高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題分層突破練13光學(xué)

專題分層突破練13光學(xué)A組1.對(duì)于光的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因?yàn)楣獾乃俣忍驜.偏振光可以是橫波,也可以是縱波C.照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片可使水下影像清晰D.雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色,是光的折射現(xiàn)象2.非接觸式體溫測(cè)量?jī)x可通過(guò)人體輻射的紅外線測(cè)量體溫;紫外線燈可用來(lái)消殺病毒,為人民健康保駕護(hù)航。紅外線和紫外線相比較()A.紅外線的光子能量比紫外線的大B.真空中紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的長(zhǎng)C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D.紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象,而紫外線不能3.如圖所示,一束白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散,a、b是其中的兩束單色光,這兩束光相比較()A.在真空中,a光的速度大B.在真空中,a光的波長(zhǎng)長(zhǎng)C.水對(duì)b光的折射率小D.光從水中射向空氣,b光的臨界角大4.如圖所示,有三塊等腰直角三角形的透明材料(圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一個(gè)長(zhǎng)方形。從A點(diǎn)垂直于底邊射入的單色光在B處發(fā)生全反射,在C、D處連續(xù)發(fā)生兩次折射后射出。若該單色光在三塊材料中的傳播速率依次為v1、v2、v3,下列關(guān)系式中正確的是()A.v2>v1>v3 B.v3>v1>v2C.v3>v2>v1 D.v1>v2>v35.(2023河北滄州一模)下圖為某汽車自動(dòng)感應(yīng)雨刷的光學(xué)式傳感器示意圖,基本原理為L(zhǎng)ED發(fā)出一束錐形紅外線,經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)成為平行光射入前擋風(fēng)玻璃,當(dāng)擋風(fēng)玻璃上無(wú)雨滴時(shí),恰好幾乎所有光都會(huì)反射到光學(xué)傳感器的光電二極管上,當(dāng)擋風(fēng)玻璃上有雨滴時(shí),光電二極管接收到的光的總量會(huì)發(fā)生變化,進(jìn)而計(jì)算出雨量大小并控制刮水速度和頻率。以下說(shuō)法正確的是()A.擋風(fēng)玻璃相對(duì)于空氣是光密介質(zhì)B.若光發(fā)生全反射的臨界角是42°,則玻璃的折射率為2C.擋風(fēng)玻璃上雨滴越多,光電二極管接收到的光的總量越多D.紅外線同時(shí)能對(duì)汽車內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行消毒6.(2023廣東廣州二模)如圖所示,光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率為n1、外套折射率為n2,光由光導(dǎo)纖維的一端從空氣進(jìn)入內(nèi)芯后,經(jīng)多次全反射傳播到另一端射出,則()A.n1>n2 B.n1<n2C.sinα=1n1 D.sinα7.如圖所示,一艘漁船停在平靜的水面上,漁船的前部上端P點(diǎn)有一激光釣魚(yú)燈,從P點(diǎn)射向水面的激光束與豎直方向的夾角為53°,激光在水中的折射光線與水面的夾角也為53°,照到水下B點(diǎn)的魚(yú),B處的深度h=1.8m,求:(c=3×108m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6)(1)水的折射率;(2)激光從A到B傳播的時(shí)間。8.如圖所示,AB是半徑為R的玻璃球的水平直徑,CD為豎直直徑,O為圓心,P點(diǎn)為CB弧上一點(diǎn),且P與O連線與OC夾角為30°,一個(gè)點(diǎn)光源貼在A點(diǎn),發(fā)出的光經(jīng)玻璃球傳播到C點(diǎn)剛好發(fā)生全反射,光屏剛好與圓球相切于B點(diǎn),求:(1)玻璃球?qū)獾恼凵渎?(2)照射到P點(diǎn)的光折射后,折射光照射在光屏上的位置離B點(diǎn)的距離。(tan15°=23)B組9.(2023山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示,a、b和c都是厚度均勻的平行玻璃板,a和b、b和c之間的夾角都為β,一細(xì)光束由紅光和藍(lán)光組成,以入射角θ從O點(diǎn)射入a板,且射出c板后的兩束單色光射在地面上P、Q兩點(diǎn),由此可知()A.射出c板后的兩束單色光與入射光不再平行B.射到Q點(diǎn)的光在玻璃中的折射率較大C.若改變?nèi)肷浣铅鹊拇笮?光可能在b玻璃磚的下表面發(fā)生全反射D.若射到P、Q兩點(diǎn)的光分別通過(guò)同一雙縫發(fā)生干涉現(xiàn)象,則射到P點(diǎn)的光形成干涉條紋的間距小,這束光為藍(lán)光10.右圖為長(zhǎng)方體均勻玻璃磚的截面,厚度為l。現(xiàn)有由兩種單色光組成的復(fù)合光,從O點(diǎn)射入玻璃磚,入射角為60°,其折射光線分別沿OA、OB方向,對(duì)應(yīng)的折射角分別為37°、53°,光從O點(diǎn)到A點(diǎn)的傳播時(shí)間為tOA,從O點(diǎn)到B點(diǎn)的傳播時(shí)間為tOB。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。則下列對(duì)tOA和tOB的比較,正確的是()A.tOA=tOB B.tOA<tOBC.tOA>tOB D.無(wú)法確定11.(多選)如圖所示,a、b兩束單色光通過(guò)半圓形玻璃磚從圓心O點(diǎn)出射。保持入射光的方向不變,讓半圓形玻璃磚繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)α角時(shí),a光出射光消失;當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)β角時(shí),b光出射光消失。已知α<β,下列說(shuō)法正確的是()A.玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率B.a、b兩束光在介質(zhì)中的光速之比為sinC.通過(guò)同一狹縫時(shí),a光的衍射現(xiàn)象更明顯D.分別用兩束光使用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),a光的條紋間距大于b光的條紋間距12.如圖所示,AOBC為某種透明介質(zhì)的截面圖,△AOC為等腰直角三角形,BC為半徑R=10cm的四分之一圓弧,AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)。由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射向圓心O,在AB分界面上的入射角i=45°,結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑。已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為n1=233,n2=(1)請(qǐng)畫出光路示意圖,標(biāo)出兩個(gè)亮斑的大致位置,說(shuō)明亮斑的顏色;(2)求兩個(gè)亮斑間的距離。13.(2022湖南卷)如圖所示,某種防窺屏由透明介質(zhì)和對(duì)光完全吸收的屏障構(gòu)成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可實(shí)現(xiàn)對(duì)像素單元可視角度θ的控制(可視角度θ定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍)。透明介質(zhì)的折射率n=2,屏障間隙l=0.8mm。發(fā)光像素單元緊貼屏下,位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。(1)若把發(fā)光像素單元視為點(diǎn)光源,要求可視角度θ控制為60°,求屏障的高度d;(2)若屏障高度d'=1.0mm,且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略,求像素單元寬度x最小為多少時(shí),其可視角度θ剛好被擴(kuò)為180°(只要看到像素單元的任意一點(diǎn),即視為能看到該像素單元)。答案：1.C2.B解析紅外線的頻率比紫外線小,根據(jù)ε=hν,可知紅外線的光子能量比紫外線的小,A錯(cuò)誤。波長(zhǎng)λ=cν,紅外線的頻率低,波長(zhǎng)長(zhǎng),B正確。所有電磁波在真空中的傳播速度都一樣大,都是c=3.0×1083.B解析在真空中光速都相同,A錯(cuò)誤。由題圖可看出,三棱鏡對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的,所以νa<νb,設(shè)真空中光速為c,由c=λν得λa>λb,B正確。因νa<νb,所以水對(duì)a光的折射率小,C錯(cuò)誤。根據(jù)sinC=1n可知,Ca>Cb4.A解析設(shè)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種材料對(duì)光的折射率分別為n1、n2、n3。根據(jù)全反射條件,光從Ⅰ射向Ⅱ時(shí)發(fā)生了全反射,則有n1>n2,光從Ⅰ射向Ⅲ時(shí)發(fā)生了折射,由題圖知入射角大于折射角,則有n1<n3,所以n2<n1<n3,根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度公式v=cn,可得v3<v1<v25.A解析發(fā)生全反射的一個(gè)條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),擋風(fēng)玻璃的折射率大于空氣的折射率,是光密介質(zhì),故A正確。光發(fā)生全反射的臨界角C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系為sinC=1n,若玻璃的折射率為26.A解析欲使光在n1、n2界面上發(fā)生全反射,必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),需要滿足n1>n2,故A正確,B錯(cuò)誤。在內(nèi)芯發(fā)生全反射的臨界角為sinC=n2n1,圖中發(fā)生全反射,滿足α≥C,所以sinα≥sinC,解得sinα7.答案(1)43(2)1×108解析(1)根據(jù)折射定律可得,水的折射率為n=sinα(2)根據(jù)折射定律可得激光在水中的傳播速度為v=c由幾何關(guān)系可得x=h激光從A到B傳播的時(shí)間為t=xv=1×1088.答案(1)2(2)R解析(1)根據(jù)題意畫出光路圖如右圖所示。由于照射在C點(diǎn)的光剛好發(fā)生全反射,由幾何關(guān)系可知,光在C點(diǎn)的入射角為45°,則全反射臨界角C=45°,折射率n=1sin(2)由于∠COP=30°,根據(jù)幾何關(guān)系,照射在P點(diǎn)的光線的入射角i=30°,根據(jù)折射率公式n=sinrsini設(shè)光線照射到屏上的位置為Q點(diǎn),由幾何關(guān)系得lQB=Rsin60°+(RRcos60°)tan15°=R。9.D解析光線經(jīng)過(guò)平行玻璃板時(shí)出射光線和入射光線平行,則最終從c板射出的兩束單色光與入射光仍然平行,故A錯(cuò)誤。射到P點(diǎn)的光偏折程度比射到Q點(diǎn)的光偏折程度大,可知射到P點(diǎn)的光在玻璃中的折射率較大,故B錯(cuò)誤。平行玻璃磚不能改變光的傳播方向,只能將光路平移,所以改變?nèi)肷浣铅鹊拇笮?光從b板上表面射入其下表面時(shí)的入射角等于上表面的折射角,根據(jù)光路可逆性可知,光線不可能在下表面發(fā)生全反射,故C錯(cuò)誤。射到P點(diǎn)的光折射率較大,根據(jù)v=cn知,在玻璃中傳播的速度較小,折射率大,則頻率大,波長(zhǎng)短,根據(jù)Δx=ldλ知,條紋間距較小的光波長(zhǎng)短,則頻率大,折射率大,射到10.A解析玻璃磚對(duì)沿OA方向的單色光的折射率為n1=sin60°sin37°,此單色光在玻璃磚中傳播的速度為v1=cn1,光在玻璃磚中的路程為sOA=lcos37°,光從O點(diǎn)到A點(diǎn)的傳播時(shí)間為tOA=sOAv1=lsin60°c·cos37°·sin37°=253l24c;玻璃磚對(duì)沿OB方向的單色光的折射率為n211.AB解析由于a光的臨界角小于b光的臨界角,根據(jù)sinC=1n,na>nb,A正確。由于sinα=1na,sinβ=1nb,而v=cn,所以vavb=n12.答案(1)見(jiàn)解析(2)(52+10)cm解析(1)根據(jù)臨界角公式sinC=1n,可得紅光與紫光的臨界角分別為C紅=60°,C紫=45°。而光線在AB面上入射角i=45°,說(shuō)明紫光恰好發(fā)生全反射,紅光在AB面有反射,也有折射。所以AM區(qū)域的亮斑P1為紅色,AN區(qū)域的亮斑P2(2)設(shè)折射角為r,根據(jù)折射定律n1=sin得到sinr=6由幾何知識(shí)可得tanr=R解得lAP1=