贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-13光学

这是一份贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-13光学，共19页。试卷主要包含了多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-13光学 一、多选题1．（2020·贵州铜仁·统考三模）一束光射向半圆形玻璃砖的圆心，折射光分成A、B两束单色光，关于A、B两束光，下列判断正确的是__________A．在真空中一定是A光波长较长B．增大入射角一定是B光先发生全反射C．在玻璃砖中传播时，B光速度更大D．分别通过同一单缝时，B光衍射现象更明显E．分别在同一双缝干涉装置上做实验时，A光产生的干涉条纹间距较大2．（2020·贵州铜仁·统考二模）以下关于光学常识的描述中说法正确的是____。A．偏振光可以是横波，也可以是纵波B．泊松亮斑支持了光的波动说C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理3．（2022·贵州·统考一模）2021年7月1日，上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低延时的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是（  ）A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理D．当天活动结束后，有演职人员发现，通过前方路面的“积水”可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光线发生了全反射E．现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中的高速传播利用了光的干涉原理 二、解答题4．（2020·贵州·统考模拟预测）一扇形玻璃砖的横截面如图所示，圆心角∠AOC=，图中的虚线OB为扇形的对称轴，D为OC的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC面成角的方向从D点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。（i）求该玻璃砖对该单色光的折射率；（ii）请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，若能射出，求射出时折射角的正弦值。5．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图所示为一个半径为R的透明介质球体，M、N两点关于球心O对称，且与球心的距离均为2R．一细束单色光从M点射出穿过透明介质球体后到达N点，真空中的光束为c．①若介质的折射率为n0，光线沿MON传播到N点，光传播的时间t为多少；②已知球面上的P点到MN的距离为,若光束从M点射出后到达P点，经过球体折射后传播到N点，那么球体的折射率n等于多少．(取sin37°=0.6，cos37°=0.8)6．（2021·贵州·统考二模）如图所示，某三棱镜的横截面为等腰直角三角形长度为a，O为中点。在所在平面内，光线垂直边入射，恰好在边界发生全反射。（1）求该三棱镜的折射率；（2）保持入射点O不变，使光线的入射方向逐渐向方向偏转，求边有光线射出的区域宽度。7．（2021·贵州毕节·统考二模）如图甲，一透明圆柱体折射率为n=，半径为R、长为L。平行光束仅从半圆柱体的矩形上表面射入，与竖直方向成45°角，且平行于横截面，其横截面如图乙，不计光线在柱体内的多次反射，只有部分光线从圆柱面射出，求(1)光束在矩形上表面发生折射时的折射角大小。(2)有光线射出圆柱面的面积S大小。8．（2021·贵州黔东南·统考一模）如图所示，由某种透明材料制成、截面为等腰直角三角形的三棱镜放置在水平地面上，一细束单色光从AB边的中点D平行于BC边射入棱镜，从AC边射出时出射光线与水平地面成45°角射向地面，并在地面上的E点（图中未画出）形成光斑。已知AB边长为20cm，取cos22.5°=0.92，=1.41。计算结果均保留两位有效数字。求：（1）该透明材料的折射率；（2）E点到C点的距离。9．（2021·贵州六盘水·统考一模）半径为R的半球形透明体截面如图，AB为直径，O为圆心，其折射率为。一细束光从圆周上某点射入透明体，经两次折射后沿平行于BA方向从圆周上的P点射出。已知∠AOP=60°，真空中的光速为c，求(i)出射光线与入射光线延长线间的夹角；(ii)光通过透明体所用的时间。10．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）一个玻璃圆柱体的横截面如图所示，其半径为，圆心为。柱面内侧处的单色点光源发出的一束光与直径的夹角为，从点射出，出射光线与平行。已知该玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为。（1）求夹角的值；（2）当，求从发出的光线经多次全反射回到点的时间。11．（2022·贵州·统考模拟预测）如图所示，某透明物体截面是边长为a的正方形ABCD，底面AB镀银，一束光线在截面内从AD边的中点O入射，入射角为60°，光线经底面AB反射后恰从C点射出。已知真空中光速为c，求:①该透明物体的折射率。②光在透明物体中传播的时间。12．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）如图所示为一截面为直角三角形MNQ的棱镜，一条光线从A点垂直于MQ由真空射向棱镜，已知棱镜材料对入射光的折射率为，，MN边的长度为8m，A点距离M点1m，真空中的光速为3×108m/s。求（不考虑光线沿原路返回的情况，要作光路图，结果可用根号表示）：（1）在此截面所在的平面内，光线第一次射出棱镜时出射点的位置；（2）光从A点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间。13．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为4/3．（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°．求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）．14．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）单色细光束射到折射率的透明球的表面，光束在过球心的平面内，入射角，经折射进入球内又经球内表面反射一次，再经球面折射出的光线如图所示（图上已画出入射光线和出射光线）(1)在图中大致画出光线在球内的路径和方向；(2)求入射光与出射光之间的夹角α；(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿.问哪种颜色光的α角最大？哪种颜色光的α角最小？
参考答案：1．ABE【详解】A．由图可知，B光偏折更大，则B光的折射率更大，B光的频率更大，由公式可知，在真空中一定是A光波长较长，故A正确；B．由于B光的折射率更大，由公式可知，折射率越大的，发生全反射角的临界角越小，故增大入射角一定是B光先发生全反射，故B正确；C．由公式可知，由于B光的折射率更大，则在玻璃砖中传播时，B光速度更小，故C错误；D．由于A光的波长更长，则分别通过同一单缝时，A光衍射现象更明显，故D错误；E．由于A光的波长更长，由公式可知，分别在同一双缝干涉装置上做实验时，A光产生的干涉条纹间距较大，故E正确。故选ABE。2．BDE【详解】A．偏振光，只可以是横波，不可以是纵波，故A错误；B．泊松亮斑支持了光的波动说．故B正确．C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，故C错误；D．光学镜头上的增透膜，膜的上表面与玻璃表面反射的光发生干涉，利用了光的干涉现象，故D正确；E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，故E正确；故选BDE。3．BCD【详解】A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，意味着波长更短，抗干扰能力更强，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现信号全覆盖，故A错误；B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低，这是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的，故B正确；C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这利用了光的薄膜干涉原理，故C正确；D．通过前方路面的“积水”可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度较小，光在传播过程中发生了全反射，故D正确；E．现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中的高速传播利用的是光的全反射原理，故E错误。故选BCD。4．（i）；（ii）能射出，【详解】(i)光路图如图所示，有几何关系得:根据折射定律有，解得(ii)如图所示，光线出射过程中，入射角，折射角为，根据正弦定理有得由可知，因＜C，故此单色光能从玻璃砖圆弧面射出，由光路可逆可得解得5．①②【详解】①光在介质球外的传播时间为，光在介质球中的传播速度为，光在介质球中的传播时间为，光传播的时间为；②光路图如图所示，其中，又，根据折射定律：，所以又，，，解得：；【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．6．（1）；（2）【详解】(1)光线恰好在边界发生全反射，入射角C=45°，可得解得折射率为(2)如图所示当光线贴近时，由折射定律可得解得由几何关系得边有光线射出的区域宽度解得7．(1)；(2)【详解】(1)如图，从射入的光线，由折射定律得代入数据得：折射角为      (2)若从射入得光线折射后，在处恰发生全反射，则由       由几何关系得说明在横截面上，只有弧长区域有光线射出，其长度为个圆周长，所以有光线射出的这部分柱面的面积为8．（1）；（2）【详解】（1）光路如图所示，由几何关系可知，光束在点的入射角，光束从边射出三棱镜时的折射角，由折射定律有则光束在边的折射角与在边的入射角相等，由几何关系有即解得（2）由几何关系有则解得9．(i)30°；(ii)【详解】（i）设光在射出圆面时折射角为 i，入射角为 α，光路如图 由折射定律 解得则设从圆面射入时的入射角为 γ，折射角为 β β=α=45°射入圆面时，由折射定律得 解得由几何关系得出射光线与入射光线延长线间的夹角（ii）设光在透明体中通过的距离为 ，由几何关系得 光透明体中的速度为设光在透明体内经历的时间为 t，则 代入数据得10．（1）；（2）【详解】（1）如图所示有图中几何关系可知根据折射定律可得解得（2）设光线在璃圆柱体发生全反射临界角为，则有当时，从发出的光线经多次全反射回到点的光路图如图所示从发出的光线经多次全反射回到点的时间为又联立解得11．① ；②【详解】①透明物体内部的光路图如图所示，设折射角为r由于，有又所以因此②光在透明物体中的速度光在透明物体中传播的路程光在透明物体中传播的时间12．（1）距N点；（2）【详解】（1）光路如图所示因，故则E点的入射角根据临界角公式解得因故光线在E点发生全反射，F点的入射角光线从F点第一次射出棱镜，根据几何关系得解得则可得即距N点；（2）根据光在介质中的传播速度与光速的关系解得根据几何关系得可得光传播的路程则光从A点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间13．（i）  （ii）0.7 m【详解】（i）如图，设达到池边的光线的入射角为i．依题意，水的折射率n=，光线的折射角θ=90°．由折射定律有nsin i=sinθ①由几何关系有sin i=②式中，l=3 m，h是池内水的深度．联立①②式并代入题给数据得h=m≈2．6 m③（ii）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x．依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'=45°．由折射定律有nsin i'=sin θ' ④式中，i'是光线在水面的入射角．设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a．由几何关系有sin i'=⑤x+l=a+h' ⑥式中h'=2 m．联立③④⑤⑥式得x=(3–1)m≈0．7 m⑦考点：光的折射定律 14．(1)；(2)；(3)红光的α最大，紫光的α最小【详解】(1)光线从入射到出射的光路如图所示入射光线AB经玻璃折射后，折射光线为BC，又经球内壁反射后，反射光线为CD，再经折射后，折射出的光线为DE，OB、OD为球的半球，即为法线(2)由折射定律得则由几何关系及对称性有则(3)由于i=45°，n越小，sinr越大，r角越大，同时α=2r－i红光α最大，紫光α最小。