光学 经典高考题

光学 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

0.4m

0.4m

6cm 眼睛距镜的距离眼睛距镜的距离树到镜的距离镜高树高+=，即

0.4m

0.4m

.06m 0+=

L H 。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有0.4m

6m

0.4m .05m 0++=

L H ，以上两式解得L =29.6m ，H =4.5m 。 【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 ． 单色光1的波长小于单色光2的波长

B ． 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度

C ． 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

D ． 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。sin sin i n r =

，在玻璃种传播的距离为cos d l r =，传播速度为c

v n

=，所以光的传播事件为sin 2sin sin cos sin 2l d i d i

t v c r r c r

===，1光线的折射角小，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

眼睛

树

的像

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 、

62 B 2 C 、3

2

D 3答案：A

解析：根据折射率定义有，2sin 1sin ∠=∠n ，13sin =∠n ，已知∠1=450

∠2+∠3=900

，解得：6

。 （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： P =2

()d k f

t ，式中k 为常数，d 为照相机镜头“通光孔径”的直径，f 为照相机镜头的焦距，t 为曝光

时间，将

d f 的倒数f

d

称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈数是8，曝光时间是

1

30

s 。 若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选择（ ）。 A ．4 B ．5.6 C ．8 D ．11 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 λ、为真空中的光速和波长） （A ）c

h

λ

（B ）h

c λ （C ） h λ （D ）h

λ

答案：A

解析：c

E hv h

λ

==。

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：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 16R π

B 14R π

C 13R π

D 5

12

R π 答案：B

【解析】根据折射定律，r

sin 45sin 2︒

=

可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。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2

1sin =

C 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。

由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为1

4

R π。 （江苏卷）12.【选做题】B ．（选修模块3-4）（12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5.30×7

10-m,屏上P 点距双缝1s 和2s 的路程差为7.95×7

10-m.则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×

710-m 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.