第十四章　光學(xué)-2025版高考物理真題選練

第十四章光學(xué)做真題明方向1．[2023·全國甲卷，節(jié)選](多選)[物理—選修3－4]等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac；一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點(diǎn)在乙光的下方，如圖所示．不考慮多次反射．下列說法正確的是()A．甲光的波長比乙光的長B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率E．在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光的大答案：ACE解析：根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示由圖可知，乙光的折射角較小，根據(jù)折射定律可知乙光的折射率大，則乙光的頻率大，根據(jù)c＝fλ可知，乙光的波長短，A正確，B，D錯(cuò)誤；根據(jù)v＝eq\f(c,n)可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，C正確；根據(jù)幾何關(guān)系可知光在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光的大，E正確．故選ACE.2．[2023·湖南卷](多選)一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示．他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是()A．水的折射率為eq\f(1,sin41°)B．水的折射率為eq\f(1,sin49°)C．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°答案：BC解析：他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明α＝41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，則sin(90°－41°)＝eq\f(1,n)則n＝eq\f(1,sin49°)，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i1＝30°，則根據(jù)折射定律有nsini1＝sini2折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確，D錯(cuò)誤．故選BC.3．[2021·北京卷]如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光．下列說法正確的是()A．這是光的干涉現(xiàn)象B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長C．玻璃磚對(duì)光束b的折射率大于對(duì)光束c的折射率D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度答案：C解析：光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光，這是光的色散現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；由于光的折射率越大，其頻率越大，波長越短，則b光在真空中的波長較短，B錯(cuò)誤；由題圖可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根據(jù)折射定律可知nc<nb，C正確；根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，c光束的折射率小，則c光在棱鏡中的傳播速度大，D錯(cuò)誤．4．[2021·山東卷]用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋．下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是()答案：D解析：從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δx＝2d，當(dāng)光程差Δx＝nλ時(shí)，此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為eq\f(1,2)nλ.薄膜厚度越大，條紋越密集，又因條紋寬度逐漸變寬，則厚度不是均勻變小的，綜上所述，D正確．5．[2024·全國甲卷，節(jié)選]一玻璃柱的折射率n＝eq\r(3)，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，如圖所示．截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射．入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時(shí)，光線進(jìn)入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射．求此時(shí)h與R的比值．答案：eq\r(\f(1,4－2\r(2)))解析：如圖，畫出光路圖可知eq\f(sinα,sinβ)＝n＝eq\r(3)由全反射臨界角公式有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，cosC＝eq\f(\r(6),3)根據(jù)α＝β＋C可得eq\f(sin（β＋C）,sinβ)＝eq\r(3)解得tanβ＝eq\f(1,3－\r(2))故可