分層練習(xí)13　光學(xué)A組1.(2021遼寧沈陽實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)對(duì)于光的認(rèn)識(shí),下列說法正確的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　A.光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因?yàn)楣獾乃俣忍?/span>B.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.(2020天津卷)新冠肺炎疫情突發(fā),中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助,筑起了抗擊疫情的巍峨長(zhǎng)城。志愿者用非接觸式體溫測(cè)量?jī)x,通過人體輻射的紅外線測(cè)量體溫;防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒,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.(2021北京門頭溝高三一模)如圖所示,一束白光通過三棱鏡發(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.(多選)(2021湖北華中師大附中高三質(zhì)量測(cè)評(píng))用如圖所示的裝置觀察光的全反射現(xiàn)象,將半圓形玻璃磚固定在量角器上,量角器的圓心O與半圓形玻璃磚的圓心重合,半圓形玻璃磚可繞圓心O旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將只含有紅光和紫光的復(fù)色光,沿半徑方向從量角器30°的刻度線射入半圓形玻璃磚,復(fù)色光被分成a、b兩光束,a沿180°刻度線方向射出,b沿150°刻度線方向射出。下列判斷正確的是(　　)A.b是復(fù)色光B.玻璃對(duì)紅光的折射率為2C.若半圓形玻璃磚順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α,a消失,b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2αD.若半圓形玻璃磚逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α,a消失,b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2α6.(2021湖北武漢高三質(zhì)檢)如圖所示,半圓AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面,半徑為R,折射率為,建立直角坐標(biāo)系xOy,y軸與直徑AB平行,且與半圓相切于原點(diǎn)O。一束平行單色光沿x軸正方向射向整個(gè)介質(zhì),欲使所有平行光線都不能到達(dá)x軸正半軸,需緊貼直徑AB放置一遮光板,則該遮光板沿y軸方向的長(zhǎng)度至少為(不考慮反射光的影響)(　　)A.R B.R C.R D.R7.(2021江蘇南京高三二模)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,B處的深度h=1.8 m,求:(c=3×108 m/s,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)(1)水的折射率;(2)激光從A到B傳播的時(shí)間。 8.(2021湖南婁底高三零模)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?/span>;(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。(tan 15°=2-)    B組9.(2021遼寧撫順高三模擬)有一腰長(zhǎng)為16 cm的等腰直角三棱鏡,為了測(cè)定它的折射率,先把三棱鏡的一個(gè)端面放在鋪好白紙的桌面上,用鉛筆畫出它的輪廓線ABO,如圖所示。從OB上的C點(diǎn)觀察A,發(fā)現(xiàn)A的像的位置在D處,測(cè)得lDO=9 cm,lOC=12 cm,光在真空中的傳播速度為c。則下列判斷正確的是(　　)A.觀察者看到A點(diǎn)的像時(shí)的折射光線對(duì)應(yīng)的折射角的正弦值為0.6B.三棱鏡的折射率為C.光在三棱鏡中傳播的速度為D.光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值為0.510.(2021山東棗莊高三二模)右圖為長(zhǎng)方體均勻玻璃磚的截面,厚度為l?，F(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sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。則下列對(duì)tOA和tOB的比較,正確的是(　　)A.tOA=tOB　B.tOA<tOB　C.tOA>tOB　D.無法確定11.(多選)(2021山東濟(jì)南高三一模)如圖所示,a、b兩束單色光通過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α角時(shí),a光出射光消失;當(dāng)轉(zhuǎn)過β角時(shí),b光出射光消失。已知α<β,下列說法正確的是(　　)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C.通過同一狹縫時(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.(2021河南高三二模)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=10 cm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=,n2=。(1)請(qǐng)畫出光路示意圖,標(biāo)出兩個(gè)亮斑的大致位置,說明亮斑的顏色。(2)求兩個(gè)亮斑間的距離。      13.(2021湖南高三高考模擬)下圖是一個(gè)水平橫截面為圓形的平底玻璃缸,玻璃缸深度為2h,缸底面圓心處有一單色點(diǎn)光源S,缸中裝有某種液體,深度為h,O點(diǎn)為液面的圓心,OS垂直于水平面。用面積為πh2的黑紙片覆蓋在液面上,則液面上方恰好無光線射出。若在上述黑紙片上,以O為圓心剪出一個(gè)面積為πh2的圓孔,把余下的黑紙環(huán)仍放置在液面上原來的位置,使所有出射光線都從缸口射出,則缸口的最小面積為多少?   參考答案 分層練習(xí)13　光學(xué)1.C　解析 光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)太小,A錯(cuò)誤。偏振光只能是橫波,不可以是縱波,B錯(cuò)誤。由于水的反射光是偏振光,所以照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片可減弱水面的反射光,使水下影像清晰,C正確。雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色,是光的干涉現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。2.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=,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=3.0×108 m/s,C錯(cuò)誤。紅外線和紫外線都是橫波,都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。3.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)sin C=可知,Ca>Cb,D錯(cuò)誤。4.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=,可得v3<v1<v2,故選A。5.AC　解析 單色光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),一部分光反射,一部分光折射,或全部光發(fā)生全反射,則b是反射的復(fù)色光,A正確。全反射的臨界角sin C=,紫光的折射率比紅光的折射率大,其臨界角小,紫光發(fā)生了全反射,紅光的臨界角為60°,紅光的折射率n=,B錯(cuò)誤。半圓形玻璃磚順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),入射角變大,紫光和紅光都發(fā)生了全反射,法線旋轉(zhuǎn)α角,反射光旋轉(zhuǎn)2α角,C正確,D錯(cuò)誤。6.A　解析 欲使所有光線都不能到達(dá)x軸正半軸,即要使所有進(jìn)入介質(zhì)的平行光在圓弧面上發(fā)生全反射,當(dāng)有進(jìn)入介質(zhì)的平行光在圓弧面上剛好發(fā)生全反射時(shí),遮光板沿y軸方向的長(zhǎng)度最小,如圖所示,根據(jù)sin C=,解得sin C=,根據(jù)幾何關(guān)系,遮光板沿y軸方向的最小長(zhǎng)度d=2Rsin C=R,故選A。7.答案 (1)　(2)1×10-8s解析 (1)根據(jù)折射定律可得,水的折射率為n=。(2)根據(jù)折射定律可得激光在水中的傳播速度為v=由幾何關(guān)系可得x=激光從A到B傳播的時(shí)間為t==1×10-8 s。8.答案 (1)　(2)R解析 (1)根據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示由于照射在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=。(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=,解得r=45°設(shè)光線照射到屏上的位置為Q點(diǎn),由幾何關(guān)系得lQB=Rsin 60°+(R-Rcos 60°)tan 15°=R。9.B　解析 光路圖如圖所示,設(shè)觀察者看到A的像時(shí)的折射光線對(duì)應(yīng)的折射角是i,入射角是r,由幾何關(guān)系可得sin i==0.8,A錯(cuò)誤。由幾何關(guān)系可得sin r==0.6,由折射定律得n=,B正確。光在三棱鏡中的傳播速度是v=c,C錯(cuò)誤。光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值是sin C=,D錯(cuò)誤。10.A　解析 玻璃磚對(duì)沿OA方向的單色光的折射率為n1=,此單色光在玻璃磚中傳播的速度為v1=,光在玻璃磚中的路程為sOA=,光從O點(diǎn)到A點(diǎn)的傳播時(shí)間為tOA=;玻璃磚對(duì)沿OB方向的單色光的折射率為n2=,此單色光在玻璃磚中傳播的速度為v2=,光在玻璃磚中的路程為sOB=,光從O點(diǎn)到B點(diǎn)的傳播時(shí)間為tOB=。則有tOA=tOB,故只有選項(xiàng)A正確。11.AB　解析 由于a光的臨界角小于b光的臨界角,根據(jù)sin C=,na>nb,A正確。由于sin α=,sin β=,而v=,所以,B正確。由于na>nb,所以a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng),通過同一狹縫時(shí),b光的衍射現(xiàn)象更明顯,C錯(cuò)誤。a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng),根據(jù)Δx=λ,分別用兩束光使用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),a光的條紋間距小于b光的條紋間距,D錯(cuò)誤。12.答案 (1)見解析　(2)(5+10) cm解析 (1)根據(jù)臨界角公式sin C=,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為紅色與紫色的混合色,光路圖如圖所示。(2)設(shè)折射角為r,根據(jù)折射定律n1=得到sin r=由幾何知識(shí)可得tan r=解得lAP1=5 cm由幾何知識(shí)可得△OAP2為等腰直角三角形,解得lAP2=10 cm所以兩個(gè)亮斑間的距離為(5+10) cm。13.答案 πh2解析 用面積為S1=πh2的黑紙片覆蓋在液面上,液面上方恰好無光線射出,則從點(diǎn)光源S發(fā)出的光線射到黑紙片的邊緣處恰發(fā)生全反射,臨界角為C,光路圖如圖甲所示。甲S1=π=πh2由幾何關(guān)系得tan C=由全反射知識(shí)有sin C=解得n=剪出一個(gè)面積為S2=πh2的圓孔后,設(shè)透光部分的半徑為r2,射出光線的最大入射角為i,對(duì)應(yīng)的折射角為θ,光路圖如圖乙所示。乙S2=ππh2,解得r2=h由幾何關(guān)系得tan i=i=30°根據(jù)折射定律有n=解得θ=45°缸口的最小半徑為r3=r2+htan θ=h缸口的最小面積為S3=ππh2。 

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