2023届高考物理二轮总复习试题（老高考旧教材）专题分层突破练17　光学（Word版附解析）

专题分层突破练17　光学

A组

1.(多选)(2022广西柳州二模)下列说法正确的是(　　)

A.光的偏振实验表明,光是一种纵波

B.光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能发生全反射

C.采用同一装置做双缝干涉实验,红光比紫光条纹宽度大

D.在同一种介质中,波长越短的光传播速度越小

E.由于超声波的频率很高,所以超声波容易发生衍射现象

2.(2022江苏连云港模拟)如图所示,甲、乙、丙、丁四个图是单色光形成的干涉或衍射图样,根据各图样的特点可知(　　)

A.甲图是光的衍射图样

B.乙图是光的干涉图样

C.丙图是光射到圆孔后的干涉图样

D.丁图是光射到圆板后的衍射图样

3.(多选)(2022云南昆明模拟)如图所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面间形成一个劈形空气薄膜,当紫光从上方入射后,从上往下看到明暗相间的等距条纹,下列说法正确的是(　　)

A.条纹是光的衍射形成的,此现象可以说明光是一种波

B.若抽去一张纸片,条纹变宽

C.把紫光换成红光,条纹变宽

D.条纹是两玻璃的上表面反射光叠加形成的

E.条纹是在劈形空气薄膜的上、下两表面的反射光叠加形成的

4.(2021江苏卷)某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上,将激光束垂直于AC面射入,可以看到光束从圆弧面ABC出射,沿AC方向缓慢平移该砖,在如图所示位置时,出射光束恰好消失,该材料的折射率为(　　)

A.1.2 B.1.4 

C.1.6 D.1.8

5.(2022四川德阳二模)如图所示,一束宽度为d的平行光射向截面为正三角形的玻璃三棱镜,入射光与AB界面夹角为45°,玻璃的折射率n=,光束通过三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ。光从BC界面射出时与BC的夹角为　　　,光屏PQ上光斑的宽度为　　　　。 

6.(2020浙江卷)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角θ=60°时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则(　　)

A.玻璃砖的折射率为1.5

B.OP之间的距离为R

C.光在玻璃砖内的传播速度为c

D.光从玻璃到空气的临界角为30°

B组

7.对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是(　　)

A.图甲中若改变复色光的入射角,则b光先在水珠中发生全反射

B.图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大

C.图丙中若得到明暗相间的平行等距条纹说明待测工件表面平整

D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度不发生变化

8.(2021海南卷)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率为。一束单色光在纸面内以α=45°的入射角从空气射向MQ边的中点O,则该束单色光(　　)

A.在MQ边的折射角为60°

B.在MN边的入射角为45°

C.不能从MN边射出

D.不能从NP边射出

9.(多选)(2022山东日照模拟)如图所示,一个折射率为的扇形透明体,∠AOB=90°,OC为其角平分线,一足够宽的平行紫光束平行于OC从OA面和OB面射入透明体,紫光在真空中波长为λ,已知真空中光速为c,不考虑AB弧面反射光的影响,则下列判断正确的是(　　)

A.在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶3

B.在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶2

C.换成折射率大一些的扇形透明体,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小

D.将紫光换成红光,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小

10.(2022全国乙卷)一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射后射至AB边的E点,如图所示。逐渐减小i,E点向B点移动,当sin i=时,恰好没有光线从AB边射出棱镜,且lDE=lDA。求棱镜的折射率。

答案：

1.BCD　解析 光的偏振实验表明,光是一种横波,A错误;光由折射率大的介质(光密介质)射向折射率小的介质(光疏介质)时,如果入射角等于或大于临界角,就会发生全反射,B正确;采用同一装置做双缝干涉实验,根据Δx=λ可知,红光比紫光条纹宽度大,C正确;不同颜色的光在同一种介质中,波长越短的光传播速度越小,D正确;超声波的频率很高,在介质、波速一定的情况下,超声波的波长就很小,则不容易发生衍射现象,E错误。

2.D　解析 甲图中条纹间距相等,是光的双缝干涉图样,A错误;乙图中中间亮条纹最宽,向外条纹变窄,间距变小,是光的单缝衍射图样,B错误;丙图为圆孔衍射图样, C错误;丁图是光射到圆盘后的衍射图样(出现泊松亮斑),D正确。

3.BCE　解析 条纹是光的劈形空气薄膜干涉形成的,此现象可以说明光是一种波,A错误;若抽去一张纸片,同一位置的两反射光的路程差减小,条纹变宽,B正确;把紫光换成红光,红光的波长比紫光的长,条纹变宽,C正确;条纹是在劈形空气薄膜的上表面和下表面的反射光叠加产生的,D错误,E正确。

4.A　解析 画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示,全反射的条件sin θ=,由几何关系知sin θ=,联立解得n=1.2,A正确。

5.答案 45°　d

解析 设AB面的入射角为θ,折射角为γ,光路如图所示,由n=可得γ=30°,光线射到BC边时由几何关系可知入射角γ'=30°,由n=得θ'=45°,由几何关系知光斑的宽度D=得D=d。

6.C　解析 设玻璃砖的半径为R,全反射的临界角为C0,发生全反射时如图甲所示,有n=,入射角为60°时,折射角为α,光路图如图乙所示,折射率n=,由图中几何关系可得OP=Rsin C0,tan α=,可得cos α=sin 60°,α=30°,折射率n=,选项A错误;OP=RsinC0=R,选项B错误;光在玻璃砖中的传播速度v=,选项C正确;sin C0=,临界角不是30°,选项D错误。

甲

乙

7.C　解析 由图甲可知,复色光能够入射进入水珠,根据光路的可逆性,两光均不可能在水珠内发生全反射,所以A错误;根据Δx=λ可知,图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将减小,所以B错误;图丙中若得到明暗相间的平行等距条纹,说明待测工件表面平整,所以C正确;自然光为偏振光,若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度将发生变化,所以D错误。

8.C　解析 光线从O点入射,设折射角为β,由折射定律有sin α=nsin β,解得β=30°,即该束单色光在MQ边的折射角为30°,A错误;设边长NP=l,则MN=2l,作出光路图如图所示,由几何关系可知光在MN边的入射角为60°,B错误;设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C,有sin C=,即C=45°,而光在MN边的入射角大于45°,所以光在MN边发生全反射,不能从MN边射出,C正确;根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点时的入射角为30°,小于全反射临界角,所以光在B点折射出玻璃砖,D错误。

9.BD　解析 由题意可得,光线的光路如图所示,根据几何关系可知,光线从OA、OB射入的入射角为α=45°,设其折射角为β,有=n,解得β=30°,因为sin C=,则C=45°,由几何关系可知,离A、B两处越近的光线经折射后的入射角越大,当恰好发生全反射时,设其在弧AB上的法线与OA夹角为θ,则有θ=180°-β-C-90°=15°,则弧AD的长度为πR,弧DC的长度为πR,根据对称性可知,弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶2,A错误,B正确;换成折射率大一些的扇形透明体,全反射的临界角和折射角都变小,角度θ变大,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变大,C错误;将紫光换成红光,折射率变小,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小,D正确。

10.答案 1.5

解析 因为当sin i=时,恰好没有光线从AB边射出,可知此时光线在E点发生全反射,设临界角为α,则sin α=

由几何关系可知,光线在D点的折射角为r=-2α

又有=n

联立可得n=1.5。