11．(山东省潍坊市2008年高三教学质量检测卷．理综．37) 如图15所示.一束截面为圆形半径为R的平行单色光.垂直射向一玻璃半球的平面.经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.已知玻璃半球的半径为R.——青夏教育精英家教网—

摘要：11．(山东省潍坊市2008年高三教学质量检测卷．理综．37) 如图15所示.一束截面为圆形半径为R的平行单色光.垂直射向一玻璃半球的平面.经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.已知玻璃半球的半径为R.屏幕S到球心的距离为d.不考虑光的干涉和衍射.玻璃对该光的折射率为n.求屏幕上被照亮区域的半径.

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高考真题

1．【解析】通过手指的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹，是光的衍射现象。D不正确。

【答案】D

2．【解析】由题可知单色光在玻璃球体发生了全反射，如图24所示，

为光线在玻璃球内的光路图．A、C为折射点，B为反射点，作OD

平行于入射光线，故，所以，

玻璃的折射率．

【答案】C 图24

3．【解析】依题意，画出红、蓝光线经过平板玻璃砖实的光路如图25示。玻璃中的光速则为，设玻璃砖的厚度为d，在未发生全反射之前，光通过玻璃砖的时间为。由折射定律知，因此，，由于蓝光的频率大于红光的频率，故玻璃对红光的折射率n₁小于对蓝光的折射率n₂且都大于1.5，考虑以上因素，

图25

由此式可知，在未发生全反射之前，t₁＜t₂。

【答案】B

4．【解析】白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对

【答案】BD

5．【解析】金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D对。图4

【答案】D

6．【解析】吹出的肥皂泡却是彩色的，证时了光的干涉现象，热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同，说明了光的波动性．

【答案】BD

7．【解析】微波是电磁波，其波长在10^-3m到10m之间；黑体的热辐射是辐射电磁波；普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

【答案】ACD

8．【解析】光导纤维传递光信号的是利用了几何光学的全反射，全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角等于或大于临界角

【答案】全反射光疏介质临界角

9．【解析】设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线。因此，图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，∠COB=α。又由△OBC知sinα= 设光线在C点的折射角为β，

由折射定律得

由以上式得图26

由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图26)为30°。由折射定律得因此，所以

【答案】

10．【解析】（1）设光在介质中的传播速度为v，波长为λ,频率为f，则

f= ①

②

联立①②式得 ③

从波形图上读出波长m，代入数据解得

f=5×10¹⁴Hz

根据光线a在AC面的的入射角和折射角知玻璃砖的折射率，设此玻璃砖的临界角为，解得_，光线b在CD面上入射角和几何关系可知为，因为，故b在CD面上反生全反射；射到BD面的入射角由几何关系可知为，因，故不会发生全反射而从BD面射出．根据折射定律可求得出射光线与界面法线的夹角为，故上述光路如

图27所示。

【答案】（1）f=5×10¹⁴Hz（2）图27所示

图27

11．【解析】当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光边缘Ｏ的那条光线的入射角最小。如图28所示

若线光源底端在Ａ点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，

设过Ｏ点液面的法线为ＯＯ₁，则　　　

①

其中a为此液体到空气的全反射临界角。由折射定律有

　　　　　　　　　　　② 图28

同理，若线光源顶端在Ｂ₁点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则。设此时线光源底端位于Ｂ点。由图中几何关系可得

　　　　　　　　　　③

联立②③式得　　　④

【答案】

_名校试题

1．【解析】红光折射率小于蓝光折射率，由折射率公式n=c/v知红光在同种介质中的速度较大，即V₁>V₂; 由全反射公式sinc=1/n知红光折射率小临界角大; 所以蓝光发生全反射时红光依然有折射现象。选C

【答案】C

2．【解析】由于没有确定几何尺寸，所以光线可能射向Q的右侧面，也可能射向Q的下表面，A错误；当光线射向Q的下表面时，它的入射角与在P中的折射角相等，由于n_P＜n_Q，进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角，那么出射光线与下表面的夹角一定小于θ，B、C错误，D正确。

【答案】D

3．【解析】由能量守恒可知，A正确，B错误；由光子学说及光电效应的规律可知，C错误，D正确。

【答案】AD

4．【解析】两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹是薄膜干涉，狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹是单缝衍射

【答案】C

5．【解析】单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮

【答案】D

6．【解析】（1）ADEG

（2）如图29所示，

x=d(tanr₂－tanr₁)=d

【答案】（1）ADEG （2）d

7．【解析】反射角60° ③

由折射定律

④

解得折射角r = 30° ⑤

因此反射光束1和透射光束2之间的夹角

【答案】

8．【解析】①连接BC，如图30所示

在B点光线的入射角、折射角分别

标为i、r，

Sini=5/10=/2, 所以，图30

i＝45°

由折射率定律：

在B点有：

Sin r=1/2 故：r＝30°　 BC=2Rcos r t= BCn/C=2Rncos r/C

t=(/3) ×10-9s

②由几何关系

可知 α＝30°

【答案】（1）t=(/3) ×10-9s （2）α＝30°

9．【解析】①P3 应刻的折射率

② 最靠近0C边的是紫光；

增大入射角度，紫光在刻度盘上最先消失

【答案】（1）（2）紫光在刻度盘上最先消失

（3）该束光线第一次从CD面出射时的折射角。

（结果可用三角函数表示）

10．【解析】（1）设光在AD面的入射角、折射角分别为i、r r=30°

根据

得

（2）根据

（3）光路如图31所示

ab光线在AB面的入射角为45°

设玻璃的临界解为C，则

sin45°>0.67，因此光线ab在AB面会发生全反射

光线在CD面的入射角r′=r=30° 图31

根据，光线CD面的出射光线与法线的夹角

由折射定律有： ①

又由几何关系有： ②

解①②得

光线PC离直线AB的距离CD=Rsinα＝10cm（1分）

则距离直线AB为10cm的入射光线经折射后能到达B点．

【答案】（1）（2）（3）

11．【解析】光恰要发生全反射时的临界线射到屏幕S上的

E点到亮区中心O′的距离r，就是所求最大半径，

设临界角为C，如图所示

…………①

又 …………②

…………③

解得 …………④

【答案】

12．【解析】由光电效应规律可知：当阴极发射的光电子全部达到阳极A时，光电流达到饱和，由电流可知每秒到达阳极的电子数，即每秒发射的电子数.由爱因斯坦光电效应方程可计算最大的初动能，光强加倍，每秒钟发射的光电子数加倍，但入射光频率不变，发射的光电子的最大初动能不变.

（1）光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数

个

根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能：

（2）如果照射光的频率不变，光强加倍，根据光电效应实验规律，阴极每秒发射的光电子数

个

光电子的最大初动能仍然是J.

【答案】（1）J. （2）J.

考点预测题

1．【解析】物体S和它的虚像S'以平面镜来说总是对称的，因此平面镜以速度v沿OS方向向光源靠近时，若以平面镜为参照物，则不难看出S是沿SS'连线逐渐向平面镜靠近，所以S'也是沿SS'连线逐渐向平面镜移动。由几何知识和平面镜成像特点可求出答案。设平面镜从图32所示的位置Ⅰ，移动位置Ⅱ，沿OS方向向光源移动的距离为L，速度v=与此同时，光源S沿S'连线向平面镜移动距离d=Lsin30°,据物像对称规律可知虚像沿SS'连线向平面镜移动d=Lsin30°,所以像S'沿SS'连线向光源移动的距离为d'=2d=L。则像移动速率为v'=,故选C

【答案】C 图32

2．【解析】根据光的直线传播，可以作出人影形成的图像，由图中的几何关系，可以求出路灯距地面的高度。如图33所示，设图中A点为路灯位置，AB为由路灯向地面引的垂线，GE为题述某时刻人的位置，ED为此刻地面上他的影子；再过2s，人位于HF，其对应影子则位于FC．则由题意有：EF＝vt＝2m

由于△ABD∽△GED，故有

即 ----------①

由于△ABC∽△HFC，故有图33

即 -----------②

以GE＝HF＝1.7m，ED＝1.3m，EC＝EF十FC＝2m＋1.8m＝3.8m分别代入①②两式联立解之可得路灯距地面的高度为AB＝8.5m

【答案】8.5m

3．【解析】因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B项错；设入射角为i,折射角为r,则侧移距离,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。

【答案】D

4．【解析】点光源s射向圆形木板边缘的光线进入水中后折向水底，在水底以O为圆心，以R为半径的圆形区域是点光源s发射的光线照射不到的影区（如图34）

由，

得

【答案】

图34

5．【解析】本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为可知其临界角C满足：,可求出GG₁右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧NG₁射出。

【答案】B

6．【解析】如图35所示,光线射到A或B时,入射角大于临界角,发生全反射,而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直打出.O点为∆ABC的重心,设EC=x,则由几何关系得到: .解得光斑半径x=2r

【答案】C 图35

7．【解析】衍射现象说明光具有波动性，利用衍射条纹的图样与障碍物的形状对应，可以让光携带不同的信息。所以选项BC正确。

【答案】BC

8.【解析】撤去一张纸后劈形空气的薄膜的劈势减缓，相同水平距离上，劈势厚度变化减小，以致波程差变化减小，条纹变宽，条纹数量变少（变疏）故A正确。

【答案】A

9．【解析】真空玻璃管上采用镀膜技术，利用的是从镀膜前后表面反射回的相互叠加，增加光的强度，该技术对镀膜的厚度有要求，即镀膜厚度应为自然光中主要色光的半波长的整数倍，故该技术运用了光的干涉原理

【答案】C

10．【解析】太阳光是自然光，沿各个方向振动的光都有，所以在偏振片另一侧可看到透射光；沿竖直方向振动的光，与的透振方向相同，能透过偏振光；沿与竖直方向成45°角的透振光，有部分能透过偏振片，故选ABD正确。

【答案】ABD

11．【解析】玻璃的透振方向是允许透过的偏振方向。要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，即车灯的透射炮经对面物体反射后能进入本车车窗玻璃，则同一车前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向必须相同，选项AC错；若使对面的车灯不进入车窗玻璃，则车窗玻璃的透振方向和对面车灯的透振方向必须竖直，B项中对面车灯光的偏振方向和本车车窗玻璃的透射方向相同，而D项符合垂直条件，故选项D正确。

【答案】D

12．【解析】因光子的频率为₌，又a、b、c三束单色光波长关系_a＞_b＞_c，得_a＜_b＜_d，已知用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，则c光束照射能发生光电效应，a光不能，故B、C错，由光电效应方程E_k=h－W，则c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大，D错，所以只有A正确。