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1、高考物理新光学知识点之几何光学全集汇编附答案 一、选择题 1如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯 的折射率为n1，外层材料的折射率为n2若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由 它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是( ) An1 n2，光通过光缆的时间等于 1 n L c Bn1 n2，光通过光缆的时间等于 1 n L c Dn1 n2，光通过光缆的时间大于 1 n L c 2下列现象中属于光的衍射现象的是 A光在光导纤维中传播 B马路积水油膜上呈现彩色图样 C雨后天空彩虹的形成 D泊松亮斑的形成 3如图所示，将等腰直角
2、棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减 小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入， 已知折射角30，则 A光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B玻璃的折射率 6 2 n C光在玻璃中的传播速度为2 10 8 m/s D CD边不会有光线射出 4某单色光在真空中传播速度为c，波长为0，在水中的传播速度为v，波长为，水 对这种单色光的折射率为n，当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为i ，折射角为 r ，下列正确的是（） Av= n c ，= n c 0 B0=n， v= sini csinr Cv=cn，= c v 0 D0=/n ， v=
3、 sinr csini 5如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c 三束单色光。 比较 a、 b、c 三束光，可知() A当它们在真空中传播时，a 光的速度最大 B当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大 C若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 D若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出的光电子最大初动能最大 6一束光线从空气射向折射率为1.5 的玻璃内，人射角为45 o 下面光路图中正确的是 A B C D 7甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中 心距离分别记为 x1和 x2，已知 x1 x2。另将两单色光
4、在真空中的波长分别用1、 2， 在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2，光子能量分别用 E1、E2、在同种介质中的折 射率分别用n1、n2表示。则下列关系正确的是 A12 Bv1v2 C E1n2 8如图所示，放在空气中的平行玻璃砖，表面M 与 N 平行，一束光射到表面M 上， (光 束不与 M 平行 ) 如果入射角大于临界角，光在表面M 即发生反射。 无论入射角多大，光在表面M 也不会发生全反射。 可能在表面 N发生全反射。 由于 M 与 N 平行，光只要通过M，则不可能在表面N 发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A B C D 9两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了
5、如图所示的折射现象 （a）。下列结论中正确的是（ ） A光束的频率比光束低 B在水中的传播速度，光束比小 C水对光束的折射率比水对光束的折射率小 D若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大 10 在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮 条纹的位置 (即 k=0 对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄 的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将 ( ） A向上移动 B向下移动 C不动 D可能向上移动，也可能向下移动 11 如图所示半圆形玻璃砖，圆心为 O，半径为 R某单色光由空气从 OB 边界的中点 A 垂直射入
6、玻璃砖，并在圆弧边界 P 点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过B 点则 （） A该玻璃对此单色光的折射率为1.5 B光从 A 传到 P 的时间为（c 为空气中的光速） C该玻璃对此单色光的临界角为45 D玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化 12华裔科学家高锟获得2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为 “ 光纤通讯之父 ” 光纤通讯中信 号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中 传播下列关于光导纤维的说法中正确的是 A内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C波长越短
7、的光在光纤中传播的速度越大 D频率越大的光在光纤中传播的速度越大 13 光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种.阶跃型的光导纤维分为内 芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐 渐减小，外表面附近的折射率最低.关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播 路径的是 ( ) A B C D 14 以往，已知材料的折射率都为正值（n0）现已有针对某些电磁波设计制作的人工 材料，其折射率可以为负值（n 0），称为负折射率材料位于空气中的这类材料，入射 角 i 与折射角r 依然满足 sin sin i n r ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧
8、（此时折射角 取负值）现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下 表面射出若该材料对此电磁波的折射率n=-1 ，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的 示意图是（） AABBCCDD 15 1966 年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为 光的波导来传输大量信息，43 年后高锟因此获得2009 年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光 纤通讯之父”以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（） A图甲中，弯曲的水流可以导光 B图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像 C图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色 D图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象
9、16与通常观察到的月全食不同,小虎同学在 2012 年 12 月 10 日晚观看月全食时,看到整个 月亮是暗红的小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是 A地球上有人用红色激光照射月球 B太阳照射到地球的红光反射到月球 C太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 17 如图潜水员在水深为h 的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对 空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是( ) A2htanCB2hsinCC2hcosCD2h 18如图所示，两束单色光a、b 从水下射向A 点后，光线经折射合成一束光c，则下列说 法中正确的是 A
10、水对单色光a 的折射率比对单色光 b 的折射率大 B在水中a 光的临界角比b 光的临界角大 C在水中a 光的速度比 b 光的速度小 D用同一双缝干涉实验装置分别以a、b 光做实验， a 光的干涉条纹间距小于b 光的干涉 条纹间距 19 下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的( ) A用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理 BB 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波 C通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致 D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄 20 如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和 b。下 列
11、判断不正确的是 Aa 光的频率小于b 光的频率 Ba 光光子能量小于b 光光子能量 C玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率 Da光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度 21 如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光如果光束b是蓝 光，则光束a可能是 A红光 B黄光 C绿光 D紫光 22 如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在 真空中沿直线BC 传播，并于玻璃球表面的C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中，已知 120COD ，玻璃球对该激光的折射率为 3，则下列说 法中正确的是（） A出射光线的频率变小 B
12、改变入射角 的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 C此激光束在玻璃中穿越的时间为 3 t R c （c 为真空中的光速） D激光束的入射角为=45 23 用 abcd 表示 4 种单色光，若 a b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于b 的 临界角；用bc 和 d 在相同条件下分别做双缝干涉实验，c 的条纹间距最大；用bd 照射某金属表面，只有b 能使其发射电子则可推断abcd 分别可能是 ( ) A紫光蓝光红光橙光 B蓝光紫光红光橙光 C紫光蓝光橙光红光D紫光橙光红光蓝光 24 如图所示为一块透明光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料 的折射率沿y 轴正方向均
13、匀减小，现有一束单色光a从原点 O 以某一入射角由空气射入 该材料内部，则单色光a 在该材料内部可能的传播途径是（） A B C D 25 如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在 报纸上，且让半球的凸面向上从正上方(对 B 来说是最高点 )竖直向下分别观察A、B 中 心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是 看到 A 中的字比B 中的字高 看到 B 中的字比 A 中的字高 看到 A、B 中的字一样高 看到 B 中的字和没有放玻璃半球时一样高 A B只有 C 只有 D 【参考答案】 * 试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1D 解析： D 【解析】
14、【分析】 【详解】 如图所示，欲使光在 1 n和 2 n的界面上发生全反射，需有 12 nn，光在介质1 n中的传播最 长路程为 sin L x C ，传播速度为 1 c v n ，则最长时间 1 sin Lnx t vcC ，所以光通过光缆 的时间大于 1 n L c ，故 D 正确， ABC 错误 2D 解析： D 【解析】光在光导纤维中传播为光的全反射现象，A 错误；马路积水上的油膜呈现彩色图 样，是因为日光照射在油膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故B 错误；雨后天空出现彩 虹属于光的折射现象，故C 错误；光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，说明光 线也偏离原来的直线方向传播，所以
15、属于光的衍射，故D 正确 3D 解析： D 【 解 析 】 折 射 不 改 变 光 的 频 率 ， 频 率 相 同 ， A错 误 ； 根 据 折 射 定 律 ： sinsin45 2 sinsin30 i n r ， B 错 误 ； 根 据 c n v 可 得 光 在 玻 璃 中 的 传 播 速 度 为 8 83 103 2 /10/ 2 2 c vm sm s n ， C 错 误 ； 光 路 图 如 图 所 示 ， 由 几 何 关 系 知 75，根据全反射定律， 12 sin 2 C n 得 C=45，7545，故在CD 面发生全 反射，没有光线射出，D正确 4B 解析： B 【解析】 试题
16、分析：光在水中的传播速度是 c v n 折射率 1 2 sin n sin ，则 2 1 sin vc sin 由 c v n ， v=f ，c=0f 得： 00 f n f 得： 0=n故 B正确， ACD错误故选 B 考点：光的折射定律 5D 解析： D 【解析】试题分析：通过各种色光折射光线，比较出折射率，从而知道各种色光的频率大 小，然后根据公式 c v n 、 1 sinC n 、 0Km EhW分析解题 光在真空中传播的速度相等，都等于光速，A 错误；三种色光，c 的偏折程度最大，知c 的 折射率最大， a 的折射率最小则c 的频率最大， a 的频率最小，根据公式 c v n 可得在玻 璃中传播时a 光的速度最大，B 错误；根据 1 sinC n 可得 a 光的临界角最大，C 错误；根 据光电效应方程 0Km EhW，频率越大，照射出光电子的最大初动能越大，所以c 光 照射出的光电子最大初动能最大，D 正确 6C 解析： C 【解析】光由空气射向玻璃，折射角小于入射角
