高考物理光学知识点之几何光学图文答案

1、高考物理光学知识点之几何光学图文答案（6）一、选择题a表面射入，从 b表面射出,1.如图所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的 则以下说法中正确的是hA.出射光线不一定与入射光线平行B.随着 角的增大，光可能在 a表面发生全反射90 ）b表面发生全反射O,两束平行单色光沿截面射向圆C.随着角的增大，光可能在 b表面发生全反射（D.无论如何改变角，光线从a表面射入，不可能在.半径为R的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为柱面，方向与底面垂直，/ AOB = 60,若玻璃对此单色光的折射率n= J3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为（）A. B, C. 2RD. R2.甲、乙

2、两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为 攸1和Ax2,已知AX1 Ax2o另将两单色光在真空中的波长分别用 1 22, 在同种均匀介质中传播的速度分别用 vi、V2,光子能量分别用 Ei、E2、在同种介质中的折 射率分别用ni、n2表示。则下列关系正确的是A. kh B, viV2 C Ein2.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5.如图所示，一束光由空气

3、射向半圆柱体玻璃砖, 正确描述其光路的是（）O点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度A.红灯看起来较浅B.红灯看起来较深C.红灯看起来较浅D.红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（） ，红灯照亮的水面面积较小 ，红灯照亮的水面面积较小 ，红灯照亮的水面面积较大.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)A,单色光1的波长小于单色光2的波长.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

4、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.图示为一直角棱镜的横截面， 匕式匚*二90，。力c = 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=2 ,若不考试原入射光在 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. 一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是A.波长一定变长B.频率一定变小C.传播速度一定变小D. 一定发生全反射现象.如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两

5、束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于QiQ2放置的光屏，沿 。1。2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（）A.在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长B.光电效应实验时，用 A光比B光更容易发生C. A光的频率比B光的频率高D.用同一装置做双缝干涉实验时 A光产生的条纹间距比 B光的大11.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（）i inn 皿 图1图2A.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C. a光光子能量比较大D.同一介质对a光折

6、射率大12.如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于sin50sin55sin55sin50sin40一sin35sin35 Dsin4013.如图所示半圆形玻璃砖，圆心为O,半径为R.某单色光由空气从 OB边界的中点A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界P点发生折射，该折射 光线的反向延长线刚好过 B点.则（ ）A.该玻璃对此单色光的折射率为1.53RB.光从A传到P的时间为二一（c为空气中的光速）2cC.该玻璃对此单色光的临界角为45D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化14.以往，已知材料的折射率都为正值（n0）.现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n 0

7、）,称为负折射率材料.位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然?黄足胆 n ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角 sinr取负值）.现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=-1 ,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的15.光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种D. D.阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最低 .关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播 路径白是（）A.B.C.一束只含红光和紫光的复色

8、光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并沿OM和ON方向射出，如图所示，已知OM和ON两束光中只有一束是单色 光，则（）A. OM为复色光，ON为紫光 B. OM为复色光，ON为红光 C. OM为紫光，ON为复色光 D. OM为红光，ON为复色光1966年华裔科学家高银博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为 光的波导来传输大量信息，43年后高银因此获得 2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”.以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（）甲 I乙 I 百丁A.图甲中，弯曲的水流可以导光B.图乙中，用偏振眼镜看 3D电影，感受到立体的影像C.图丙中，阳光下的肥皂薄膜

9、呈现彩色D.图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象18.某单色光由玻璃射向空气，发生全反射的临界角为，c为真空中光速，则该单色光在玻璃中的传播速度是（）A.cD. c-cossin.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01工件检测图2泊松安闻团主海市蜃楼图4立体电影A.检验工件平整度的操作中，如图 1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉 条纹可推断：P为凹处，Q为凸处图2为光线通过小圆板得到的衍射图样C.图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样D.图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样.用a. b. c. d表

10、示4种单色光，若a. b从同种玻璃射向空气， a的临界角小于b的 临界角；用b.c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验， c的条纹间距最大；用 b. d 照射某金属表面，只有 b能使其发射电子.则可推断 a. b. c. d分别可能是（）A.紫光.蓝光.红光.橙光B,蓝光.紫光.红光.橙光C.紫光.蓝光.橙光.红光D,紫光.橙光.红光.蓝光.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大.如图所示是迈

11、克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S为发光点，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AB = L （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%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 co根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是7反射系统c 4Lf0c 8LfoC. c 16Lfoc 32Lfo.明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有 一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复

12、色光通过三 棱镜后分解成两束单色光 a、b,下列说法正确的是（）A.若增大入射角i,则b光先消失在该三棱镜中 a光波长小于b光C. a光能发生偏振现象，b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低25.如图所示，将一个折射率为 n的透明长方体放在空气中，矩形 ABCD是它的一个截1面，一单色细光束入射到 P点，入射角为0. AP AD ,则（） 2arcsin n q arcsin 2iD.若要此光束在 AD面上发生全反射，角。的范围应满足arcsin 2痣 n 0 =OCtan = -.故选项A正确.【点睛】先根据折射定律求出光线 2在玻璃半圆柱体圆弧面上

13、和底面上的折射角，再运用折射定律求出光线1在底面上的折射角，根据几何知识求解即可. 【考点】光的折射定律C解析：C【解析】试题分析：根据双缝干涉的条纹间距公式求解波长大小关系，波长越长，频率越c小，在同一种介质中的折射率越小，结合v 、E h分析解题.由于同一装置，L、d相同，根据公式 x L 可得1 2,波长越大，频率越小，折射 d率越小，故n1 n2,根据E h可知E1 E2,根据v 一可知v1 v2,故C正确. nD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气中，故当入射角大于临界角时，光会

14、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. 5. A 解析：A【解析】试题分析：根据折射定律垂直于射向界面的光线不发生偏折，由光疏介质射向光 密介质折射角变小.垂直射向玻璃时，光线不发生偏折，到达玻璃底面时，若入射角大于临界角则发生反射， 没有折射光线.故 A有可能，A正确；由空气射向玻璃，时光疏介质射向光密介质，不可 能发生全反射，没有折射光线，故 B错误；若光线到达玻璃的底面时入射角小于临界角则 同时发生折射和反射，但应该空气中的折射角大于玻璃中的入射角，故C错误；由空气射

15、向玻璃时，同时发生折射和反射，但应该玻璃中的折射角小于空气中的入射角，故D错误.6. D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视 昆，折射率越小，看起来较深.由 sinC 1又由题意知，点光源照亮nnR的水面边缘光线刚好发生全反射，由几何知识得sinC折射率越小，半径越,R h大，点光源照亮的水面面积为 s R2 ,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.A解析：AD【解析】试题分析：由折射光路可知，单色光1的折射率大于单色

16、光 2,则单色光1的频率大于单色光2,单色光1的周期小于单色光2,根据工三7，所以单色光1的波长小于 单色光2的波长，选项A正确；根据口二在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光 2的V传播速度，选项 B错误；根据nC = -,所以单色光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，选项D正确；设光线由空气射向玻璃时的入射角是a折射角为0,则g=乎;，设玻璃的厚度为d,则光线在玻璃中的路程为血夕弟二，穿过玻璃的时间为 r二），联立以上各式可得：/产一，特殊七姑日vcM一向比由7的，当=0时/=，n越大则t越大，所以单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光 c2通过玻璃板所需的时

17、间，选项 C错误。考点：此题考查了光的折射定律、全反射现象及光在介质中的传播规律。B解析：BD1 也一,sinC = ，一一 【解析】由n得 2 ,得到全反射临界角射到光线ac面的光线，入射角等于30。，小于临界角 C,不发生全反射，则 ac面上有光射出，也有反射，此反射光 射到ab面上时入射角为60 ,发生全反射，而不能从 ab面射出.如图，射到光线 bc面 的光线，入射角i=0 ,则光线从bc面垂直射出，AC错误BD正确.A解析：A【解析】试题分析：当单色光由玻璃射向空气时，频率不变，但光速要变大，故根据公式v=f入可知，其波长一定变长， A是正确的，B是不对的，C也是不对的；是否发生全反

18、射还要看其 入射角是否大于临界角，如果大于临界角，则会发生全反射，如果不大于临界角，则不会 发生全反射，故 D是不对的。考点：光的折射。D解析：D【解析】光线通过玻璃体后， A光的偏折程度比 B光的小，则该玻璃体对 A光的折射率比对 B光的 折射率小，根据n=c/v可知，A在玻璃中的速度较大，在该玻璃体中，A光比B光的运动时间短，选项 A错误；折射率越大，光的频率越高，说明 A光的频率比B光的频率低，光 电效应实验时，用 B光比A光更容易发生，选项 BC错误；A光的频率比B光的频率低， 由c=X知，在真空中，A光的波长比B光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则 A 光的条纹较B宽.故D正确

19、.故选D.B解析：B【解析】A、a光照射产生的条纹间距大于 b光照射产生的条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式 x L 知，a光的波长大于b光的波长，A正确.B、由cf结合波长关系知a光的频dc率小于b光的频率，而hf可得a光光子能量比较小，B错误.C、D、由v 一可知a光n的频率小，折射率小，则波速较大，即两种光在同一介质中的传播速度满足va vb , C正确、D错误.故选AC.【点睛】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式x L ,以及知道波长、频率的d大小关系，注意光电效应方程的内容.12. C解析：C【解析】根据折射定律可得sin 9050 sin40n sin 9055sin35【

20、点睛】注意公式n中的角为入射线（折射线）与法线的夹角.sinrB解析：B【解析】【分析】作出光路图，结合几何关系求出入射角和折射角，根据折射定律求出玻璃对光的折射率，根据sinC=J求出临界角.根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程，通过v=求出光在玻璃中传播的速度，从而得出光从A到P的时间【详解】A、作出光路图，如图所示,根据几何关系知，入射角“ =30。，折射角0故A错误。CB、光在玻璃砖中传播的速度 ”=-后，则光从1C、根据sinC= 得该玻璃对单色光的临界角为：D、玻璃的临界角与入射角无关，故 D错误。故选：Bo【点睛】本题考查了几何光学的基本运用，关键作出光路图, 难度不大.s in

21、 fl,=60 ,根据折射定律得：n =、3,sin江A传到P的时间t= ,故B正确。八小一口C=arcsin,故C错庆。3结合折射定律和几何关系综合求解,B解析：B【解析】 【分析】 【详解】,无论是从光从空气射入介AD.本题给定信息 先的折射光线和入射光线位于法线的同侧质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误.BC.折射率为-1,由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故 B正确，C错误.C解析：C【解析】试题分析：首先我们看最左端光线刚进入时的情况，光由空气进入内芯，由于内芯有一定的折射率，故折射角会变小，而选项AD中的折射角都大于入射角，故选项 AD错误；又因为光导纤维

22、的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，所以光线进入纤维中后折射角会变化，而不是像B中不变，故选项B错误，C正确；当折射率减小时，其折射角与入射角的差值会变小，且在边缘时光会发生全反射，故光又会折回这种介质中，形成如图C所示的传播轨迹。考点：光的折射。D解析：D【解析】ON为反射光，应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一束光发生了全反射；而红光与紫光相比较，紫光的折射率较大，临界角较小，故紫光发生了全反射；可知OM应为红光.故D正确，ABC错误.故选 D. 17. A 解析：A【解析】图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，A正确；图乙中，用偏振眼

23、镜看 3D电影，感受到立体的影像是因为光的偏 振现象，B错误；图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，C错误；图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，D错误.B解析：B【解析】1c试题分析：根据全反射定律可得sin ,根据折射率与传播速度公式n -,两式联立可得v csin ，故B正确，ACD错误故选B考点：考查了全反射，折射率公式 1 c点评：关键是知道公式 sin 和n D解析：D【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对 a光的折射率较大，因此 a光的频率应高于 b光，故选D.【名师点睛】由教材中

24、白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大.D解析：D【解析】A、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A正确；B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现 一亮点，故B正确；C、沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，故C正确；D、立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相

25、同， 故D错误；错误的故选D.A解析：A【解析】【详解】1 一 根据临界角C、折射率n ,由a的临界角小于b的临界角，可知nanb,根据色sin C散规律可知a的频率大于b即节M根据双缝干涉条纹间距x -,由c的条纹间距d最大可知b、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频 率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由可知b和d中b的频率较大即 单化综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为 abdc,故A正确.C解析：C【解析】【分析】根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，可以判断这两种光在该玻璃中的波速大 小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答.【详解】, C 一，A.由v G可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，故 A错误；B.以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折 射角应较小，故 B错误；1C.从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式sinC 可知，红光的折射率小，临界n角大，故C正确；D.用同一装置进行双缝干涉实验，由公式 x鼻 可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，故D错误.C解析：C【解析】【分析】【详解】从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L,则光从A点开始经一系列的反射再到达望