2020物理高考备考专题《光学》(附答案解析版)

1、专题十二光学考倩解读熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图.加深对折射率、全反射、临界角概念的理解.并能结合实际，解决问题.同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分 析能力的培养.物理光学部分应遵循历史发展线索，理解干涉、衍射、偏振等现象，并能解释生活中的相关物理现象.光的偏振、激光这些内容，与生产、生活、现代科技联系密切，应学以致用.重点知仅梳理知识点一、几何光学的常见现象项目内容折射定律(1)三线共面(2)分居两侧 sin 1。(3)入射角正弦与折射角正弦之比为常数sin 2r n折射率定义式：光从真空进入介质时n =迎Tsin 201折射率e决定式：n

2、= v物理意义：描述透明介质对光线的偏折作用,n越大，折射光线偏离入射方向的夹角越大全反射发生条件：(1)从光密介质进入光疏介质(2)入射角大于或等于临界角，即0 1>C1临界角：sin C =舞光的色散产生原因：(1)太阳光是复色光；(2)小同的色光折射率小同规律:光的频率越大，折射率越大红光一紫光:折射率逐渐增大，在介质中的速度逐渐减小；(3)临界角逐渐减小；波长逐渐减小常见光学元件平行玻璃板：(1)出射光线与入射光线平行；(2)出射光线发生侧移棱镜:(1)光线向底边偏折；(2)能发生色散的特点全反射棱镜：(1)垂直于直角边射入，出射光线方向改变90 ；(2垂直于斜边射入，出射光线方

3、向改变 180°知识点二、光的干涉、衍射和偏振现象项目内容光的干涉双缝干涉产生条件：两光源频率相等，相位差恒定1出现明暗条纹的条件：路程差Af n入明条纹；A后(n+2 )入暗条纹1相邻条纹间距：A户发入光的薄膜产生原因：同一束光分别经薄膜的前后表面反射的光叠加而成规律:经薄膜上厚度相等的位置反射的光叠加后在同一干涉条纹上与波长成正比，与斜面倾角成反比，相邻条纹间距干涉干涉应用：(1)光叶涉法检查平囿的平整度1(2)在光学镜头上涂增透膜d= 4入光的衍射明显衍射条件障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多或者比光的波长小衍射现象单缝衍射：中间条纹亮、宽；两侧条纹暗、窄；波长越长，条纹越宽，间

4、距越大圆孔衍射：明暗相间的圆形条纹圆板衍射：圆形阴影的外侧是明暗相间的圆形条纹，中间是亮斑(泊松亮斑)光的偏振偏振片有特定的透振方向，自然光通过后成为偏振光，两偏振光片平行时透过的光最强,垂直时取弱【特别提醒】(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波 .(2)光的干涉条纹和光的衍射条纹的最大区别是研究条纹间距是否均匀，中央条纹和两侧条纹的亮度是否相同.知识点三、光电效应及光的波粒二象性项目内容光概念金属在光(包括不可见光)的照射下发射电子的现象电(1)每种金属都有一个极限频率,Y前时才会发生光电效应效规律(2)光电子的最大初动能与光强无关，随V的增大而增大应(3)光电

5、效应的产生几乎是瞬时的(4)饱和光电流与光强成正比效应解释光子说：(1)光在传播时分-份的，每份叫一个光子；(2)光子能量E-hv , h= 6.63 X 1034 J s逸出功：电子脱离金属时克服原子核引力做功的最小值W = hv光强：P=nhv光电效应方程：Ek=hLW物质波每个实物粒子对应一种波，叫物质波物质波的波长入=h mv波粒二象性概率波：只能预测粒子在某区域出现的概率，概率符合波动规律高频考点突破高频考点一、光的折射、全反射例1. （2019天津卷）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规,笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度 。A.选用两光学

6、表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分别为 C、D点，如图所示, 则玻璃的折射率 n 。（用图中线段的字母表示）AC【答案】AD DBD【解析】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证

7、光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误;由折射定律可知折射率nsin AOC,sin AOC sin BODACBDAC,sin BOD 不-,联立解得n 丽。n.如图甲所示，。是圆心，MN是法线，AO、【变式探究】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sin i sin r图象如图乙

8、所示，则（）A.光由A经。到B, n = 1.5B.光由B经。到A, n= 1.5C.光由 A 经。至U B, n=0.67D.光由B经。到A, n = 0.67【答案】B【解析】在题图乙中任取一点，对应 sin r>sin i ,即折射角大于入射角，可知光由 B经。到A, A、C错误.由折射定律和题图乙可知，n = snr=；,当sin r=0.9时，sin i = 0.6,代入数据得n= 1.5, B正确，Dsin i k错误.【变式探究】直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O,细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.

9、 b光在玻璃中的传播速度较小D. b光在玻璃中的传播时间较短【答案】C【解析】从题图中看出，b光线进入玻璃后偏折程度较大，因此玻璃对b光折射率大，A错误.根据sinC=1知，折射率大的临界角小，B错误.根据v=c知，折射率大的传播速度小，C正确.由几何关系知，bnn在玻璃中运动路程长，结合 b的传播速度小，可知 b在玻璃中的传播时间较长，D错误.高频考点二、光的折射、全反射的计算例2. （2019新课标全国出卷）如图，直角三角形 ABC为一棱镜的横截面，/ A=90°, / B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于 AC边射出。（1）求棱镜的折射

10、率；（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时 AB边上入射角的正弦。【答案】（1） 口 （2）史二运2【解析】（1）光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射，由折射定律得皿n sin式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知介出60 °由几何关系和反射定律得=B联立式，并代入i =60。得n=点（2）设改变后的入射角为i ,折射角为，由折射定律得sini-二门 sin依题意，光束在 BC边上的入射角为全反射的临界角c ,且15sin c= 6 n由几何关系得c = a+30° 由式得入射角的正弦为,/ B=60° .一EG垂直

11、于AC交sini =_ 2【举一反三】（2018高考全国卷H ）如图， ABC是一直角三棱镜的横截面，/A=90°细光束从BC边白D D点折射后，射到 AC边的E点，发生全反射后经 AB边的F点射出.BC于G, D恰好是CG的中点.不计多次反射.求出射光相对于 D点的入射光的偏角；（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围?【解析】（1）光线在BC面上折射，由折射定律有sin ii = nsin ri AC面上发生全式中，n为棱镜的折射率，ii和口分别是该光线在 BC面上的入射角和折射角.光线在反射，由反射定律有i2= r2式中i2和r2分别是该光线在 AC面上的入射角和反射

12、角光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsin i3 = sin r3 式中i3和r3分别是该光线在 AB面上的入射角和折射角由几何关系得i2= r2 = 60 , ri = i3= 30F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为上(ri-ii)+(180° i252)+(r3i3)由式得上60° .(2)光线在AC面上发生全反射，光线在 AB面上不发生全反射，有 nsin i2> nsin C>nsin i3式中C是全反射临界角，满足nsin C= 1(8由式知，棱镜的折射率n的取值范围应为【变式探究】如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC, /A = 30&

13、#176;, /B = 60° 丁束平行于 AC 边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在 AC边发生反射后从BC边的M点射出.若光线在 P点的入射角和在M点的折射角相等.(1)求三棱镜的折射率;(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出，写出分析过程.(不考虑多次反射)【解析】(1)光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点.设光线在P点的入射角为i,折射角为r,在M点的入射角为r；依题意知折射角也为i,有i = 60。由折射定律有 sin i = nsin rnsin r = sin I由式得r=r'OO为过M点的法线，/ C为直角，OO / AC ,由几何关系有/ M

14、NC =由反射定律可知/ PNA = / MNC联立式得/ PNA = r由几何关系得r= 30联立式得n = |3(2)设在N点的入射角为i；由几何关系得i = 60。此三棱镜的全反射临界角满足nsin c9= 1?由？式得出=arcsin号，有i "达。?此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出.【答案】(1)3 (2)没有；理由见解析【变式探究】一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，。为圆心，如图所示.玻璃的折射率为 n = p(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？(

15、2)一细束光线在 。点左侧与。相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置.【解析】 (1)在。点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角9,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示.由全反射条件有sin #1=r，即0= 45 n 2由几何关系有OE=Rsin 0由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l = 2OE 联立式，代入已知数据得l=2R(2)设光线在距。点、3R的C点射入后，在上表面的入射角为由几何关系知sin弓即"=60> 0光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，考虑整体

16、几何关系，得出光路如图所示.由反射定律和对称性可得 OG = OC =呼R射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达 C点射出.【答案】(1)V2R (2)0点左右侧与。相距R处高频考点三、光的干涉例3. （2018年北京卷）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色【答案】D【解析】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉

17、条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，D正确，ABC错误。【变式探究】如图所示是 a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（）A.在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B.从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C.照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D.若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【解析】由干涉条纹间距知，冰入b,用如同种均匀介质，对频率大的波折射率更大即 na>nb,光在介质中的传播速度 v = n，故Va<vb, A错误.发生全反射的临界角满足 sin C = 1，故Ca<Cb, B

18、错误.饱和电流只与入射光强度有关，与频率无关,C错误.光子能量 E=hv,因此Ea>Eb, D正确.【变式探究】以下说法正确的是 （）A.真空中蓝光的波长比红光的波长长B.天空中的彩虹是由光的干涉形成的C.光纤通信利用了光的全反射原理D.机械波在不同介质中传播，波长保持不变【答案】C【解析】真空中蓝光的波长比红光的波长短， A错误.天空中的彩虹是由光的折射形成的， B错误.光 纤通信利用了光的全反射传递信息， C正确.机械波在不同的介质中传播时频率不变， 速度变化，因而波长 会变化，D错误.高频考点四光的衍射及偏振现象例4、（2019江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这

19、条狭缝去看与其平行的日光 灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的 （选填折射”干涉"或衍射”）.当缝的宽度 （选填选 大于”或 接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。【答案】衍射接近【解析】通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的 衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明 显衍射现象。【举一反三】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和 它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同.观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细 的变化，下列叙述中正确的是 （）A

20、.这里应用的是光的衍射现象B.这里应用的是光的干涉现象C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细【答案】AD【解析】由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距就大，A、D对.【变式探究】如图所示，电灯 S发出的光先后经过偏振片 A和B,人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（）A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【答案】BD【解析】自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏

21、振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光，则 A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则 B对；设通过A偏振 片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180。后,P处仍无光亮，C错；若将B转过90。，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振 光能通过B,即在P处有光亮，D对.真题感悟1. （2019北京卷）利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于 P处放置的光学元件说法正确的是北-I图1in in mini甲乙A.甲对应单缝，乙对应双缝B.甲对应双缝

22、，乙对应单缝C.都是单缝，甲对应的缝宽较大D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】A【解析】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断。单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故 A正确，BCD错误。2. （2019北京卷）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形 成光电流。表中给出了 6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强小次小/mA逸出光电子的最大动能/eV第14.0弱290.9一24.0中430.9组34.0强600.9第46.0弱272.9一

23、56.0中402.9组66.0强552.9由表中数据得出的论断中不正确的是A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为 5.0 eV,逸出光电子的最大动能为 1.9 eVD.若入射光子的能量为 5.0 eV,相对光强越强，光电流越大【答案】B【解析】由爱因斯坦质能方程Ek hWo比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题。由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式 E h可知，两组实验中所用的入射光的 频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程 Ek h W0可得：第一组实验：0.9 4.0 Wo1 ,第二组实验: 2.9 6.0 W

24、02,解得：W01 W02 3.1eV,即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由爱因斯坦质能方程Ek h W。可得：Ek （5.0 3.1）eV=1.9eV ,故C正确；由题表格中数据可知，入射光能 量相同时，相对光越强，光电流越大，故 D正确。3. （2019天津卷）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规， 笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度 。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的

25、孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是OD该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分别为 C、D点，如图所示, 则玻璃的折射率n 。（用图中线段的字母表示）一 一 AC【答案】AD DBD【解析】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此 C错误。根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和

26、入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误； sinAOCACBDAC由折射定律可知折射率 n,sin AOC ' , sin BOD 生，联立解得n JACsin BODRRBD4. （2019江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹， 这是由于光的 （选填折射”干涉"或衍射”）.当缝的宽度 （选填远大于 或 接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。【答案】衍射 接近【解析】通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的 衍射

27、现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明 显衍射现象。5. (2019新课标全国n卷)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正 常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为1,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Ax,则单色光的波长 卜三(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0. 300 mm,测得屏与双缝间的距离

28、为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为 7.56 mm。则所测单色光的波长为 nm (结果保留3位有效数x d【答案】(1) B (2) (3) 630(n 1) 1【解析】(1)由A =，因Ax越小，目镜中观察得条纹数越多，故B符合题意;d(2)由1 d x一,入二 d (n 1)136.3 10 m 630nm。d x 0,3 10 3m 7.56 10 3m(3)入=(n 1)1(4 1) 1.2m6. (2019新课标全国i卷)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖

29、直方向的夹角为53。(取4sin53 = 0.8）。已知水的折射率为 -。3（1）求桅杆到P点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45。时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。【答案】（1） 7 m （2） 5.5 m【解析】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为X1,到P点的水平距离为X2;桅杆高度为hl,P点处水深为h2：激光束在水中与竖直方向的夹角为0O由几何关系有上 tan53x2 tan h2由折射定律有sin53 = nsin 遛设桅杆到P点的水平距离为x,则X=X1+X2 联立式并代入题给数据得x=7 m

30、（2）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i ,由折射定律有sin i =nsin45 设船向左行驶的距离为X',此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为X'1,到P点的水平距离为X'2,则X1 X2 X X 71 tani hi至tan 45h2联立式并代入题给数据得X'= （6金 3） m=5.5m 7. （2019新课标全国出卷）如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，/ A=90°, /B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于 AC边射出。(1)求棱镜的折射率

31、;(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时 AB边上入射角的正弦。【解析】(1)光路图及相关量如图所示。光束在 AB边上折射，由折射定律得sin i sin式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知介出60 °由几何关系和反射定律得联立式，并代入i=60。得(2)设改变后的入射角为i ,折射角为，由折射定律得sini 小，二n依题意，光束在 BC边上的入射角为全反射的临界角c ,且sin由几何关系得c = a+30° 由式得入射角的正弦为8. (2019江苏卷)如图所示，某 L形透明材料的折射率n=2。现沿AB方向切去一角，AB与水平方向

32、的夹角为也为使水平方向的光线射到 AB面时不会射入空气，求 。的最大值.A*-:、e【答案】60【解析】要使光线不会射入空气，即发生全反射，设临界角为C,即有:,-1sin C 一 n由几何关系得：C 90联立解得： 601. （2019北京卷）利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于 P处放置的光学元件说法正确的是in ill iiiiin甲乙AI2A.甲对应单缝，乙对应双缝B.甲对应双缝，乙对应单缝C.都是单缝，甲对应的缝宽较大D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大【答案】A【解析】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断。单缝衍射图样为

33、中央亮条纹最宽最亮，往两 边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应 单缝，乙对应双缝，故 A正确，BCD错误。2. （2019北京卷）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了 6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强小次小/mA逸出光电子的最大动能/eV第14.0弱290.9一24.0中430.9组34.0强600.9第46.0弱272.9一56.0中402.9组66.0强552.9由表中数据得出的论断中不正确的是A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若

34、入射光子的能量为 5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为 5.0 eV,相对光强越强，光电流越大【答案】B【解析】由爱因斯坦质能方程Ek h Wo比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题。由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式 E h可知，两组实验中所用的入射光的 频率不同，故A正确；由爱因斯坦质能方程 Ek hW0可得：第一组实验：0.9 4.0 W& ,第二组实验:2.9 6.0 W02,解得：W01 W02 3.1eV,即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B错误；由爱因斯坦质能方程Ek h W0可得：Ek (5.0 3.

35、1)eV=1.9eV ,故C正确；由题表格中数据可知，入射光能 量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确。3. (2019天津卷)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规， 笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度 。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 A、B点，再过A、B

36、点作法线NN的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示,则玻璃的折射率n 。（用图中线段的字母表示）AC【答案】AD D仝BD【解析】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此 C错误。根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误； sinAOC由折射定律可知折射率 n A , sin sin BODze

37、e ACBD “ 口AOC , sin BOD :，联立解得ACn 。BD4. （2019江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹， 这是由于光的 （选填折射“干涉”或衍射”）.当缝的宽度 （选填远大于 或 接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。【答案】衍射接近【解析】通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明 显衍射现象。5. (2019新课标全国n卷)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源

38、使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为1,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Ax,则单色光的波长入;(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0. 300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为 7.56 mm。则所测单色光的波长为 nm (结果保留3位有效数x d【答案】(1) B (2) (3) 630(n 1) 1【解析】(

39、1)由A =，因Ax越小，目镜中观察得条纹数越多，故B符合题意;d“、上 x 1、 d x(2)由 -,入=；n 1 d (n 1)1.3336.3 10 m 630nm。/、 d x 0.3 10 m 7,56 10 m(3)入=(n 1)1(4 1) 1.2m6. (2019新课标全国I卷)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53。(取4sin53 = 0.8)。已知水的折射率为 ；。3(1)求桅杆到P点的水平距离；(2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束

40、方向，当其与竖直方向夹角为45。时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。T 3 in . .,X. 左mw【答案】（1） 7 m（2） 5.5m【解析】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为Xi,到P点的水平距离为X2;桅杆高度为hi,P点处水深为h2：激光束在水中与竖直方向的夹角为0o由几何关系有x1 tan53 hi番tan h2由折射定律有sin53 = nsin O设桅杆到P点的水平距离为x,则X=X1+X2 联立式并代入题给数据得x=7 m （2）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i ,由折射定律有sin i =ns

41、in45 设船向左行驶的距离为X',此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为X'l,到P点的水平距离为X'2,则Xi X2 X X Xitani hi-2- tan 45 h2联立式并代入题给数据得X'= (672 3) m=5.5m 7. （2019新课标全国出卷）如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，/ A=90°, /B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于 AC边射出。（1）求棱镜的折射率；（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时 AB边上入射角的正弦。【答案】（

42、1） 73 （2）史2无【解析】（1）光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射，由折射定律得sin i nsin式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知介出60 °由几何关系和反射定律得=B联立式，并代入i=60。得n= .3 （2）设改变后的入射角为i ,折射角为,由折射定律得sini sin依题意，光束在 BC边上的入射角为全反射的临界角c ,且sin c=n 6由几何关系得c = a+30° 由式得入射角的正弦为.32 小sin i =-28. （2019江苏卷）如图所示，某 L形透明材料的折射率n=2。现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为也为使水平方向的光线射

43、到 AB面时不会射入空气，求 。的最大值.4*B【答案】60【解析】要使光线不会射入空气，即发生全反射，设临界角为C,即有：-1sin C 一 n由几何关系得：C 90联立解得：601. （2018年北京卷）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色【答案】D【解析】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形 成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠 加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央

44、为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，D正确，ABC错误。2. （2018年江苏卷）两束单色光 A、B的波长分别为“、4,且鼠E,则 （选填"A或"B）'在 水中发生全反射时的临界角较大. 用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时， 可以观察到 （选填"A'或"B） 产生的条纹间距较大.【答案】 A A 一I 【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角刈£-一,可知波长越大临界角越大，所以 An光的临界角大；双缝干涉条纹的间距Ax,因为A光的波长较长，所以 A光产生的条纹间距较大。d3. （2018年全国I卷）如图， ABC为一

45、玻璃三棱镜的横截面，/A=30。，一束红光垂直 AB边射入, 从AC边上的D点射出，其折射角为 60。，则玻璃对红光的折射率为 。若改用蓝光沿同一路径入射, 则光线在D点射出时的折射射角 （小于”等于“或 大于“）60°。【答案】十 大于【解析】本题考查折射定律、光的色散及其相关的知识点。根据题述和图示可知，i=60 °, r=30 °,由折射定律，玻璃对红光的折射率n="=B。若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D点射出时的折射角大于 60°。4. （2018高考全国卷H ）如图， ABC是一直角三

46、棱镜的横截面，/A = 90° , /B=60° .一细光束从BC边的D点折射后，射到 AC边的E点，发生全反射后经 AB边的F点射出.EG垂直于AC交BC于G ,D恰好是CG的中点.不计多次反射.求出射光相对于 D点的入射光的偏角；（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围?【解析】（1）光线在BC面上折射，由折射定律有sin ii = nsin ri 式中，n为棱镜的折射率，ii和口分别是该光线在 BC面上的入射角和折射角.光线在 AC面上发生全 反射，由反射定律有i2= r2式中i2和r2分别是该光线在 AC面上的入射角和反射角光线在AB面上发生折射，由折射定

47、律有nsin i3 = sin r3 式中i3和r3分别是该光线在 AB面上的入射角和折射角由几何关系得i2=r2 = 60° , ri = i3= 30F点的出射光相对于 D点的入射光的偏角为上(ri-ii)+(180° i232)+(r3。)由式得上60° .(2)光线在AC面上发生全反射，光线在 AB面上不发生全反射，有式中C是全反射临界角，满足nsin C= 1(8由式知，棱镜的折射率n的取值范围应为1.12017北京卷】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为nsin i2> nsin C>nsin i3a、b两束单色光。如果光束 b是蓝D

48、.紫光光，则光束a可能是【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。2.12017天津卷】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B.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【答案】D【解析】设折射角

49、为 “，在右界面的入射角为 3,根据几何关系有：A,根据折射定律：n 四增大入射角i,折射角“增大，3减小，而3增大才能使b光发生全反射，故 A错误；由光路 sin图可知，a光的折射率小于b光的折射率（na nb），则a光的波长大于b光的波长（a b），故B错误;根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能Ek h W0,再根据动能定理：eUc 0 Ek,即遏止电压Uc h W0-,可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，na 踊，则a光的频率小于e eb光的频率（a b）, a光的遏止电压小于 b光的遏止电压，故D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，3.12017北京卷】物理学原理在现

50、代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为入i和尬的无线电波。飞机降落过程中，当接收到入i和力的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是A.天线发出的两种无线电波必须一样强B.导航利用了 为与及两种无线电波之间的干涉C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合【答案】C【解析】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的 入i和尬的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。由题意，天线发出的两种无线电波不必一样强，A错误；导航利用了两种波长的无线电波各自的用I定干涉，B错误；若两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合，则接收到4和后的信号都保持最强的位置，不一定在跑道上，D错误；故选Co5.12017新课标H卷】在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是 （选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小