光学问题是每年必考问题，试题形式多样，以选择题为主，实验题、计算题为辅。考查内容为光的反射和折射，光的波动性和微粒性。考查热点有：光的折射与全反射，光的干涉与衍射以及光电效应等知识的理解及应用。2010年有七份试卷对光的反射、折射与全反射进行了考查，有三份试卷对光的波动性问题进行了考查；有五份试卷对光电效应知识进行了考查，很好的体现了大纲的变化（2009年个别省市没有涉及）。
1．光的反射和折射问题
（全国卷1）20．某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0．4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6．0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为
A．5．5m B．5．0m C．4．5m D．4．0m
【答案】C
【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得
，即
。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有，以上两式解得L=29．6m，H=4．5m。
【方法提炼】正确作出光路图，利用光路可逆，通过几何关系计算出树的高度。这也是解决光路图题目的一般思路。
【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解。
（全国卷2）20．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，其光路如图所示，下列说法正确的是
A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．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
【答案】AD
【解析】由折射光路知，1光线的折射率大，频率大，波长小，在介质中的传播速度小，产生全反射的临界角小，AD对，B错。，在玻璃中传播的距离为，传播速度为，所以光的传播事件为，1光线的折射角小，所经历的时间长，C错误。
【命题意图与考点定位】平行玻璃砖的折射现象综合应用。
（新课标卷）33．[物理─选修3-4]（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为_________．（填入正确选项前的字母）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据折射率定义有，，，已知∠1=450∠2+∠3=900，解得：n=。
（海南卷）18．（1）一光线以很小的入射角射入一厚度为D．折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时．）
【答案】
【解析】如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作，交于D点，则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得
①
由几何关系得 ②
③
出射光线与入射光线之间的距离为
④
当入射角很小时，有
由此及①②③④式得 ⑤
（福建卷）19．（1）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，①此玻璃的折射率计算式为n=________（用图中的θ1、θ2表示）；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度____________。（填“大”或“小”）的玻璃砖采测量。
【解析】
（1）①（或） ②大
【点评】此题为实验题部分，是较常规的“光学实验”题，但题干中所给的求折射率的角度，粗心的同学不容易得分。要求学生在平时学习时，审题要细心慎重，养成严谨的学习习惯。
（山东卷）37．[物理—物理3-4]（2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。
①求该玻璃棒的折射率。
②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时______（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。
【解析】（2）①如图，临界角C=45°，
②入射角大于临界角，能。
（重庆卷）20．如图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为
A B C D
【答案】B
【解析】根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为。
【点评】光的反射和折射问题，主要考查光的反射定律、折射定律、临界角、全反射等光学现象及概念，涉及的基本分析方法是光路分析方法，问题的解决主要是正确作出光路图，通过相关光学定律和几何关系解决问题，这也是解决此类题目的一般思路。对折射和全反射现象的考查频率较高。
2．光的波动性问题
（北京卷）14．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是（ ）
A．在相同介质中，绿光的折射率最大 B．红光的频率最高
C．在相同介质中，蓝光的波长最短 D．黄光光子的能量最小
【答案】C
【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C正确。频率大，光子能量大，D错。
【点评】此题是物理光学与几何光学的结合，但内容仍是基础的物理知识的考察，即不同色光的波长、频率、折射率能量等等，这样一些最基础知识的东西。所以学生在复习时对于基础知识一定要十分重视。
（江苏卷）12．【选做题】B．（选修模块3-4）（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5．30×m,屏上P点距双缝和的路程差为7．95×m．则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6．30×m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”）。
（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d．
【答案】
（1）D；
（2）暗条纹；变宽。
（3）
【解析】
（2），波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。
，变大，变大，变宽。
（3）设折射角为r，折射定律；几何关系
解得
【命题意图与考点定位】考察激光、光的干涉及折射的简单计算相关问题。
（上海理综）9．使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光量P可以表示为：P=，式中为常数，为照相机镜头“通光孔径”的直径，为照相机镜头的焦距，为曝光时间，将的倒数称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈数是8，曝光时间是s。 若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选择（ ）。
A．4 B．5．6 C．8 D．11
【答案】B
【解析】由题可得：，解得：，所以光圈数为5．6。
【难度】易
【点评】这类问题主要考查不同色光的波长、频率、折射率和能量等之间的关系；光的干涉、衍射现象的规律及意义。考查频率最高的是杨氏双缝干涉实验相关内容的考查。问题解决的关键是理解并熟记干涉、衍射的条件以及有关实验的原理、方法与步骤。
3．光的微粒性问题
（上海物理）6．根据爱因斯坦光子说，光子能量等于（为普朗克常量，为真空中的光速和波长）
（A） （B） （C） （D）
【答案】A
【解析】。
【命题意图与考点定位】本题考查光子能量公式和光速公式结合应用。
【难度】易。
（天津卷）8．用同一光管研究A．b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
【答案】BC
【解析】由光电效应方程，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小。A错误。b光的频率大，在玻璃中的折射率nb大，由从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光大，B正确。发生双缝干涉时，，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，C正确。在玻璃中的折射率nb>na，b光的偏折程度大，D错误。正确选项BC。
【点评】此题体现了今年考纲的变化，因为去年考纲没有涉及光电效应，今年考纲加进来了，所以试卷很好的体现了考纲的变化。但此题涉及到光电管这一知识，在平时复习时一般强调较少，学生易错。
（江苏卷）12．【选做题】C．（选修模块3-5）
（1）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A\K之间的电压的关系图象中，正确的是 。
（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）， 原因是_______。
（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3．4eV和-1．51eV， 金属钠的截止频率为Hz, 普朗克常量h=Js．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。
【解析】
（1）选C本题考查光电效应规律
（2）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）
（3）氢原子放出的光子能量,带入数据的
金属钠的逸出功，带入数据得
因为，所以不能发生光电效应。
【命题意图与考点定位】考察光电效应及氢原子光谱相关问题。
（浙江卷）16．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C． 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D． 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
【答案】B
【解析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。
光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。由，可知入射光的频率越高，对应的截止电压越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。
【点评】值得注意的此题，考查的知识点是光电效应，与于天津卷等同，这是今年考试大纲新增加的内容，题目知识源于教材，又不拘泥于教材。
（四川卷）18．用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4．7。由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6．63·s），光速c=3．0/s，结果取两位有效数字）
A．5．5Hz B ．7．9Hz C ． 9．8Hz D ．1．2Hz
【答案】B
【解析】根据光电效应方程，在恰好发生光电效应时最大出动能为0有，且，综合化简得
Hz
【点评】光的微粒性问题主要考查光子说的事实基础──光电效应，这类问题往往以光电效应实验及其应用为背景，考查光的微粒说的内容及意义。理解并熟记光电效应现象的规律及发生的条件是分析与求解问题的关键，此类题目难度在中等以上。
小结
从2010年高考光学部分的考查不难看出，考生在复习中要注重教材，注重基础知识的培养，注重运用基本规律来解决物理问题的能力。对于大纲的变化教师在教学中应强调到位，学生在学习中更应引起注意。
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