(整理版)历年高考光学选择题 超全

2011:必考选择题之光学

15.下面是四种与光有关的事实：

①用光导纤维传播信号

②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度

③一束白光通过三棱镜形成彩色光带

④水面上的油膜呈现彩色

其中，与光的干涉有关的是（）

A.①④

B.②④

C.①③

D.②③

17.图示为一直角棱镜的横截面，

∠bac=90°,∠abc=60°.一平行细

光束从O点沿垂直于bc面的方向射

入棱镜.已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线()

A.从ab面射出

B.从ac面射出

C.从bc面射出，且与bc面斜交

D.从bc面射出，且与bc面垂直

15.红光和紫光相比，（）

A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大

B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大

C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小

D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小

17.从桌面上有一倒立的玻璃圆

锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥

的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴

线的截面为等边三角形，如图所

示，有一半径为r的圆柱形平行光速垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（）

A.r

B.1.5r

C.2r

D.2.5r

21.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中（）

A.t1始终大于t2

B.t1始终小于t2

C.t1先大于后小于t2

D.t1先小于后大于t2

15．某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示。物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是

A．24mB．32mC．40mD．48m

高考中光学命题频率最高的知识点，是几何光学中不同色光的折射和光的全反射问题.在新课标教材中，本部分内容属选修系列，在今后高考中出现的可能性很大，其重点应是几何光学和物理光学的综合应用，命题形式根据各考区要求可能不尽相同，例如在山东考区以非选择题的形式出现.

题型一光的折射定律的应用

例1(2008，全国卷II)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离.在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是( )

A.红光以30°的入射角入射

B.红光以45°的入射角入射

C.紫光以30°的入射角入射

D.紫光以45°的入射角入射

解析画出光的两次折射光路如图1，由题意可知O2A为侧移距离△x，

据几何关系有

，①

又有,②

(1)若为同一单色光即n相同时，则i增加且i比r增加得快，进而知sin(i-r)＞0且增加、且增加，故A、C项错误.

(2)若入射角相同，则由①、②式可得

.

进而知n增加时△x增加，故B项错误，D项正确.

答案D

点评本题考查了光折射公式等基本知识以及应用数学处理物理问题的能力；解答几何光学题的主要方法是先正确画出光路图，再由光路图中的几何关系求解边、角等物理量.

题型二利用全反射条件求解临界问题

例2(2008，重庆理综)图2是一个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，若平

行光束垂直入射并覆盖OM，则光线( )

A.不能从圆弧NF1射出

B.只能从圆弧NG1射出

C.能从圆弧G1H1射出

D.能从圆弧H1M射出

解析由棱镜的折射率知其临界角C满足，又由几何知识可求出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.

答案B

点评本题考查了光的全反射知识及学生分析推理能力，为中等难度题目.解题关键是确定光线在什么位置发生全反射.

题型三光学综合问题

例3(2008，山东理综)麦克斯韦在1865年发表的“电磁场的动力学理论”一文中提示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波.

(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图3所示，求该光波的频率.

(2)图4表示两面平行玻璃砖的截面，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线.光线a在玻璃砖中的光路已给出.画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数.

解析(1)设入射光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则有.

联立两式得

，从波形图上读出波长为λ=4×10-7

m ，代入f 式解得光波频率

f=5×1014

Hz ； (2)根据光线a 在AC 界面的入射角和折射角可知玻璃砖折射率，设此玻璃砖的临界角为C ，则有，解得C=45°.

光线b 在CD 面的入射角根据几何关系可知为75°，因75°＞45°，故b 在CD 面上发生全反射；射到BD 面的入射角由几何关系可知为30°，因30°＜45°，故不发生全反射而从BD 面射出.根据折射定律可求出出射光线与界面法线的夹角为45°，上述光学过程的光路如图5所示.

点评此题说明，对光的本性及其相关公式要熟练掌握，而对折射定律以及折射率、全反射、光路图等内容也要强化巩固，这都是高考命题的热点所在.

题型四双缝干涉与单缝衍射问题

例4(2008，上海卷)在杨氏双缝干涉实验中，如果( )

A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹