1、温馨提示： 此题库为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，点击右上角的关闭按钮可返回目录。 考点16 光学一、选择题1.（2012天津理综T6）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,a光的相邻亮条纹间距大【解题指南】解答本题时要注意以下几点：光
2、在介质中的传播速度由介质的折射率决定能够发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率双缝干涉条纹间距由光的波长、双缝间距、缝到光屏的距离共同决定【解析】选A、C、D。由几何关系可知，a、b两束光在半圆边界上的入射角相等，而b光发生全反射，a光发生折射，所以折射率nb na ,由知，va vb ,故选项A正确；由可知，当相等、na na ，即b光的频率大于a光的频率，所以b光也能发生光电效应，选项C正确；由nb na 可知，在双缝干涉实验中，条纹间距，所以，故选项D正确。2.（2012北京理综T14）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
3、率增高,波长变长D.频率不变,波长变长【解题指南】本题需要把握以下两点:(1)折射率的概念.(2)波长、波速和频率三者的关系.【解析】选A.玻璃的折射率，所以光经空气进入玻璃速度减小。波长、波速和频率三者的关系是，光经空气进入玻璃频率f不变，波长变短。所以A正确.3.（2012江苏物理T12B(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 （ ）A.A、B均不变 B.A、B均有变化C.A不变,B有变化 D.A有变化,B不变【解析】选C.对白炽灯而言,无论偏振片P转动到哪个方向,获得的都是单一振动方向、强度都
4、相同的偏振光,转动偏振片Q时,只有透射方向和偏振片P的方向相同时,才能有光透过,其他光的光照强度均为零,所以答案选C.二、填空题1.（2012海南单科T18（1）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。由此可知波长_m；当B点离开平衡位置的位移为6cm时，A点离开平衡位置的位移是_cm。【解题指南】根据可算出波长；从A、B两点的振动状态关系可确定A点离开平衡位置的位移。【解析】从S的振动图象可知，T=2s；A、B两距离为10m，波从A传到B时间1s，则波速v=10m/s,则
5、波长=20mA、B之间的距离刚好为半个波长，它们的振动状态是反相，当B点离开平衡位置的位移为+6cm时(波峰)，A点离开平衡位置的位移是-6cm（波谷）。【答案】20 -62.（2012新课标全国卷T34（1）一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图乙所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m。【解题指南】解答本题应明确以下两点：（1） 根据振动图象判断t=0时刻质点的振动方向（2） 根据波形图和振动图以及波长大于0.30 m,建立关于波长的方程。【解析】由振动图象即可判
6、断，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正方向.根据振动方程y=Asint，即，所以，再由 t=0时刻的波形图甲及波的传播方向和该波的波长大于0.30m等条件即可得出，对应t时间内波传播的距离满足，所以=0.8m.【答案】正向；0.8三、实验题1.（2012浙江理综T21）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.(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)为了观测光在玻璃砖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
7、的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_ (选填“A”或“B”).【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：作出光路图计算出入射角正弦值和折射角的正弦值求出折射率n【解析】（1）把玻璃砖两侧的两枚大头针分别连接起来，相交于玻璃砖表面有入射点和出射点，把入射点和出射点连接起来就是进入玻璃砖里的折射光线。（2）利用作图纸的方格，结合折射率公式，算得玻璃砖的折射率1.51（3）两次观察的光路如下图所示，P1、P2入射光线对应的出射光线是P3和A点。 【答案】（1）光路如图，（2）1.51（0.03均可） （3）A2.（2012福建理综T19（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如
8、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.为了减少测量误差,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=测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为mm.【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)实验操作步骤及目的.(2)亮条纹间距的理解.(3)螺旋测微器主刻度半毫米刻度是否露出.【解析】选A.应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,A选项不正确.目镜分划板中心应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,B选
9、项正确.目镜移过n条亮纹,则亮条纹间距,C选项正确,故选A.主尺读数是1.5mm,螺旋读数是47.00.01 mm,因此示数为1.970 mm.【答案】A 1.9703.（2012江苏物理T12B(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.如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)【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：作出完整的光路图以入射点为圆心做一个辅助圆利用刻度尺测量求解 【解析】插第四个大头针D时,应
10、使它挡住C及A、B的像.连接A、B并延长交直线a于一点O,连接C、D并延长交直线a于一点O,连接O、O.以O为圆心,作辅助圆交AB于E,交OO于G,分别过E、G作法线的垂线,垂足为F、H.用刻度尺量出EF、GH的长度,则折射率n=1.8.【答案】挡住C及A、B的像1.8(1.61.9都算对)四、计算题1.（2012海南单科T18（2）一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？【解题指南】“
11、要使入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧射出”的物理含义是在右侧不会发生全反射；利用折射定律、全反射和几何关系可迅速求解。【解析】设入射光线经玻璃折射时，入射角为，折射角为r,射至棱镜右侧面的入射角为，根据折射定律有 由几何关系得 当=0时，由式知r=0，有最大值（如图），由式得 同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，即 由和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为【答案】04502.（2012江苏物理T12B(3)）地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0km/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3min
12、.假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长.【解析】设P波的传播时间为t,则x=vPt,x=vS(t+t)解得,代入数据得x=1260km由=vST,解得=4.2km.【答案】1260km4.2 km3.（2012新课标全国卷T34（2）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。【解题指南】解答本题应明确以下两点： （1） 根据已知条件做出平面光路图（2） 根据全反射定律和光路图列方程求解。【解析】将题所描述的光现象的立体图转化为平面图，考虑从玻璃立方体中心O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，如图所示，根据折射定律有 nsin=sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角.现假设A点是上表面表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 设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有 式中a为玻璃立方体的边长.由式得 由题给数据得 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以RA为半径的圆.所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为 由得 【答案】