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2019年高考物理真題分類匯編 專題15 光學(xué) 考點一　光的折射　全反射 1.(xx北京理綜,20,6分)以往,已知材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料,其折射率可以為負(fù)值(n<0),稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材料,入射角i與折射角r依然滿足=n,但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)。現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料對此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是(　　) 答案　B　 2.[xx重慶理綜,11(1),6分]打磨某剖面如圖所示的寶石時,必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi),才能使從MN邊垂直入射的光線,在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況),則下列判斷正確的是(　　) A.若θ>θ2,光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B.若θ>θ2,光線會從OQ邊射出 C.若θ<θ1,光線會從OP邊射出 D.若θ<θ1,光線會在OP邊發(fā)生全反射 答案　D　 3.(xx福建理綜,13,6分)如圖,一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚,O點為該玻璃磚截面的圓心,下圖能正確描述其光路的是(　　) 答案　A　 4.(xx四川理綜,3,6分)如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球。則(　　) A.小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 答案　D　 5.[xx課標(biāo)Ⅱ,34(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遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率。 答案　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 n sin θ=sin α① 式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角。 現(xiàn)假設(shè)A恰好在紙片邊緣。由題意,在A點剛好發(fā)生全反射,故 α=② 設(shè)AA線段在玻璃上表面的投影長為L,由幾何關(guān)系有 sin θ=③ 由題意,紙片的半徑應(yīng)為 R=L+r④ 聯(lián)立以上各式得 n=⑤ 6.[xx課標(biāo)Ⅰ,34(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(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)束光線在O點左側(cè)與O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。 答案　(ⅰ)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α,由幾何關(guān)系及①式和已知條件得 α=60>θ⑤ 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=R⑥ 射到G點的光有一部分被反射,沿原路返回到達(dá)C點射出。 7.[xx山東理綜,38(2)]如圖,三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面,O為BC邊的中點,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角i入射,第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射。已知θ=15,BC邊長為2L,該介質(zhì)的折射率為。求: (ⅰ)入射角i; (ⅱ)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設(shè)光在真空中的速度為c,可能用到:sin 75=或tan 15=2-)。 答案　(ⅰ)45　(ⅱ)L 8.[xx江蘇單科,12B(3)]Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒,這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見題圖。一束光以入射角i從a點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè)鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時間t。 答案　設(shè)光在鱗片中的折射角為γ,折射定律sin i=n sin γ 在鱗片中傳播的路程l1=,傳播速度v=,傳播時間t1= 解得t1= 同理,在空氣中的傳播時間t2= 則t=t1+t2=+ 考點二　光的干涉、衍射及偏振 9.(xx天津理綜,8,6分)(多選)一束由兩種頻率不同的單色光組成的復(fù)色光從空氣射入玻璃三棱鏡后,出射光分成a、b兩束,如圖所示,則a、b兩束光(　　) A.垂直穿過同一塊平板玻璃,a光所用的時間比b光長 B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時,a光臨界角比b光的小 C.分別通過同一雙縫干涉裝置,b光形成的相鄰亮條紋間距小 D.若照射同一金屬都能發(fā)生光電效應(yīng),b光照射時逸出的光電子最大初動能大 答案　AB　 10.(xx大綱全國,17,6分)在雙縫干涉實驗中,一鈉燈發(fā)出的波長為589 nm的光,在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350 cm,則雙縫的間距為(　　) A.2.0610-7 m B.2.0610-4 m C.1.6810-4 m D.1.6810-3 m 答案　C　 11.[xx江蘇單科,12B(1)]某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗,在屏上觀察到題(甲)圖所示的條紋,僅改變一個實驗條件后,觀察到的條紋如題(乙)圖所示。他改變的實驗條件可能是　　　　。 A.減小光源到單縫的距離 B.減小雙縫之間的距離 C.減小雙縫到光屏之間的距離 D.換用頻率更高的單色光源 答案　B　 12.(xx浙江理綜,18,6分)(多選)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象,說法正確的是(　　) A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快 B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射 C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實際深度比看到的要深 D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬 答案　CD