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驗,用紅光時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)的光從水中進入空氣后頻率變大 D

2、.小球所發(fā)的光從水中進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)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料,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。若該材料對此電磁波的折射率n=-1,正確反映電磁波穿過該材料的傳播路

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.垂直穿過同一塊平板玻璃,a光所用的時間比b光長 B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時,a光臨界角比b光的小 C.分別通過同一雙縫干涉裝置,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光照射時逸出的光電子最大初動能大 6.(xx大綱全國,17,6分)在雙縫干涉實驗中,一鈉燈發(fā)出的波長為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,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,光線會從OQ邊射出 C.若θ<θ1,光線會從OP邊射出 D.若θ<θ1,光線會在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,看到整個月亮是暗紅的。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.太陽照射到地球的紅光反射到月球 C.太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球 D.太陽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,入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ

6、區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑,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,光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則(　　) A.玻璃磚對A光的折射率比對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,光屏上只有1個光斑 D.β<θ<時,光屏上只有1個光斑 10.[xx江蘇單科,12B(1)(3)](1)某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉實驗,在屏上觀察到(甲)圖所示的條紋,僅改變一個實驗條件后,觀察到的條紋如(乙)圖所示。他改變的實驗條件可能是　　　　。? 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蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒,這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(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點入射,經(jīng)過折射和反射后從b點出射。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所需的時間t。 11.[xx課標(biāo)Ⅰ,34(2),9分]一個半圓柱形玻璃磚,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的位置。 1.CD　因為頻率f藍(lán)>f紅,則n藍(lán)>n紅,又因為在水中v=,得到v藍(lán)λ藍(lán),同一裝置L/d相同,所以用紅光時條紋間距更寬,D項正確。 2.D　設(shè)發(fā)光小球在P點,如圖甲,當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時,仍有光線從側(cè)面射出,所以A錯誤。光從水面射入空氣時,當(dāng)入射角大于臨界角時,會發(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錯誤。光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,頻率保持不變,C錯誤。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,在界面處入射角大于臨界角時,發(fā)生全反射,小于臨界角時,在空氣中的折射角大于入射角,A正確,C錯誤;當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時,由發(fā)生全反射的條件可知B錯誤;在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角,D錯誤。 4.B　折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè),故選項A、D錯誤。因為材料折射率n=-1,在電磁波由空氣進入介質(zhì)的入射點,sin α=-sin(-β),得α=β,則C項錯。故正確

10、選項為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ri2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)生全反射時應(yīng)滿足θ1<30°+≤θ≤90°-C<θ2。故當(dāng)θ>θ2時一定有θ>90°-C,光線一定不會在OP邊上發(fā)生全反射,同時也一定有θ>30°+,即光線若能射在OQ邊上,一定會發(fā)生全反射,故A、B皆錯誤。當(dāng)θ<θ1時,一定有θ<90°-C,即光線一定在OP邊發(fā)生全反射,C錯誤D正確。 8.C　月全食是月亮、地球、太陽三者在同一直線且地球在中間時,地球?qū)⑻柟鈸踝《纬傻?看到月亮是暗紅的,原因是太陽的紅光經(jīng)

12、地球大氣層的折射到了月球表面,選項C正確。 9.AD　因A光先消失,說明A光先發(fā)生全反射,所以玻璃對A光的折射率大于B光,A項正確。由v=可知折射率越大則速度v越小,B項錯誤。當(dāng)α<θ<β時,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,C項錯誤。當(dāng)β<θ<時,A、B光均發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個反射光斑,D項正確。 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=,傳播時間t1= 解得t1=

13、 同理,在空氣中的傳播時間t2= 則t=t1+t2=+ 11.答案　(ⅰ)R　(ⅱ)見解析 解析　(ⅰ)在O點左側(cè),設(shè)從E點射入的光線進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R的C點射入后,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)會發(fā)生三次全反射,最后由G點射出,如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得 OG=OC=R⑥ 射到G點的光有一部分被反射,沿原路返回到達C點射出。