1、2012年物理高考试题分类解析【考点13】光学1 在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示 甲 乙(1)在图中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)1 (1)如图所示(2)1.51(1.481.54)(3)A (1)完整的光路图如图所示(2)用量角器测出入射角i与折射角r，根据折射定律n得出结果；或
2、者利用坐标纸结合入射角和折射角画两个直角三角形，然后用刻度尺测出所对应的直角边和斜边的长度，进一步计算出正弦值，再代入折射定律公式即可(3)由图可知，由于入射光线比较靠近玻璃砖的右边，经过上表面折射后，再经过右侧面折射出来，故应该通过A点2 半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光()A在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D分别通过同一双缝干涉装置，
3、a光的相邻亮条纹间距大2ACD 完成光路图，如图所示，其中OP、OQ分别为a、b两光线在玻璃砖内部传播时的法线两单色光垂直AB射入玻璃砖的入射点到O的距离相等，由几何关系可知，两光线在半圆边界上的入射角相等，b光发生了全反射而a光没有发生全反射，说明b光的临界角较小，则b光具有折射率较大(以相同的入射角从空气斜射入水中，b光折射角小)、频率较大(若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能)、波长较短(通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距小)、在同种均匀介质中传播速度较小等特点3 a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示用a、b两束光()A先后照射双缝干涉实验装
4、置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大3C 横波和纵波都能发生干涉现象，A错误；由图知，a光的折射率较大，则a光的频率较大，所以若a光照射某金属恰能逸出光电子，则b光照射该金属一定不能逸出光电子，B错误；a光的折射率较大，则a光的临界角较小，以相同入射角从同一个介质射入空气时，若b光发生全反射，则a光一定发生全反射，C正确；根据光的反射定律，反射角等于入射角，D
5、错误4 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有()A改用红光作为入射光 B改用蓝光作为入射光C增大双缝到屏的距离 D增大双缝之间的距离4AC 双缝干涉的条纹间距x，由黄光改为红光，波长变大，条纹间距x增大，所以A正确；蓝光波长小于黄光波长，条纹间距x减小，B错误；增大双缝到屏的距离L，条纹间距x增大，C正确，增大双缝之间的距离d，条纹间距x减小，D错误5 一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的()A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长5A 光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，C项错误；由n可得，速度变慢
6、，B项错误；由vf得，波长变短，D项错误所以本题的正确答案为A项. 6 在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(实验装置如下图)下列说法哪一个是错误的_(填选项前的字母)A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距x测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_mm.6 A1.970 实验中应先使光源、遮光筒的轴线在同一水平线上，然后放上单缝和双缝再依次调节单缝和双缝的高度；手轮上的读数固定尺的读数可动尺的读数，即为1.5 mm47.0
7、0.01 mm1.970 mm.7 一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值7 【答案】 如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsinsin式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故A设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sinA式中a为玻璃立方体的边长由式得RA由题给数据得RA由题意，上表面所镀的面积最小的
8、不透明薄膜应是半径为RA的圆所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由式得8 (1)如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧旋转偏振片P, A、B两点光的强度变化情况是_AA、B均不变BA、B均有变化CA不变，B有变化 DA有变化，B不变(2)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字) (3)地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速
9、度约为3.5 km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2 s, 求震源与监测点之间的距离x 和S 波的波长.8 (1)C(2)挡住C及A、B 的像1.8(1.61.9 都算对)(3)4.2 km (1)旋转偏振片P，A处得到的是始终强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在B处的光强随着P转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为0.(2)插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像，这样才保证沿A、B的光线经过C、D；作出光路图如图所
10、示，以入射点O为圆心作圆，交入射光线与折射光线于E、F，从E、F作法线的垂线交法线于G、H，用刻度尺量出EG、FH的长，由公式n求出折射率(3)设P波的传播时间为t，则xvPt，x vS(tt)解得xt，代入数据得x1260 km由vST，解得4.2 km99 如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：玻璃的折射率球心O到BN的距离9【答案】 R 设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i30，r60，根据折射定律得n代入数据得n光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO为临界角C.sinC设球心到BN的距离为d，由几何知识可知dRsinC联立式得dR- 6 -
