专题16 光学（原卷版）.pdf

公众号：卷洞洞专题专题 16 光学光学1（2020湖南长郡中学高三模拟）如图所示，一束红光从空气射向折射率 n=种玻璃的表面，其中 i 为2入射角，则下列说法正确的是（）A当 i=45时会发生全反射现象B无论入射角 i 为多大，折射角 r 都不会超过 45C当入射角的正切值 tani=，反射光线与折射光线恰好相互垂直2D光从空气射入玻璃，速度减小E.若将入射光换成紫光，则在同样入射角 i 的情况下，折射角 r 将变大2（2020金太阳高三一模）下列有关光学现象的说法正确的是_。A光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小C光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性D做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹3（2020山东省实验中学高三模拟）如图所示是一玻璃球体，O 为球心，cO 水平，入射光线 ab 与 cO 平行，入射光线 ab 包含 a、b 两种单色光，经玻璃球折射后色散为 a、b 两束单色光下列说法正确的是（）Aa 光在玻璃球体内的波长大于 b 光在玻璃球体内的波长B上下平移入射光线 ab，当入射点恰当时，折射光线 a 或 b 光可能在球界面发生全反射Ca 光在玻璃球内的传播速度大于 b 光在玻璃球内的传播速度D在同一双缝干涉实验中，仅把 a 光照射换用 b 光，观察到的条纹间距变大公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞5（2020湖北省黄冈高三八模）下列有关光学现象的说法正确的是（）A光从光密介质射入光疏介质，其频率不变，传播速度变小B光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射C光的干涉、衍射现象证明了光具有波动性D做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小6（2020浙江高考考前冲刺二）用 a、b 两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中 a 光的干涉条纹间距小于 b 光的条纹间距，则()Aa 光的波长小于 b 光的波长Ba 光的光强大于 b 光的光强Ca 光的光子能量大于 b 光的光子能量Da、b 光分别照射同一光电管，若 a 光发生光电效应，则 b 光一定发生光电效应7（2020浙江高考考前冲刺二）如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成 a、b 两束单色光。下列说法中正确的是()Aa、b 两束单色光相互平行Ba 光在玻璃中的传播速度大于 b 光C在玻璃中 a 光全反射的临界角大于 b 光D用同一双缝干涉装置进行实验，a 光的条纹间距小于 b 光的条纹间距8（2020安徽省滁州市育才学校高三模拟）关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_。A对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去B如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物，该波就不能发生衍射C猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象D一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象E.机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象9（2020北京市门头沟区高三一模）如图是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S1、S2为双缝，P 为光屏用绿光从左边照射单缝 S 时，可在光屏 P 上观察到干涉条纹下列说法正确的是()公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞A减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大10（2020北京市门头沟区高三一模）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（）A此介质的折射率等于 1.5B此介质的折射率等于2C入射角小于 45时可能发生全反射现象D入射角大于 45时可能发生全反射现象11（2020湖北华中师大附中高三测试）情形 1：如图，两列水波波源 S1和 S2的振幅分别为 2A 和 A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。情形 2：在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍微加大，其他条件不变，则干涉条纹将如何变？情形 3：用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是（）A情形 1 中两列波在相遇区域发生干涉B情形 1 中此刻 A 点和 B 点的位移大小分别是 A 和 3AC情形 2 中干涉条纹将变密D情形 3 中中央均为亮点的同心圆形条纹E.情形 3 中用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的12（2020山西省临汾市高三模拟）关于光的干涉和衍射现象，下列各种说法中正确的是（）公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞A光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果B光可以发生干涉和衍射现象，所以光是一种波C干涉和衍射的条纹都是明暗相间的，所以不能通过条纹来判断是干涉现象还是衍射现象D通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是光的衍射现象E.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，是由于各种色光传播速度不同13（2020四川省眉山市高三二诊）电磁波在生产生活中有广泛应用。关于电磁波，下列说法正确的是（）A在同一介质中所有电磁波传播速度都相同B紫外线有助于人体合成维生素 DC一切物体都在不停地发射红外线D电磁波谱中 射线的波长最短E.医学上用 射线透视人体，检查体内病变等14（2020山东省高三模拟）一半圆形玻璃砖，C 点为其球心，直线与玻璃砖上表面垂直，C 为垂足，OO如图所示。与直线平行且到直线距离相等的 ab 两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射OOOO后相交于图中的 P 点，以下判断正确的是（）A两光从空气射在玻璃砖后频率均增加B真空中 a 光的波长大于 b 光Ca 光的频率比 b 光高D若 a 光、b 光从同一介质射入真空，a 光发生全反射的临界角大于 b 光15（2020山东省实验中学高三模拟）5G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络5G 网络使用的无线电波通信频率在 3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前 4G及以下网络（通信频率在 0.3GHz3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率未来 5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达 10G bps（bps 为 bits per second 的英文缩写，即比公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞特率、比特/秒），是 4G 网络的 50-100 倍关于 5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是A在真空中的传播速度更快B在真空中的波长更长C衍射的本领更强D频率更高，相同时间传递的信息量更大16（2020福建省福清市高三质检）一个长方形透明物体横截面如图所示，底面 AB 镀银，（厚度可忽略不计），一束光线在横截面内从 M 点的入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出，已知光线在 M 点的入射角=53，长方形厚度 h=2cm，M、N 之间距离 s=3cm。求：(1)画出光路图，并求透明物体的折射率；(2)若光速为 c=3.0108 m/s，求光在透明物体中传播时间。17（2020湖北高三模拟）如图所示，一半径为 R=30.0cm，横截面为六分之一圆的透明柱体水平放置，O为横截面的圆心，该柱体的 BO 面涂有反光物质，一束光竖直向下从 A 点射向柱体的 BD 面，入射角 i=45，进入柱体内部后，经过一次反射恰好从柱体的 D 点射出。已知光在真空中的速度为c=3.00108m/s，sin37.5=0.608，sin 45=0.707，sin 15=0.259，sin22.5=0.383，试求：（结果保留 3 位有效数字）(1)透明柱体的折射率；(2)光在该柱体的传播时间 t。公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞18（2020福建省福清市高三质检）如图，在长方体玻璃砖内部有一半球形气泡，球心为 O，半径为 R，其平面部分与玻璃砖表面平行，球面部分与玻璃砖相切于 O点。有束单色光垂直玻璃砖下表面入射到气泡上的 A 点，发现有一束光线垂直气泡平面从 C 点射出，已知 OA=R，光线进入气泡后第一次反射和32折射的光线相互垂直，气泡内近似为真空，真空中光速为 c，求：（i）玻璃的折射率 n；（ii）光线从 A 在气泡中多次反射到 C 的时间。19（2020湖北省黄冈高三八模）如图所示，ABC 等边三棱镜，P、Q 分别为 AB 边、AC 边的中点，BC 面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于 BC 面的方向从 P 点射入，经折射、反射，刚好照射在AC 边的中点 Q，求棱镜对光的折射率；使入射光线绕 P 点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到 Q 点时，入射光线转过的角度20（2020河北衡水中学高三五调）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记 P 离水面的高度为h1=0.6m，尾部下端 Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端=0.8m 处有一浮标，示意如图一潜水员在1s公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞浮标前方=3.0m 处下潜到深度为时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q；继续下潜2s2h2.0m，恰好能看见 Q。（已知水的折射率 n=）求h 43深度；2h赛艇的长度。（可用根式表示）l21（2020安徽皖江名校联盟高三联考）如图所示，一透明玻璃砖横截面的上半部分是半径为 R 的半圆，下半部分是边长为 2R 的正方形，在玻璃砖的左侧距离为 R 处，有一和玻璃砖侧面平行的足够大的光屏。一束单色光沿图示方向从光屏上的 P 点射出，从 M 点射入玻璃砖，恰好经过半圆部分的圆心 O，且MOA=45，已知玻璃砖对该单色光的折射率 n=，光在真空中的传播速度为 c。53求该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值。从 M 点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖，求该单色光在玻璃砖内传播的时间。22（2020湖北华中师大附中高三测试）如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面 4m 的湖底 P 点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为 53（取 sin53=0.8）。已知水的折射率为。43公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞（1）求桅杆到 P 点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由 P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为 45时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。23（2020安徽省六安市一中高三模拟）PQ 为一接收屏，一半径为 R=0.1m 半球形透明物的直径 MN 恰好与接收屏垂直，如图所示，一细光束由透明物的右侧平行于接收屏射向透明物的球心。现让细光束以球心为圆心顺时针转过 30时，经观测接收屏上出现两个亮点，且两亮点之间的距离用 L 表示；细光束转过的角度为 45时，接收屏上刚好出现一个亮点。求：(1)该透明物的折射率为多大？(2)由以上叙述求 L 应为多长？24（2020安徽省滁州市育才学校高三模拟）如图所示，用折射率 n=的玻璃做成内径为 R、外径为 R=2R 的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，且与中心对称轴 OO平行，不计多次反射。2求球壳内部有光线射出的区域？（用与 OO所成夹角表示）25（2020四川省眉山市高三二诊）半径为 R 的球形透明均匀介质，一束激光在过圆心 O 的平面内与一条直径成为 60角射向球表面，先经第一次折射，再经一次反射，最后经第二次折射射出，射出方向与最初入射方向平行。真空中光速为 c。求：(1)球形透明介质的折射率；公众号：卷洞洞公众号：卷洞洞(2)激光在球内传播的时间。26（2020安徽皖江名校联盟高三联考）如图所示，截面 ABCD 为矩形的透明设备放置在真空环境中，AB=2a，频率为 的光 L 1入射到上表面与 AD 的夹角为=30，折射到 AB 面中点时恰好发生全反射，则该设备材料的折射率为 _；若真空中的光速为 c，则光从射入到第一次射出需要的时间为_；若有另一束光 L2能和 L1发生干涉，则 L2的频率_（填“大于”“等于”或“小于”）。27（2020江苏省扬州市高三检测）如图所示，阳光与水平面的夹角为。现修建一个截面为梯形的鱼塘，欲使它在注满水的情况下，阳光可以照射到整个底部。光在水中的传播速度 v=_；鱼塘右侧坡面的倾角 应满足的条件是_。（设光在真空中的速度为 c，水的折射率为 n）公众号：卷洞洞