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1、高考物理光学知识点之几何光学难题汇编含答案解析 一、选择题 1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 2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，
2、 v= sini csinr Cv=cn，= c v 0 D0=/n ， v= sinr csini 3题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、 G、H 将半径 OM 分成 5 等份，虚线 EE1、FF1、 GG1、 HH1平行于半径ON，ON 边可吸收到达其上的所有光线已知该棱镜的折 射率 n= 5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A不能从圆孤射出 B只能从圆孤射出 C能从圆孤射出D能从圆孤射出 4一束单色光从空气进入玻璃，下列关于它的速度、频率和波长变化情况的叙述正确的是 A只有频率发生变化 B只有波长发生变化 C只有波速发生变化 D波速和波长都变化 5如图所示，放
3、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 6如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（） A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B小球所发的光能从水面任何区域射出 C小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 7公园里灯光喷泉的水池中有处于同一
4、深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度 和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 8如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（） AB CD 9图 1、2 是利用 a、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样下列关于 a、b 两束单色光的说法正确的是（） A真空中， a光的频率比较大 B同一介质中，a光传播的速度大 Ca光光子能量比较大 D同一介质对a光折射率大 10 已知单色光a的频率低于单色光b 的频率，
5、则（） A通过同一玻璃三棱镜时，单色光a的偏折程度小 B从同种玻璃射入空气发生全反射时，单色光a的临界角小 C通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a 照射时相邻亮纹间距小 D照射同一金属发生光电效应，用单色光a照射时光电子的最大初动能大 11 下列说法正确的是_ A物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关 B光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的 C火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮 D全息照相技术是光的衍射原理的具体应用 12 光在真空中的传播速度为c，在水中的传播速度为v。在平静的湖面上，距水面深h处 有一个点光源，在水面上某些区域内，光能从水面射出，这个区域的面积为（） A
6、22 22 vc vh B 2 22 c vh C 22 2 vc vh D 2 222 )( c vch 13 如图所示是一透明玻璃球体，其半径为R，O 为球心， AB为水平直径。M 点是玻璃球 的最高点，一条平行于AB 的光线自D 点射入球体内，其折射光线为DB，已知 ABD 30 ，光在真空中的传播速度为c、波长为 ，则 A此玻璃的折射率为 B光线从D 传播到 B 的时间是 C光在玻璃球体内的波长为 D光在 B点会发成全反射 14 下列说法正确的是（） A用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振
7、现象 D在 LC 振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小 15 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 16 一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是() A该介质的折射率是 3 3 B该介质的折射率是 3 C该介质相对真空发生全反射的临界角是45 D光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 17 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 列判断不正确
8、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 18 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 19 雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开 水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、 b是其中的两条 出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是 Aa 光线是红光， b 光线是紫光 B当光线在水滴背面发生
9、全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮 Ca 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长 D遇到同样的障碍物，a 光比 b 光更容易发生明显衍射 20 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n如图甲所示，O 是圆心， MN 是法线， AO、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径该同学测得多组入射角 i 和折射角r，做出 sin i-sin r 图像如图乙所示则 A光由 A 经 O 到 B， n=1 5 B光由 B 经 O 到 A， n=1 5 C光由 A 经 O 到 B， n=067 D光由 B 经 O 到 A， n=0 67 21 彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色
10、散造成的，如图所示为太阳光照射到空 气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中 a、b为两束频率不同的单色 光对于这两束光，以下说法中正确的是（） A单色光a 比单色光 b的频率高 B由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角 C在水中a光的传播速度小于b光的传播速度 D如果 b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应 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
11、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 为了表演 “ 隐形的大头针” 节目，某同学在半径为r 的圆形软木片中心垂直插入一枚大 头针，并将其放入盛有水的碗中，如右图所示已知水的折射率为 4 3 ，为了保证表演成功 (在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离 h 为 A 7 3 r B 4 3 r C 3 4 r D 3 7 7 r 24 如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S为
12、发光点， T是望 远镜，平面镜O 与凹面镜 B 构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为ABL（L 可长 达几十千米），且远大于OB 以及 S和 T 到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢 增大其转速，当转动频率达到 0 f并可认为是匀速转动时，恰能在望远镜中第一次看见发光 点 S，由此迈克尔逊测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c 的表达式正确的是 （） A04LfcB08Lfc C 0 16Lfc D 0 32Lfc 25 如图所示，放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水，缸底中心有 一红色发光小球（可看作点光源），从上往下看，则观察到（） A水面有一个亮点 B充满
13、水面的圆形亮斑 C发光小球在水面上的像 D比小球浅的发光小球的像 【参考答案】 * 试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1C 解析： C 【解析】 当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播 的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是 月全食看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，故C 正确， ABD 错误 点睛：发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层 发生折射，所以会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月 亮” 2B 解析： B 【解析
14、】 试题分析：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 3B 解析： B 【解析】 本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目由该棱镜的折射率为可知其 临界角 C满足：，可求出GG1右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光 线全部发生全反射所以光线只能从圆弧NG1射出 4D 解析： D 【解析】光的频率由光源决定，因此光一旦形成，频率不再改变光在不同介质中传播 时，波长变化，波速也发生变化，故D 正
15、确 5D 解析： D 【解析】、B产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光 从空气进入玻璃砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入 玻璃砖故错误，正确、由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识得知， 光线在ab面上的折射角等于在cd面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界 面cd射出，故错误，正确综上选D 【点睛】解决本题的关键是掌握全反射的条件，灵活运用光路的可逆性分析玻璃砖的光学 特性 6D 解析： D 【解析】 【详解】 A小球发出的光先从水中传播，然后再射入空气中，故我们从侧面就可以看到小球，选 项 A 错误； B由于光从水中射入空
16、气中，故当入射角大于临界角时，光会发生全反射，故球所发的 光不是从水面任何区域都能够射出的，选项B 错误； CD光从水中进入空气后频率不变，由于折射率变小，故光的传播速度变大，选项C错 误， D 正确 7D 解析： D 【解析】 试题分析：红灯看起来较深，因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率，根据视深与实 深的关系式 h h n 实 视 ，折射率越小，看起来较深由 1 sinC n 又由题意知，点光源照亮 的水面边缘光线刚好发生全反射，由几何知识得 22 R sinC Rh ，折射率越小，半径越 大， 点光源照亮的水面面积为 2 SR ，故红灯照亮的水面面积较大， 故选 D 考点：考查了折射定律的应用 点评：题关键要知道水面边缘光线刚好发生全反射，由折射定律和几何知识结合，就能轻 松解答 8B 解析： B 【解析】 A 属于光沿直线传播；B 属于光的折射； C 属于光沿直线传播，C 属于光的反射，故 B 正 确 9B 解析： B 【解析】 A、a 光照射产生的条纹间距大于b 光照
