歷年北京高中物理合格性考試匯編：光學(教師版)

1、歷年北京高中物理合格性考試匯編：光學一.選擇題（共8小題）1. （2020北京學業(yè)考試）小明同學設計了一個用刻度尺測半圓形玻璃磚折射率的實驗，如圖所示他進行的主要步 驟是：A.用刻度尺測玻璃磚的直徑AB的大小d：B.先把白紙固定在木板上，將玻璃磚水平放置在白紙上，用筆描出玻璃磚的邊界，將玻璃磚移走，標出玻璃磚 的圓心0、直徑AB、AB的法線OC：C.將玻璃磚放回白紙的原處，長直尺MN緊靠A點并與直徑AB垂直放置：D.調行激光器，使PO光線從玻璃磚圓弧而沿半徑方向射向圓心O,并使長直尺MN的左右兩側均出現(xiàn)亮點， 記下左側亮點到A點的距離xi,右側亮點到A點的距離X2。關于上述實驗，以下說法不正確

2、的是（）A.在NBOC的范圍內，改變入射光線PO的入射角，直尺MN上可能只出現(xiàn)一個亮點B.左側亮點到A點的距離xi 一定大于右側亮點到A點的距離x2C.左側亮點到A點的距離xi 一定小于右側亮點到A點的距離X2D.要使左側亮點到A點的距離xi增大，應減小入射角2. （2020北京學業(yè)考試）下列說法中正確的是（）A.水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了薄膜干涉現(xiàn)象B.雷達發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產生的C.拍攝玻璃櫥窗內的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光D.紅色和藍色的激光在同種介質中傳播時波長可能相同3. （2020北京學業(yè)考試）如圖所示，有一束平行

3、于等邊三棱鏡截而ABC的單色光從空氣射入E點，并偏折到F 點，已知入射方向與邊AB的夾角為0 = 30 , E、F分別為邊AB、BC的中點，則下列說法錯誤的是（）B F CA.該棱鏡的折射率為如B.光在F點發(fā)生全反射C.光從空氣進入棱鏡，波長變短D.光從空氣進入棱鏡，波速變小4. （2013豐臺區(qū)學業(yè)考試）生活中我們常用遙控器遙控電視機.遙控器與電視機之間傳遞的信號是（）A.紅外線B.紫外線C. X射線D. 丫射線5. （2008東城區(qū)學業(yè)考試）如圖所示，一束光以入射角i從空氣射入某種介質，若折射角為r,則該介質的折射 率門為（）A.上B.五迎C.三D.包二tsinrisini6. （2007

4、北京學業(yè)考試）如圖所示，一束光從空氣射入某種玻璃，已知這種玻璃的折射率n=J，.若測得此時的入射角i=45 ,則此時的折射角I為（）A. 15B. 30C. 45D. 607. （2005昌平區(qū)學業(yè)考試）光線以某一入射角從空氣射入折射率為晶的玻璃中，折射光線恰好跟反射光線垂 直，則入射角等于（）A. 0B. 30C. 45D. 608. （2005東城區(qū)學業(yè)考試）一條光線由水中斜射入空氣，當入射角由0逐漸增大到90時，以下判斷中正確的是（）A.折射角只能在0到臨界角之間變化B.折射角始終小于90 ,根本不可能發(fā)生全反射C.折射角始終大于入射角，當折射角等于90時，發(fā)生全反射D.入射角正弦與折射

5、角正弦之比將逐漸增加 二.計算題（共1小題）9. （2020北京學業(yè)考試）激光已經深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率 和利用雙縫干涉測量激光的波長。（1）如圖所示，在水平面上方適當位置固定激光光源，使其發(fā)射與水平而成30角斜向下的激光，在水平光屏 上M點呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平而的長方體玻璃磚，激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚 厚度為d=J&m, MN=b=2cm。根據以上信息，求該玻璃磚的折射率n：（2）為測量該激光的波長，將激光垂直射向間距為d的雙縫（每個縫的寬度很窄，寬度可忽略），在雙縫后面 距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋。現(xiàn)使測量

6、頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經測量得出5條 亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長。10/10歷年北京高中物理合格性考試匯編：光學參考答案與試題解析一.選擇題（共8小題）1. （2020北京學業(yè)考試）小明同學設計了一個用刻度尺測半圓形玻璃磚折射率的實驗，如圖所示他進行的主要步 驟是：A.用刻度尺測玻腐磚的直徑AB的大小d：B.先把白紙固定在木板上，將玻璃磚水平放置在白紙上，用筆描出玻璃磚的邊界，將玻璃磚移走，標出玻璃磚 的圓心0、直徑AB、AB的法線OC：C.將玻璃磚放回白紙的原處，長直尺MN緊靠A點并與直徑AB垂直放置；D.調行激光器，使PO光線從玻璃磚圓弧而沿半徑方向射向圓心O,并使

7、長直尺MN的左右兩側均出現(xiàn)亮點，記下左側亮點到A點的距離X,右側亮點到A點的距離X2。關于上述實驗，以下說法不正確的是（）A.在NBOC的范圍內，改變入射光線PO的入射角，直尺MN上可能只出現(xiàn)一個亮點B.左側亮點到A點的距離Xi 一定大于右側亮點到A點的距離X2C,左側亮點到A點的距離xi 一定小于右側亮點到A點的距離x2D.要使左側亮點到A點的距離xi增大，應減小入射角【分析】入射角增大，當入射角大于或等于全反射的臨界角，則不會有折射光線，MN上出現(xiàn)一個亮點：作出光路圖，根據幾何知識求解左側亮點到A點的距離xi與右側亮點到A點的距離X2,從而比較其大小關系：根據X的表達式分析解答。【解答】解

8、：A、當入射角大于等于發(fā)生全反射的臨界角時，只有反射光線沒有折射光線，則直尺MN上只出現(xiàn) 一個亮點，故A正確：BC、光從玻嘀射入.真空，光路圖如圖所示,N折射角B大于入射角。，通過幾何關系知，乂尸多B Vx2=V8ta ,故B錯誤，C正確; 乙乙D、減小入射角，則折射角減小仇XI增大，故D正確。本題選錯誤的，故選：Bo【點評】解決該題需要明確知道MN上的兩個亮點是由于光線在AB發(fā)生折射和反射現(xiàn)象所造成的，能根據幾何 知識分析得到XI和X2的表達式，掌握全反射的條件。2. （2020北京學業(yè)考試）下列說法中正確的是（）A.水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了薄膜干涉現(xiàn)象B.雷達發(fā)射的電

9、磁波是由均勻變化的電場或磁場產生的C.拍攝玻璃櫥窗內的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光D.紅色和藍色的激光在同種介質中傳播時波長可能相同【分析】水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分發(fā)生了全反射現(xiàn)象：電磁波是由周期性變化的電場或磁場產生的：在鏡頭前加一個偏振片可以減弱櫥窗玻璃表面的反射光：光在傳播過程中頻率不變，波速越大，波長越長?！窘獯稹拷猓篈、水中的氣泡看上去比較明亮是因為光從水中射向氣泡時，有一部分光發(fā)生了全反射現(xiàn)象，故A 錯誤：B、均勻變化的電場或磁場只能產生恒定的磁場或電場，不能形成電磁波，雷達發(fā)射的電磁波一定是由周期性變 化的電場或周期性變化的磁場產生的，故

10、B錯誤；C、拍攝玻璃櫥窗內的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表而的反射光，故C正確：D、紅色和藍色激光頻率不同，在同一種介質中傳播時波速不同，波長不同，故D錯誤。故選：Co【點評】該題考查對電磁波的產生以及光的本性的理解，都是一些記憶性的知識點的內容，在平時的學習過程 中多加枳累就可以做好這一類的題目，注意周期性變化的與均勻的變化區(qū)別，及光的全反射條件。3. （2020北京學業(yè)考試）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截而ABC的單色光從空氣射入E點，并偏折到F 點，已知入射方向與邊AB的夾角為8 = 30 , E、F分別為邊AB、BC的中點，則下列說法錯誤的是（）A.該棱鏡的折射率為

11、愿B.光在F點發(fā)生全反射C.光從空氣進入棱鏡，波長變短D.光從空氣進入棱鏡，波速變小【分析】由幾何知識分別得到光線在BC而上的入射角和AB面上的折射角，根據光路可逆性原理，知光在F點 不可能發(fā)生全反射，從F點出射的光束與BC的夾角為0.由折射定律求折射率。結合幾何知識分析求光的偏折 角。光從空氣進入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長變小?！窘獯稹拷猓篈、在E點作出法線可知入射角為60 ,折射角為30 ,由n=軍里一可得折射率為必，故A smSO正確：B、由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，故B錯誤；CD、由公式v=可知，光從空氣進入棱鏡，波速變小，根據人介=:空氣,光

12、從空氣進入棱鏡，波長變短， nn故CD正確。本題選擇錯誤的故選：B。【點評】本題是折射定律的應用問題，根據幾何知識與折射定律結合進行處理。要知道光從一種介質進入另一 種介質時頻率不變，波速和波長會發(fā)生改變。4. （2013豐臺區(qū)學業(yè)考試）生活中我們常用遙控器遙控電視機.遙控器與電視機之間傳遞的信號是（）10/ 10A.紅外線B.紫外線C. X射線D. 丫射線【分析】電視機的遙控器發(fā)出的是紅外線，是不可見光，它能對電視機進行遙控.【解答】解：電視機遙控器是利用紅外線實現(xiàn)對電視機遙控的。故選：Ao【點評】本題考查了紅外線在生活中的應用，是一道基礎題，注意紅外線與紫外線的區(qū)別.5. （2008東城區(qū)

13、學業(yè)考試）如圖所示，一束光以入射角i從空氣射入某種介質，若折射角為r,則該介質的折射 率11為（）A.上B.如C.三D.yginrisini【分析】根據光的折射定律求出介質的折射率大小.【解答】解：根據折射定律得，n=粵匚.故B正確，A、C、D錯誤。 sinr故選：B?！军c評】解決本題的關鍵掌握光的折射定律，并能靈活運用.若光從介質進入空氣，可以采取光的可逆原理求 解.6. （2007北京學業(yè)考試）如圖所示，一束光從空氣射入某種玻璃，已知這種玻璃的折射率n=J2.若測得此時的 入射角i=45。，則此時的折射角為（）A. 15B. 30C. 45D, 60【分析】根據入射角的大小，結合折射定律1

14、1=田血求出折射角的大小.sinr【解答】解：根據折射定律得，】=粵匚sinr即亞二si?45。解得 sinr=”J sinr2則r=30 .故B正確，A、C、D錯誤。故選：B。【點評】本題考查折射定律基本運用，比較簡單，在運用折射定律時，理清光是從真空進入介質，還是從介質 進入空氣.7. （2005昌平區(qū)學業(yè)考試）光線以某一入射角從空氣射入折射率為我的玻璃中，折射光線恰好跟反射光線垂直，則入射角等于（）A. 0B. 30C. 45D. 60【分析】設入射角為i，根據反射定律，求出反射角，由題，折射光線與反射光線恰好垂直求出折射角，再由折 射定律列式求出入射角.【解答】解：設入射角為i,根據反

15、射定律得知，反射角i =i,由題，折射光線與反射光線恰好垂直，得到折 射角 r=900 -i =90 -i,根據折射定律得：n=4=.尸丹.、=tani=Vi故i=60sinr sin（90 -i）故選：D?！军c評】本題只要掌握反射定律和折射定律，運用基本的幾何關系，即可求解.8. （2005東城區(qū)學業(yè)考試）一條光線由水中斜射入空氣，當入射角由0逐漸增大到90時，以下判斷中正確的 是（）A.折射角只能在0到臨界角之間變化B.折射角始終小于90 ,根本不可能發(fā)生全反射C.折射角始終大于入射角，當折射角等于90時，發(fā)生全反射D.入射角正弦與折射角正弦之比將逐漸增加【分析】在光的折射現(xiàn)象中，折射角隨

16、著入射角的增大而增大，隨著入射角的減小而減小.光線由水中斜射入 空氣，入射角小于折射角.當入射角等于臨界角時會發(fā)生全反射.【解答】解：A、光線由水中斜射入空氣，折射角始終大于入射角，當入射角由0逐漸增大到臨界角時折射角 逐漸從0逐漸增大90 .故A錯誤。B、C,當入射角等于臨界角時，折射角等于90 ,發(fā)生全反射，則當入射角由0逐漸增大到臨界角時，折射 角從由0逐漸增大到90 ,故B錯誤，C正確。D、入射角正弦與折射角正弦之比等于折射率的倒數(shù)，不變，故D錯誤。故選：Co【點評】解決本題關鍵要掌握入射角與折射角的大小關系和全反射的條件，基礎性問題.二.計算題（共1小題）9. （2020北京學業(yè)考試

17、）激光已經深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率 和利用雙縫干涉測量激光的波長。（1）如圖所示，在水平而上方適當位置固定激光光源，使其發(fā)射與水平面成30角斜向下的激光，在水平光屏 上M點呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平而的長方體玻璃磚，激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚 厚度為d=J&m, MN=b=2cm根據以上信息，求該玻璃磚的折射率n；（2）為測量該激光的波長，將激光垂直射向間距為d的雙縫（每個縫的寬度很窄，寬度可忽略），在雙縫后面 距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經測量得出5條 亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長?！痉治觥浚?）根據圖形結合幾何關系分析，得出入射角與折射角的正弦函數(shù)比值，即可算出折射率:（2）根據相鄰兩條紋間距公式