选择题考点专项训练60 几何光学和物理光学的综合问题（后附解析）-【选择题专练】2025年高考物理一轮复习练习

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A.图甲所示雨后的彩虹是由于光的衍射现象形成的
B.图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的
C.图丙所示为单色光照射圆板在后面光屏上形成的图样，是由于光的干涉产生的
D.图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的
2.(光的折射和衍射)在芯片生产过程中，光刻机相当于雕刻机。当初光刻机光源波长被卡在193 nm上，为了突破这一限制，某公司使用创新方法，如图所示，在光刻机透镜和硅片间直接加上一层液体，可以通过光的折射原理，让原来激光波长缩短到132 nm，这个方法被称为“浸没式光刻”，则( )
A.激光波长越短，其衍射现象越明显
B.激光在真空中传播速度为在液体中的1.46倍
C.激光入射到液体中，频率变大了1.46倍
D.该改进方案与全息摄影的原理是一样的
3.(折射和干涉)如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，下列说法正确的是( )
A.ab束光是黄光和紫光，b束光是紫光
B.a、b两束光分别通过相同的单缝，可能只观察到a的衍射现象
C.a在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度
D.用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距Δxa<Δxb
4.(光的全反射)(多选)如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)，设b光的折射率为n，则下列说法正确的是( )
A.在水中，a光的波长比b光小
B.水对a光的折射率比b光小
C.在水中，a光的传播速度比b光大
D.复色光圆形区域的面积为S＝eq \f(πh2,neq \\al(2,b)－1)
5.(光的干涉与全反射)(多选)如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )
A.在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B.在真空a、b两光传播速度相同
C.从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射的临界角小
D.在同种均匀介质中，a光的波长小于b光的波长
6.(光的干涉、衍射与折射)(多选)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象。从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况。图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况。下列有关A、B两种色光的说法正确的有( )
A.光通过的可能是缝板上的单缝
B.A光的波长比B光的波长长
C.A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度
D.A光比B光更容易发生明显的衍射现象
解析答案60 几何光学和物理光学的综合问题
1．BD [图甲所示雨后的彩虹是由于光的折射现象形成的，A错误；图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，B正确；图丙所示为单色光照射圆板在后面光屏上形成的图样，是由于光的衍射产生的，C错误；图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射，D正确。]
2．B [激光波长越长，其衍射现象越明显，故A错误；根据λ＝eq \f(v,f)，可得eq \f(v真空,v液)＝eq \f(λ真空,λ液)＝eq \f(193,132)≈1.46，故B正确；激光入射到液体中，频率不变，故C错误；该改进方案运用的原理是光的折射，全息摄影的原理是光的干涉，故D错误。]
3．D [由光路图可知，a、b两束光入射角相同，但是a束光只有反射光线没有折射光线，即发生了全反射，故a束光发生全反射的临界角小于b束光。由sin C＝eq \f(1,n)可知na>nb，故a束光是紫光，b束光是黄光，ab束光是黄光和紫光，故A错误；a、b两束光分别通过相同的单缝，a、b光均能发生衍射现象，故B错误；由折射率与波速的关系n＝eq \f(c,v)可知，折射率与光在玻璃砖中的传播速度成反比，故va4．BCD [a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知a光的临界角较大，根据sin C＝eq \f(1,n)，知a光的折射率较小，频率也较小，再由v＝eq \f(c,n)＝λf，可知，在水中，a光的传播速度比b光大，a光的波长比b光大，故B、C正确，A错误；依据sin C＝eq \f(1,n)，结合几何关系，可知，sin Cb＝eq \f(r,\r(h2＋r2))＝eq \f(1,nb)，而复色光圆形区域的面积为S＝πr2＝eq \f(πh2,neq \\al(2,b)－1)，故D正确。]
5．BCD [根据公式Δx＝eq \f(λl,d)和图像可知，b的波长长，根据c＝λf，所以b的频率小，b的折射率小，根据n＝eq \f(c,v)，在同种介质中，b光的传播速度大，故A错误，D正确；真空中光的传播速度都相同，故B正确；同种介质对b的折射率小，根据sin C＝eq \f(1,n)可知，b光发生全反射的临界角大，a光发生全反射时的临界角小，故C正确。]
6．BCD [从光强分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，故A错误；由题图乙可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δx＝λeq \f(l,d)可知，A光的波长大于B光的波长，故B正确；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，由v＝eq \f(c,n)知A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，故C正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，故D正确。]