专题1.3 几何光学和物理光学-2023年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）

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2023年高考物理靶向专项强化训练专题1.3  几何光学和物理光学1．一种发光装置是由半径为R的半球体透明介质和发光管芯组成的，管芯发光部分是一个圆心与半球体介质球心O重合的圆面。其纵截面如图所示，，上的E点发出的一条光线经D点的折射光线平行，已知，圆弧长，则（　　）A．该透明介质折射率为B．沿方向的光线从半球面射出时的折射角是C．为使从管芯射向半球面上的所有光线都不会发生全反射，的半径要小于D．不论发光管芯的半径多大，总会有部分光线到达球面时发生全反射现象2．工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为2，则（　　）A． B． C． D．3．一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如图甲所示。现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆柱体后照射在光屏上，如图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为（　　） A． B．C． D．4．如图所示为一光导纤维的示意图。光纤内芯的折射率为n（n>1.1），外套的折射率为1.1。已知光在内芯和外套界面发生全反射时的临界角为C，且。为使光在内芯和外套界面发生全反射，光在光纤一端端面由空气直接射入内芯时的入射角应满足（　　）A． B．C． D．5．2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（　　）A．单色光在材料中的折射率为B．单色光在该材料中的传播时间为C．只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射D．只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射6．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是（　　）A．∠BCD=135°B．∠BAE和∠BCD不相等C．该五棱镜折射率的最小值是D．该五棱镜折射率的最小值是7．“水流导光”实验装置如图所示，长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察实验现象。则（　　）A．减小激光的强度，“水流导光”现象更明显B．改用频率更低的激光，“水流导光”现象更明显C．改用折射率较大的液体，“水流导光”现象更明显D．随着瓶内清水高度的降低，“水流导光”现象更明显8．每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，、为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（　　）A．光的折射率大于光折射率B．在冰晶中光传播速度小于光传播速度C．从冰晶中射入空气发生全反射时光的临界角较小D．让、光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距比光的大9．长度测量是光学干涉测量最常见的应用之一。如要测量某样品的长度，较为精确的方法之一是通过对干涉产生的条纹进行计数；若遇到非整数干涉条纹情形，则可以通过减小相干光的波长来获得更窄的干涉条纹，直到得到满意的测量精度为止。为了测量细金属丝的直径，把金属丝夹在两块平板玻璃之间，使空气层形成尖劈，金属丝与劈尖平行，如图所示。如用单色光垂直照射，就得到等厚干涉条纹，测出干涉条纹间的距离，就可以算出金属丝的直径。某次测量结果为：单色光的波长λ=589.3nm，金属丝与劈尖顶点间的距离L=28.880mm，其中30条亮条纹间的距离为4.295mm，则金属丝的直径为（　　）A．4.25×10-2mm B．5.75×10-2mm C．6.50×10-2mm D．7.20×10-2mm10．如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=90°，一束频率为f=6×1014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度L=0.3m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝的距离l=1.0m，光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s。则下列说法正确的是（　　）A．玻璃砖的折射率的最小值为2B．光线在玻璃砖中传播的最短时间为1×10-9sC．若改用频率更大的单色光入射，也一定能在AC面发生全反射D．若改用频率更大的单色光入射，光屏上相邻亮条纹的间距会减小11．利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻璃，A0为标准金属丝，直径为，A为待测金属丝，直径为D。用波长为的单色光垂直照射玻璃表面，干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为。则（　　）A．D与相差越大，越大 B．轻压T1的右端，若变小，有C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为 D．图乙可能是D与相等时产生的条纹12．如图所示，一束宽度为d的平行光沿水平方向传播，经过不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O点，下列说法正确的是（　　）A．由于光的衍射，可能会进入到O点下方的墙上B．光只会沿直线前进，一定不会进入到O点下方的墙上C．光的波长越长，光线进入到O点下方墙上的区域越大D．光的能量越大，光线进入到O点下方墙上的区域越大