光学高考题

光学高考题 Last revision on 21 December 2020 光学光学经典高考题经典高考题 （全国卷 1）20．某人手持边长为 6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测 量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为 0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能 够看到整棵树的像；然后他向前走了 6.0 m，发现用这个镜子长度的 5/6 就能看到整棵树 的像，这棵树的高度约为 A．5.5m B．5.0m C．4.5m D．4.0m 【答案】B 【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中 的三角形可得 树高树到镜的距离 眼睛距镜的距离0.4m ， 镜高6cm眼睛距镜的距离0.4m 眼睛 树 树 的 像 即 HL  0.4m 。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有 0.06m0.4m HL  0.4m  6m ，以上两式解得 L=29.6m，H=4.5m。 0.05m0.4m 【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解。 （全国卷 2）20.频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚 玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是 A． B． C． D． 单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长 在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间 单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反 射临界角 答案：AD 解析：由折射光路知，1 光线的折射率大，频率大，波长小，在介质中的传播速度 小，产生全反射的临界角小，AD 对，B 错。n  sini ，在玻璃种传播的距离为 sinr dcld sini2d sini ，传播速度为v ，所以光的传播事件为t ，1 光线l  cosrnvcsinrcosrcsin2r 的折射角小，所经历的时间长，C 错误。 【命题意图与考点定位】平行玻璃砖的折射综合。 （新课标卷）33.[物理——选修 3-4] (1)(5 分)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角.此截面所在平面 内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发 生全反射.该棱镜材料的折射率为_________.(填入正确选项前的字母) A、 63 B、2 C、 D、3 22 答案：A 解析：根据折射率定义有，sin1 nsin2，nsin3 1，已知∠1=450∠2+∠ 3=900，解得：n= 6 。 2 （北京卷）14．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是 Ａ．在相同介质中，绿光的折射率最大Ｂ．红光的频率最高 Ｃ．在相同介质中，蓝光的波长最短Ｄ．黄光光子的能量最小 答案：C 【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不 变，B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空 中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C 正确。频率大，光子能量大，D错。 （上海理综）9．使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光 量 P可以表示为： d P=k()2t，式中k为常数，d为照相机镜头“通光孔径”的直径，f为照相机镜头的 f 焦距，t为曝光时间，将 df 的倒数称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄 fd 时，选择的光圈数是 8，曝光时间是 量，那么光圈数应选择（ ）。 1 s。 若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光 30 A．4 B．5.6 C．8 D．11 答案答案：B （上海物理）6. 根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、为真 空中的光速和波长） （A）h c  （B）h h （C） h （D） c 答案答案：A 解析：解析：E  hv  h c  。 本题考查光子能量公式和光速公式。 难度：易。 （天津卷）8.用同一光管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流 I与光 电管两极间所加电压 U的关系如图。则这两种光 A 照射该光电管时 a光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 答案答案：BC （重庆卷）20.如题 20 图所示，空气中在一折射率为2的玻璃柱体，其横 截面是圆心角为 90°、半径为 R 的扇形 OAB，一束平行光平行于横截面，以 45° 入射角照射到 OA 上，OB 不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上 有光透出部分的弧长为 AR BR CR D 答案答案：B 【解析】根据折射定律，2  1 6 1 4 1 3 5 R 12 sin45 可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为 30°。 sinr 过 O的光线垂直入射到 AB界面上点 C 射出，C 到 B之间没有光线射出；越接近 A的 光线入射到 AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式 sinC  1 2 得临界角为 45°，如果 AB界面上的临界点为 D，此光线在 AO界面上点 E入 射，在三角形 ODE中可求得 OD与水平方向的夹角为 180°-（120°+45°）=15°，所以 A 到 D之间没有光线射出。 1 由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90°-（30°+15°）=45°，为R。 4 （江苏卷）12.【选做题】B B．（选修模块．（选修模块 3-43-4）（）（1212 分）分） （1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应 用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 （A）激光是纵波 （B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同 （C）两束频率不同的激光能产生干涉现象 （D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 （2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为×107m,屏上 P 点距双缝 s 1 和s 2 的路程差为×107m.则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）。 现改用波长为×107m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。 （3）如图乙所示，一束激光从 O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射 后，从上面的 A 点射出。已知入射角为 i ,A 与 O 相距 l,介质的折射率为 n,试求介质的 厚度 d. 答案答案：（1）D； （2）暗条纹；变宽。解析解析： 7.95 1.5，波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。 5.30 I ，变大，x变大，变宽。 d sini （3）设折射角为 r，折射定律 n；几何关系l  2d tanr sinr x  解得d  n2sin2i I 2sin i （江苏卷）12.【选做题】C.（选修模块 3-5）（12 分） (1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管 的钠极板（阴极 K）