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1、1 全国高考光学题2016 全国一卷。（2） （10 分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1 位有效数字）。2016 全国二卷。 34物理 选修 34 （15 分）（1） （5 分）关于电磁波，下列说法正确的是_。 （填正确答案标号。选对1 个得 2 分，
2、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电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失2016 全国三卷。（2） （10 分）如图，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的32倍；在过球心O 且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
3、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2 到玻璃球冠上的M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。2015 全国一卷（1）在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距1x与绿光的干涉条纹间距2x相比1x2x（填“”“”或“”） 。若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第一条到第6 条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为mm
4、。2015 全国二卷34.(1)(5分) 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b 两束光线，则（填正确答案标号，选对 1 个给 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 0 分）A.在玻璃中， a 光的传播速度小于b 光的传播速度B. 在真空中， a 光的波长小于 b 光的波长C. 玻璃砖对 a光的折射率小于对b 光的折射率D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a 首先消失E.分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距名师资料总结
5、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 3 2014 全国一卷（2）(9 分) 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， O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为n=2。（i ）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？（ii ）一细数光线在O点左侧与 O相距R23处垂直于AB从下方入射， 求此光线从玻璃砖射出点的位置。2014 全国二卷（2） （
6、10 分）一厚度为 h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率。2013 全国一卷(2)(9 分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长度为 L，折射率为n， AB代表端面，已知光在真空中的传播速度为c (i)为使光线能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(ii)求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间。2013 全国二卷(2)(10 分)如图，
7、三棱镜的横截面为直角三角形ABC， A=30 ， B=30 。一束平行于AC 边的光线自AB 边的 p 点摄入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的 M 点射出，若光线在P店的入射角和在M 店的折射角相等（i）求三棱镜的折射率（ii）在三棱镜的AC边是否有光线逸出，写出分析过程。（不考虑多次反射）2012 新课标（2） （9 分）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。已知该玻璃的折射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
8、 - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4 率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。2011 新课标（2）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB 镀银，（图中粗线），O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M 点的入射，经过AB 面反射后从N 点射出，已知光线在M 点的入射角为30，MOA=60，NOB=30。求（i）光线在 M 点的折射角（ii）透明物体的折射率2016 全国一卷答案：34物理 选修 3-4（15 分）（2） （10 分）（i） 如图，设达到池边的光线的入射角为i。 依题意，水的折射率n=43， 光线的折射角 =90 。
9、由折射定律有nsin i=sin 由几何关系有sin i=22llh式中， l=3 m，h 是池内水的深度。联立式并代入题给数据得h=7m 2.6 m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 5 （ii）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为 =45 。由折射定律有nsin i=sin 式中， i是光线在水面的入射角。设池底点光源A 到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有sin i=
10、22aahx+l=a+h 式中 h=2 m。联立 式得x=(3723 1)m0.7 m 2016 全国二卷答案：34.物理 选修 3-4(15 分)（1）ABC2016 全国三卷答案：34 （2）答： 设球半径为R，球冠底面中心为O，连接OO，则 OOAB。令 OAO= ，有cos =OAOA=32RR即 =30 由题意 MAAB所以 OAM=60 设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示。设光线在M 点的入射角为i、折射角为r，在 N 点的入射角为i，反射角为i，玻璃折射率为n。由于OAM 为等边三角形，有i=60 由折射定律有sin i=nsin r代入提给条
11、件n=3得 r=30 作底面在 N 点的法线 NE，由于 NEAM，有 i=30 根据反射定律，有i=30 连接 ON，由几何关系知 MAN MON，故有 MNO=60 由式得 ENO=30 于是 ENO 为反射角， ON 为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为 =180ENO=150 ?评分参考： ?式各 1 分。2015 全国一卷答案（1） 0.300 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，
12、共 9 页 - - - - - - - - - 6 2015 全国二卷答案（1）ABD2014 全国一卷答案（2）(9 分) （i ）解：在O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，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。由全反射条件有1sinn由几何关系有sinOER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2lOE联立式，代入已知数据得2lR（ii ）解：设光线在距O点R23的 C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系及1 式和已知条件得=60光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图。由反射定律和几何关系得
13、32OGOCR射到 G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。2014 全国二卷答案（2）解析：如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A点折射，根据折射定律有：sinsinn图 a名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 7 式中， n 是玻璃的折射率，是入射角，是折射角现假设A恰好在纸片边缘，由题意，在A 刚好发生全反射，故2设AA线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有：22s
14、inLLh由题意，纸片的半径应为：R=L+r 联立以上各式可得：21()hnRr2013 全国一卷答案（2）(i)解析： （i） 设光线在端面AB上 C点 （如上图）的入射角为i,折射角为r,由折射定律有sini=nsinr 设该光线射向玻璃丝内壁D 点的入射角为,为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有式中是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足nsin=1由几何关系得+r=900由得sini12n(ii)光在玻璃丝中传播速度的大小为nCv光速在玻璃丝轴线上的分量为sinvvx光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为xvLT光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB 传播到
15、其另一端面所需的时间最长，由式得CLnT2max2013 全国二卷答案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 8 答案： （i）；（ ii）AC面无光线射出解析： 本题考查光的折射，涉及全反射。较容易。做出光在三棱镜中的传播路线如图所示，由几何关系可知， 光在 P点的入射角及M 点的折射角均为，对 P、M 出的折射，由折射定律有， 解得：。 由几何关系可知，由光的反射定律有。解得，则。解得：；由几何关系可知，光线进入棱镜
16、后在AC 面的入射角。由可知，棱镜对空气的临界角为。因此，光线在N 点发生全反射，AC面无光线射出。2012 全国新课标答案(2)解：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sinsinn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2A设线段 OA 在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有A22sin=()2AARaR名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
17、整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 9 式中 a 为玻璃立方体的边长，有式得221AaRn由题给数据得2AaR由题意，上表面所镀的面积最小的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2266ARSSa由式得4SS2011 新课标答案（2）解：如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M 点相对于氏面EF对称， Q、P和N三点共线。设在 M 点处，光的和射角为i，折射角为r，,OMQPNF。根据题意有30由几何关系得，PNOPQOr，于是60r且r由式得15r（ii）解：根据折射率公式有sinsininr由式得622n名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -