2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第4講 光練習(xí)（選修3-4）(I)

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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 第4講 光練習(xí)（選修3-4）(I) 1.(xx浙江理綜,18,6分)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象,說(shuō)法正確的是(　　) A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快 B.光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射 C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實(shí)際深度比看到的要深 D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬 2.(xx四川理綜,3,6分)如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球。則(　　) A.小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D

2、.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 3.(xx福建理綜,13,6分)如圖,一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚,O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心,下圖能正確描述其光路的是(　　) 4.(xx北京理綜,20,6分)以往,已知材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料,其折射率可以為負(fù)值(n<0),稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材料,入射角i與折射角r依然滿足=n,但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料,一束電磁波從其上表面射入,下表面射出。若該材料對(duì)此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波穿過(guò)該材料的傳播路

3、徑的示意圖是(　　) 5.(xx天津理綜,8,6分)一束由兩種頻率不同的單色光組成的復(fù)色光從空氣射入玻璃三棱鏡后,出射光分成a、b兩束,如圖所示,則a、b兩束光(　　) A.垂直穿過(guò)同一塊平板玻璃,a光所用的時(shí)間比b光長(zhǎng) B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí),a光臨界角比b光的小 C.分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置,b光形成的相鄰亮條紋間距小 D.若照射同一金屬都能發(fā)生光電效應(yīng),b光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大 6.(xx大綱全國(guó),17,6分)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,一鈉燈發(fā)出的波長(zhǎng)為589 nm的光,在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350 c

4、m,則雙縫的間距為(　　) A.2.06×10-7 m B.2.06×10-4 m C.1.68×10-4 m D.1.68×10-3 m 7.[xx重慶理綜,11(1),6分]打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí),必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi),才能使從MN邊垂直入射的光線,在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況),則下列判斷正確的是(　　) A.若θ>θ2,光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B.若θ>θ2,光線會(huì)從OQ邊射出 C.若θ<θ1,光線會(huì)從OP邊射出 D.若θ<θ1,光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反

5、射 8.(xx浙江理綜,16,6分)與通常觀察到的月全食不同,小虎同學(xué)在2012年12月10日晚觀看月全食時(shí),看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖,并提出了如下猜想,其中最為合理的是(　　) A.地球上有人用紅色激光照射月球 B.太陽(yáng)照射到地球的紅光反射到月球 C.太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球 D.太陽(yáng)光中的紅光在月球表面形成干涉條紋 9.(xx天津理綜,8,6分)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖,O點(diǎn)為圓心,OO'為直徑MN的垂線。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn),入射光線與OO'夾角θ較小時(shí),光屏NQ

6、區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑,逐漸增大θ角,當(dāng)θ=α?xí)r,光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β時(shí),光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則(　　) A.玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的大 B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C.α<θ<β時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑 D.β<θ<時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑 10.[xx江蘇單科,12B(1)(3)](1)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上觀察到(甲)圖所示的條紋,僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后,觀察到的條紋如(乙)圖所示。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是　　　　。? A.減小光源到單縫的距離 B.減小雙縫之間的距離 C.減小雙縫到光屏之間的距離 D.換用

7、頻率更高的單色光源 (3)Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒,這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見圖。一束光以入射角i從a點(diǎn)入射,經(jīng)過(guò)折射和反射后從b點(diǎn)出射。設(shè)鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時(shí)間t。 11.[xx課標(biāo)Ⅰ,34(2),9分]一個(gè)半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示。玻璃的折射率為n=。 (ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達(dá)上表面后,都能從該表面射出,則入射光束在AB上的最大

8、寬度為多少? (ⅱ)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距 R處垂直于AB從下方入射,求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置。 1.CD　因?yàn)轭l率f藍(lán)>f紅,則n藍(lán)>n紅,又因?yàn)樵谒衯=,得到v藍(lán)λ藍(lán),同一裝置L/d相同,所以用紅光時(shí)條紋間距更寬,D項(xiàng)正確。 2.D　設(shè)發(fā)光小球在P點(diǎn),如圖甲,當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時(shí),仍有光線從側(cè)面射出,所以A錯(cuò)誤。光從水面射入空氣時(shí),當(dāng)入射角大于臨界角時(shí),會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,如圖乙,只有在

9、入射角θ小于臨界角C的范圍內(nèi)光才能從水面射出,B錯(cuò)誤。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率保持不變,C錯(cuò)誤。光在水中的傳播速度v=,光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度c,所以D正確。 3.A　光束沿玻璃磚半徑射向O點(diǎn),在界面處入射角大于臨界角時(shí),發(fā)生全反射,小于臨界角時(shí),在空氣中的折射角大于入射角,A正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時(shí),由發(fā)生全反射的條件可知B錯(cuò)誤;在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角,D錯(cuò)誤。 4.B　折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè),故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。因?yàn)椴牧险凵渎蕁=-1,在電磁波由空氣進(jìn)入介質(zhì)的入射點(diǎn),sin α=-sin(-β),得α=β,則C項(xiàng)錯(cuò)。故正確

10、選項(xiàng)為B。 5.AB　由圖知na>nb,則由n=知vatb,A正確。由sin C=知Ca

11、0°?？梢姦仍酱髸r(shí)i2越大、i1越小。要使光線在OP上發(fā)生全反射,應(yīng)有i1≥C,即θ≤90°-C;要使光線在OQ上發(fā)生全反射,應(yīng)有i2≥C,即θ≥30°+?？梢娫贠P邊和OQ邊都發(fā)生全反射時(shí)應(yīng)滿足θ1<30°+≤θ≤90°-C<θ2。故當(dāng)θ>θ2時(shí)一定有θ>90°-C,光線一定不會(huì)在OP邊上發(fā)生全反射,同時(shí)也一定有θ>30°+,即光線若能射在OQ邊上,一定會(huì)發(fā)生全反射,故A、B皆錯(cuò)誤。當(dāng)θ<θ1時(shí),一定有θ<90°-C,即光線一定在OP邊發(fā)生全反射,C錯(cuò)誤D正確。 8.C　月全食是月亮、地球、太陽(yáng)三者在同一直線且地球在中間時(shí),地球?qū)⑻?yáng)光擋住而形成的,看到月亮是暗紅的,原因是太陽(yáng)的紅光經(jīng)

12、地球大氣層的折射到了月球表面,選項(xiàng)C正確。 9.AD　因A光先消失,說(shuō)明A光先發(fā)生全反射,所以玻璃對(duì)A光的折射率大于B光,A項(xiàng)正確。由v=可知折射率越大則速度v越小,B項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)α<θ<β時(shí),A光發(fā)生全反射,只有反射光斑與B光的折射光斑,共2個(gè),C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)β<θ<時(shí),A、B光均發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個(gè)反射光斑,D項(xiàng)正確。 10.答案　(1)B　(3)見解析 解析　(1)由(甲)和(乙)兩圖可知改變條件以后條紋變寬,由Δx=λ可知,只有B正確。 (3)設(shè)光在鱗片中的折射角為γ,折射定律sin i=n sin γ 在鱗片中傳播的路程l1=,傳播速度v=,傳播時(shí)間t1= 解得t1=

13、 同理,在空氣中的傳播時(shí)間t2= 則t=t1+t2=+ 11.答案　(ⅰ)R　(ⅱ)見解析 解析　(ⅰ)在O點(diǎn)左側(cè),設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ,則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出,如圖。由全反射條件有sin θ=① 由幾何關(guān)系有OE=R sin θ② 由對(duì)稱性可知,若光線都能從上表面射出,光束的寬度最大為 l=2OE③ 聯(lián)立①②③式,代入已知數(shù)據(jù)得l=R④ (ⅱ)設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后,在上表面的入射角為α,由幾何關(guān)系及①式和已知條件得 α=60°>θ⑤ 光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射,最后由G點(diǎn)射出,如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得 OG=OC=R⑥ 射到G點(diǎn)的光有一部分被反射,沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出。