押遼寧卷第4題-光學(xué)(遼寧卷)(原卷版)

押遼寧卷第4題光學(xué)高中物理光學(xué)部分，涉及知識(shí)點(diǎn)游離于高中物理主線之外，相對(duì)獨(dú)立，考題相對(duì)簡(jiǎn)單，可以說(shuō)是必得分模塊。遼寧為新高考省份，自主命題，在兩年新高考真題中，光學(xué)部分均考察光的折射、全反射知識(shí)點(diǎn)。該模塊還有其它考點(diǎn)，如下表：考點(diǎn)細(xì)分幾何光學(xué)光的折射全反射物理光學(xué)光的干涉光的衍射、偏振各種光學(xué)現(xiàn)象1．折射率(1)光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫作介質(zhì)的折射率，公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(2)實(shí)驗(yàn)和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v)。2．臨界角折射角等于90°時(shí)的入射角，稱為臨界角。當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時(shí)發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)。3．全反射的條件(1)光從光密（速度?。┙橘|(zhì)射向光疏（速度大）介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。4.解決光的折射問(wèn)題的思路（1）根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖。（2）利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。（3）利用折射定律、折射率公式求解。（4）注意折射現(xiàn)象中光路是可逆的。（5）常見(jiàn)介質(zhì)對(duì)光路的控制類別項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓對(duì)光線的作用通過(guò)平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過(guò)圓心的直線，經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測(cè)定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向5.物理光學(xué)知識(shí)體系6．兩類問(wèn)題(1)光的色散問(wèn)題①在同一介質(zhì)中，不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。②由n＝eq\f(c,v)，n＝eq\f(λ0,λ)可知，光的頻率越高，在介質(zhì)中的波速越小，波長(zhǎng)越小。(2)光的衍射和干涉問(wèn)題①光的衍射是無(wú)條件的，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的：障礙物尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光的波長(zhǎng)，衍射越明顯。②兩列光波發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象時(shí)，光的頻率相等，相位差恒定，條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ。1．（2021年·遼寧卷）一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大2．（2022年·遼寧卷）完全失重時(shí)，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會(huì)上浮。2021年12月，在中國(guó)空間站“天宮課堂”的水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，航天員向水球中注入空氣形成了一個(gè)內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過(guò)球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說(shuō)法正確的是（

）A．此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變大B．此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變小C．若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D．若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射1．如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當(dāng)細(xì)光束以的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為（）A． B．1.5 C． D．22．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(shuō)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(zhǎng)大于光束c的波長(zhǎng)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3.(多選)如圖所示，等邊三角形ABC為某透明玻璃三棱鏡的截面圖，邊長(zhǎng)等于L，在截面上一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束從AB邊中點(diǎn)與AB邊成30°角由真空射入三棱鏡，從BC邊射出的光線與BC邊的夾角為30°。光在真空中的速度為c，則()A．玻璃的折射率為eq\r(3)B．玻璃的折射率為eq\r(2)C．光在三棱鏡中的傳播路程0.5LD．光在三棱鏡中的傳播時(shí)間為eq\f(\r(3)L,2c)4．“道威棱鏡”是廣泛用于圖形翻轉(zhuǎn)的光學(xué)儀器，其橫截面ABDC是底角為45°的等腰梯形（如圖所示）。若此玻璃棱鏡的折射率n=2，從M點(diǎn)發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從ACA．折射角為30°B．光在棱鏡中的傳播速度等于光速cC．折射光線經(jīng)CD邊再次折射后進(jìn)入空氣D．光線最終在BD邊某點(diǎn)折射時(shí)的入射角為60°5．如圖所示，一均勻透明體上部分為半球、下部分為圓柱，半球的半徑和圓柱上表面的半徑均為R，圓柱高度為5R，在圓柱體的底部中心O點(diǎn)放一點(diǎn)光源，半球上發(fā)光部分的表面積S=0.8πR2（已知球冠表面積的計(jì)算公式為S=2πr?，r為球的半徑，A．1.33 B．1.41 C．1.67 D．2.006．如圖所示，邊長(zhǎng)為2a的正方體玻璃磚，底面中心有一單色點(diǎn)光源O，從外面看玻璃磚的上表面剛好全部被照亮，不考慮光的反射。從外面看玻璃磚四個(gè)側(cè)面被照亮的總面積為（）A．2a2 B．a(chǎn)2 C．2π7．如圖所示是某款手機(jī)防窺屏的原理圖，在透明介質(zhì)中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，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）。發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點(diǎn)光源，位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的行射。下列說(shuō)法正確的是（）A．屏障的高度d越大，可視角度θ越大B．透明介質(zhì)的折射率越大，可視角度θ越大C．防窺屏實(shí)現(xiàn)防窺效果主要是因?yàn)楣獍l(fā)生了全反射D．防窺屏實(shí)現(xiàn)防窺效果主要是因?yàn)榉栏Q屏使光的波長(zhǎng)發(fā)生了變化8．（多選）日暈是一種常見(jiàn)的大氣光學(xué)現(xiàn)象，如圖甲所示。太陽(yáng)光線經(jīng)卷層云中同一冰晶的兩次折射，分散成單色光，形成日暈。冰晶截面可看作正六邊形。如圖乙所示為一束紫光在冰晶上的折射光路，θ1為冰晶上的入射角，θ2為經(jīng)過(guò)第一個(gè)界面的折射角，θ3A．在冰晶內(nèi)紅光的傳播速度比紫光的小B．若θ1=C．保持入射角不變，將紫光改為紅光，偏轉(zhuǎn)角將增大D．若紅光和紫光均能使同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，紫光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大9．（多選）如圖，ΔABC是某種透明材料三棱鏡的橫截面，已知∠A=90°，∠C=30°，一束僅含有紅光和紫光的復(fù)色光垂直于ABA．紫光的波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)B．紫光在BC邊上沒(méi)有發(fā)生全反射C．紅光在棱鏡中的傳播速度比紫光大D．紅光在AC邊的出射光線方向與BC邊平行10．（多選）為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過(guò)O的法線成θ角射入。CD為光學(xué)傳感器，可以探測(cè)光的強(qiáng)度，從AB面反射回來(lái)的光強(qiáng)隨角θ變化的情況如圖乙所示．現(xiàn)將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束暴露于空氣中（假設(shè)空氣中的折射率與真空相同），用同種激光從光導(dǎo)纖維束端面EF射入，且光線與EF夾角為β，如圖丙所示。則（

）A．圖甲中若減小入射角θ，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小B．該新材料的折射率為2C．若該激光在真空中波長(zhǎng)為λ，則射入該新材料后波長(zhǎng)變?yōu)?D．若該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則β角需滿足0°<β<180°11．（多選）半徑為R的均質(zhì)透明半圓柱體的橫截面示意圖如圖所示。一綠色細(xì)光束平行于直徑AC從P點(diǎn)射向半圓柱體，進(jìn)入半圓柱體后，經(jīng)PC面反射，到達(dá)AC面。P點(diǎn)到直徑AC的距離為22R，透明半圓柱體對(duì)綠光的折射率為2，僅考慮第一次到達(dá)A．綠光束在AC面上一定發(fā)生全反射B．綠光束在AC面上一定不會(huì)發(fā)生全反射C．若入射光束為紅色光束，則到達(dá)AC面的光一定不會(huì)發(fā)生全反射D．若入射光束為紅色光束，則到達(dá)AC面的光一定發(fā)生全反射12．關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（

）A．用復(fù)色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大13．如圖甲所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在屏上觀察到如圖乙所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖丙所示．他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是（）A．減小雙縫到光屏之間的距離B．增大雙縫之間的距離C．將綠光換為紅光D．減小光源到單縫的距離14.某一質(zhì)檢部門(mén)為檢測(cè)一批礦泉水的質(zhì)量，利用干涉原理測(cè)定礦泉水的折射率．方法是將待測(cè)礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為真空)，如圖所示，特制容器未畫(huà)出，通過(guò)對(duì)比填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率．單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)均位于雙縫S1和S2的中垂線上，屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心．已知入射光在真空中的波長(zhǎng)為λ，真空中的光速為c，雙縫S1與S2之間距離為d，雙縫到屏的距離為L(zhǎng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．來(lái)自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為eq\f(3λ,c)B．x2>x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)D．僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過(guò)程中，P點(diǎn)處能觀察到暗條紋15.用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖5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()16．利用光的干涉原理可以檢測(cè)甲烷、二氧化碳、瓦斯等氣體的濃度，具有精度高、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。如圖為一甲烷檢測(cè)儀的工作原理圖，其中P點(diǎn)為雙縫中垂線與光屏的交點(diǎn)。則（）A．空氣室和甲烷室內(nèi)的介質(zhì)不同，不能在光屏上觀察到干涉條紋B．P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，可知此時(shí)甲烷室中沒(méi)有甲烷C．隨著甲烷室中甲烷濃度的變化，光屏上相鄰兩干涉條紋的間距也相應(yīng)變化D．通過(guò)測(cè)量干涉條紋在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空氣中的含量17．如圖所示，凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面，球面的半徑叫作這個(gè)曲面的曲率半徑。把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋。這個(gè)現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些環(huán)狀條紋叫作牛頓環(huán)。下列說(shuō)法正確的是（）A．圓環(huán)狀條紋是由于凸透鏡上、下表面的反射光發(fā)生干涉形成的B．圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來(lái)越稀疏C．如果改用一個(gè)表面曲率半徑更大的凸透鏡，觀察到的圓環(huán)狀條紋間距將變小D．如果改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照射，觀察到的圓環(huán)狀條紋間距將變大18.如圖所示，把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個(gè)矩形平行玻璃板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從上方射入，這時(shí)可以看到明暗相間的條紋，下列關(guān)于這些條紋的說(shuō)法中正確的是()A．條紋方向與AB邊平行B．條紋間距不是均勻的，越靠近BC邊條紋間距越大C．減小薄片的厚度，條紋間距變小D．將紅單色光換為藍(lán)單色光照射，則條紋間距變小19.以線狀白熾燈為光源，通過(guò)狹縫觀察該光源，可以看到()A．黑白相間的條紋，這是光的干涉B．黑白相間的條紋，這是光的衍射C．彩色的條紋，這是光的干涉D．彩色的條紋，這是光的衍射20.（多選）利用旋光儀這種儀器可以用來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而測(cè)定含糖量。其原理是：偏振光通過(guò)糖的水溶液后，若迎著射來(lái)的光線看，偏振方向會(huì)以傳播方向?yàn)檩S線，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間，則下列說(shuō)法中正確的是()A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于θD．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于θ21.（多選）下列關(guān)于光的性質(zhì)說(shuō)法正確的是()A．托馬斯·楊通過(guò)光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，證明了光是一種波B．日落時(shí)分，在岸上拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片可以使影像更清晰C．馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象D．照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜，以增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象22．如圖所示是觀看立體電影時(shí)放映機(jī)鏡頭上的偏振片和觀看者所帶的偏光眼鏡的配置情況，其中正確的是（）A． B．C． D．23．科學(xué)家早在1966年就研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光可引起視網(wǎng)膜細(xì)胞的損傷，其中波長(zhǎng)400~450納米的藍(lán)光對(duì)視網(wǎng)膜危害程度最大，生活中的電視、