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1、学习好资料 欢迎下载 2014 年高考物理试题分类汇编：光学 34物理选修 342014 新课标全国卷(2)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.()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？()一细束光线在 O 点左侧与 O 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(2)()R()略 解析 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
2、出，如图所示，由全反射条件有 sin 由几何关系有 OERsin 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 l2OE 联立式，代入已知数据得 lR()设光线在距 O 点 R 的 C 点射入后，在上表面的入射角为 ，由几何关系及式和已知条件得 60 学习好资料 欢迎下载 光线在玻璃砖内会发生三次全反射最后由 G 点射出，如图所示，由反射定律和几何关系得 OGOCR 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 新课标卷 物理选修 34(2)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
3、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遮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 34答案(1)BCE(2)解析(1)由 Q 点的振动图像可知，t0.10 s 时质点 Q 沿 y 轴负方向运动，A 项错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期 T0.2 s，振幅 A10 cm，t0.10 s 时质点 P 向上运动，经过 0.15 sT 时，即在 t0.25 s 时，质点振动到 x 轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿 y 轴正方向，B 项正确；波动速度 v m/s40 m/s，故从 t0.10 s 到 t0.25 s，波沿 x 轴负方向传播的距离为
4、xvt6 m，C 项正确；由于 P 点不是在波峰或波谷或平衡位置，故从 t0.10 s 到 t0.25 s 的周期内，通过的路程不等于 3A30 cm，D 项错误；质点 Q 做简谐振动的振动方程为 yAsin t0.10sin 10t(国际单位制)，E 项正确(2)如图所示，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 nsin sin 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 点刚好发生全反射，故 设 AA 线段在玻璃上表面的投影长为 L，由几何关系有 sin 由题意，纸片的半径应为 RLr
5、 联立以上各式可得 n 20 2014 北京卷 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(n0)，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 依然满足n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)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 n1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左
6、侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有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联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为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学习好资料 欢迎下载 AB CD 20B 本题考查光的折射是一道创新题，但本质上还是光的折射定律，本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，
7、无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故 A、D 错误折射率为1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，C 错误，B 正确 17 2014 全国卷 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间距为()A2.06107 m B2.06104 m C1.68104 m D1.68103 m 17C解析 本题考查双缝干涉条纹间距离公式双缝干涉相邻条纹间距 x，则 d1.68104 m，C 正确 13 2014 福建卷 如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点
8、为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()A B C D 的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有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联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面
9、放置一半径为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学习好资料 欢迎下载 13A 解析 光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象，故 A 项正确；光线由空气射向玻璃砖时，由于光线与分界面不垂直，所以除了有反射现象之外还应发生折射现象，其折射角小于入射角，故 B、D 项错误；光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，折射角应大于入射角，故 C 项错误 2014 江苏卷 选修 34(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题 12B1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条
10、件后，观察到的条纹如题 12B1(乙)图所示他改变的实验条件可能是_ (题 12B1 图)A减小光源到单缝的距离 B减小双缝之间的距离 C减小双缝到光屏之间的距离 D换用频率更高的单色光源(1)B 解析 根据x知，要使条纹间距变大，可减小双缝之间的距离，增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离，故只有 B 正确 2 2014 四川卷 电磁波已广泛运用于很多领域 下列关于电磁波的说法符合实际的是()A电磁波不能产生衍射现象 B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 2C
11、解析 衍射现象是波的特有现象，A 错误；常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，B 错误；遥远天体和地球的距离发生变化时，遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度，C 正确；光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的，即光速不变原理，D 错误 的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有由对称性可知若
12、光线都能从上表面射出光束的宽度最大为联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为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学习好资料 欢迎下载 32014 四川卷 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 3D解析
13、光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以 A、B 错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以 C 错误；由 v得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以 D 正确 8 2014 天津卷 一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成 a、b 两束，如图所示，则 a、b 两束光()A垂直穿过同一块平板玻璃，a 光所用的时间比 b 光长 B从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比 b 光的小 C分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小 D若照射同一金属都能发生光电效应，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大 8AB解析 本
14、题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点，根据图中光线的偏转角度可以判断出三棱镜对 a 光的折射率比 b 光的大，所以 a 光的频率大，在玻璃中速度小，通过玻璃所用的时间长，A 正确；a 光发生全反射的临界角小于 b 光发生全反射的临界角，B 正确；发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式 x，由于 b 光的波长长，所以 b 光形成的相邻亮条纹间距大，C 错误；由于 a 光的频率大于 b 光的频率，根据公式Ekh W得出 a 光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大，D 错误 18 2014 浙江卷 关于下列光学现象，说法正确的是()A水中蓝光的传播速度比红光快 B光从空气射入玻璃时可能
15、发生全反射 C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深 D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 18CD 解析 本题考查光速、光的全反射、折射、双缝干涉等知识在同一种介质中，波长越短，波速越慢，故红光的传播速度比蓝光大，选项 A 错误；光从空气射向玻璃是从的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有由对称性可知若光线都能从
16、上表面射出光束的宽度最大为联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为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学习好资料 欢迎下载 光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项 B 错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选项 C 正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据x可知红光的双缝干涉条纹间距大，选项 D 正确(1)(6 分)2014 重庆卷 打磨某剖面如题 11
17、图 1 所示的宝石时，必须将 OP、OQ 边与轴线的夹角 切磨在12的范围内，才能使从 MN 边垂直入射的光线在 OP 边和 OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到 OP 边并反射到 OQ 边后射向 MN 边的情况)，则下列判断正确的是()题 11 图 1 A若 2，光线一定在 OP 边发生全反射 B若 2，光线会从 OQ 边射出 C若 1，光线会从 OP 边射出 D若 1，光线会在 OP 边发生全反射 11答案(1)D 解析本题第一问考查光的折射和全反射，第二问考查波的图像 2014 江苏卷(3)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅
18、膀的鳞片上发生了干涉 电子显微镜下鳞片结构的示意图见题 12B2 图 一束光以入射角 i 从 a 点入射，经过折射和反射后从 b 点出射设鳞片的折射率为 n，厚度为d，两片之间空气层厚度为 h.取光在空气中的速度为 c，求光从 a 到 b 所需的时间 t.(题 12B2 图)(3)解析 设光在鳞片中的折射角为 ，根据折射定律有 sin insin.在鳞片中传播的路程l1，传播速度 v，传播时间 t1，解得 t1，同理，在空气中的传播时间 t2，则 tt1t2.的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度
19、为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有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联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为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学习好资料 欢迎下载 2014 山东卷(2)如图所示，三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点，位于截面所在平
20、面内的一束光线自 O 以角 i 入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反射已知 15，BC 边长为 2L，该介质的折射率为.求：()入射角 i；()从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为 c，可能用到：sin 75或 tan 15 2.38 答案(2)()45 ()L 解析(2)()根据全反射规律可知，光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得 sin C 代入数据得 C45 设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得 r30 由折射定律得 n 联立式，代入数据得 i45 ()在OPB 中，根据正弦定理得 设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得
21、 OPvt 的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有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联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为的圆纸片圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直
22、线上已知圆纸片恰好学习好资料 欢迎下载 v 联立式，代入数据得 tL 的半圆为半圆的直径为圆心如图所示玻璃的折射率为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上的最大宽度为多少一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射求此光线从玻璃砖射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由几何关系有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联式代入已知数据得设光线在距点的点射入后在上表面的入射角为由几何关系及式和已知条点的光有一部分被反射沿原路返回到达点射出新课标卷物理选修一厚度为的大平板玻璃水平放置其下表面贴有一半径为的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为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