，紙片的半徑應(yīng)為：R=L+r 聯(lián)立以上各式可得：n Ji ()2R r2013全國(guó)一卷答案(i)設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁 > 0解析：設(shè)光線在端面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=nsinrD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ansin 0 =1 式中。是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角，它滿足由幾何關(guān)系得a +r=900由得siniwjn21C(ii) 光在玻璃絲中傳播速度的大小為v n光速在玻璃絲軸線上的分量為vx vsin 光線從玻璃絲端面 AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為t -L Vx光線在玻

13、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In2最長(zhǎng)，由式得 Tmax C2013全國(guó)二卷答案答案：（i）有=再；（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 :SO",對(duì)p、m出的折射, 由折射定律有加片犀曲了，簿誣”加工，解得：1 L由幾何關(guān)系可知/“陽=/，由光的反射定律有=/MNC 。解得NFM4 = 了,，則上曳了。解得：抬=力；件 9 sin C =由幾何關(guān)系可知，光線進(jìn)入棱鏡后在AC面的入射角60'。由 理可知，棱C = <60tf鏡對(duì)空氣的臨界角為m 。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。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nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于以 “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a .式中a為玻璃立方體的邊長(zhǎng)，有式得RA -a2、.n2 1由題給數(shù)據(jù)得RA a2由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是半徑為Ra的圓。