云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-21光学（基础题）

云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-21光学（基础题）

一、多选题

1．（2022·云南昆明·统考一模）下列说法正确的是（　　）

A．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射

B．物体做受迫振动达到稳定后，其振动的频率等于驱动力的频率

C．当光从光密介质射入光疏介质时，可能出现反射光线消失，只剩折射光线的现象

D．用超声波被血流反射回来其频率发生变化测量血流速度，是多普勒效应的应用

E．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹

2．（2022·云南昆明·统考一模）下列说法中正确的是（    ）

A．所有的波均能发生偏振现象

B．一质点做周期为T的简谐运动，时刻与t时刻的位移大小一定相等

C．一质点做简谐运动，在四分之一周期内，其路程可能大于振幅

D．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

E．两列波发生干涉，振动加强区的质点的位移总是大于振动减弱区的质点的位移

3．（2021·云南昆明·统考二模）用同一双缝干涉实验装置做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹分别如图甲、图乙所示。下列说法正确的是___________。

A．甲光的频率比乙光的高

B．甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度

C．对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率

D．从同种介质射向空气，甲光发生全反射的临界角甲乙小于乙光

E．遇到同一障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象

4．（2021·云南·统考一模）下列说法正确的是（　　）

A．机械波传播时，质点振动的方向总是垂直于波的传播方向

B．单色光从空气进入水中，其波速变小，频率不变

C．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率

D．交通警察从警车上向远离警车的车辆发射超声波，交警接收到的反射波频率变低

E．光学仪器镜头上的增透膜是利用光的衍射原理使透射光加强

5．（2020·云南·统考二模）下列说法中正确的是____________。

A．两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现干涉现象

B．机械波在传播过程中，沿传播方向上，在任何相等时间内，传播相同的距离

C．光波在介质中传播的速度与光的频率有关

D．狭义相对论认为：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同

E．紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距

6．（2020·云南·统考二模）对于光的认识，下列说法正确的是_______。

A．光的干涉现象能说明光是一种波

B．光的偏振现象能说明光是横波

C．光不容易观察到衍射现象是因为光的速度太大

D．绿光与红光在玻璃中的传播速度不同

E．玻璃对绿光和红光的折射率相同

7．（2020·云南昆明·统考一模）下列说法正确的是_________（填正确答案标号）

A．天空中看到的彩虹是光的干涉现象形成的

B．偏振现象说明光是一种横波

C．光从空气射入水中时，光的频率保持不变

D．光学仪器镜头上的增透膜利用光的衍射原理

E．在水中红光比蓝光传播得更快

二、解答题

8．（2021·云南·统考一模）为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔。假定坦克壁厚20cm，孔左右两边的距离为30cm。孔内安装一玻璃，厚度与坦克壁厚相同，ABCD为玻璃的截面，如图所示。用一束激光从A点与水平方向成37°射入玻璃，恰好从CD边中点射出，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求:

（1）玻璃的折射率

（2）坦克内的人从AB中点向外观察能看到的外界角度范围。

9．（2021·云南·统考二模）如图所示，ABCD 为玻璃砖的横截面，AB面与 CD 面平行，∠C=70°， ∠D=50°。一条光线从AD 面射入玻璃砖，进入玻璃砖后沿直线射到 BC面，从 BC面射出。若射入AD面的光线与AD面成 30°角，射出 BC面的光线与 BC面也成 30°角，求该玻璃砖的折射率。

10．（2020·云南昆明·统考一模）下图中的半圆表示一半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，O为其圆心。一平行于平面的细光束从D点平行于边射入玻璃砖后到达C点，D到的距离为。

(1)求该玻璃砖的折射率；

(2)现使该细光束绕D点在平面内沿顺时针方向缓慢转动，直到从D点射入玻璃砖到达面的光线刚要从AC面射出，求此时入射角i的正弦值。

11．（2020·云南·统考二模）如图所示是一透明的折射率为n=的圆柱体，其半径R=10cm，O点为圆心，AB为其中的一直径，今有一束平行光沿平行于AB方向射向圆柱体，已知真空中光速为c=3.0×108m/s。

(1)求光在圆柱体中的传播速度；

(2)假如在该平行光中有一光线经圆柱体折射后刚好到达B点，则该光线在圆柱体中的传播时间为多少？

12．（2020·云南·统考模拟预测）如图所示，等腰三角形ABC为一透明材料做成的三棱镜的横截面示意图，，AC边长为，M、N分别为AC、BC的中点。一平行AB的细光束从M点射入棱镜，经AB面反射一次后从N点射出，光在真空中的传播速度用表示，求光在透明材料内传播所用的时间。

13．（2020·云南曲靖·统考二模）如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边竖直，O为圆心，一纸面内的单色光束从玻璃砖的某一定点P点射入，入射角θ可以任意变化，现要求只考虑能从AB边折射的情况（不考虑从AB上反射后的情况），已知：α=60°，玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的速度为C，则求：

（1）光在玻璃砖中传播的最短距离时入射角θ为多少？

（2）光在玻璃砖中传播的最短时间t

参考答案：

1．ABD

【详解】A．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射，符合事实，故A正确；

B．物体做受迫振动达到稳定后，其振动的频率等于驱动力的频率，故B正确；

C．光从光密介质射入光疏介质时，任何时候反射光线都不会消失，当入射角大于临界角时，折射光线会消失，故C错误；

D．用超声波被血流反射回来其频率发生变化测量血流速度，利用了多普勒效应，故D正确；

E．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹，故E错误。

故选ABD。

2．BCD

【详解】A．并非所有的波都能发生偏振现象，比如纵波就不能发生偏振现象，故A错误；

B．一质点做周期为T的简谐运动，时刻与t时刻，即相差半个周期，位移大小一定相等，故B正确；

C．根据简谐运动的对称性知，一个周期内的路程一定是4倍振幅，但四分之一周期内的路程不一定是一个振幅，与物体的初始位置有关，如果初始位置在平衡位置附近，则路程可能大于振幅，故C正确；

D．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，在真空中自由传播时，与波的传播方向垂直，故D正确；

E．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大，故E错误；

故选BCD。

3．BCE

【详解】A．根据干涉条纹间距公式 ，可知，在相同的条件下，与成正比，甲光的条纹间距大，可知甲光的波长比乙光的波长大，则甲光的频率比乙光的低，故A错误；

B．甲光的波长长，甲光折射率小，在介质中传播速度大，即甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度，故B正确；

C．波长越长，在同一种介质中，折射率越小，所以甲光的折射率小于乙光的折射率，故C正确；

D．据全反射的临界角公式，可知，折射率越小，全反射的临界角越大，则甲光发生全反射的临界角甲乙大于乙光，故D错误；

E．在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象更明显，故遇到同一障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象，故E正确。

故选BCE。

4．BCD

【详解】A．纵波传播时，质点振动的方向沿着波的传播方向，故A错误；

B．单色光从空气进入水中，其波长变短，频率不变，波速变小，故B正确；

C．受迫振动的频率等于驱动力的频率，故C正确；

D．正在远离波源的障碍物反射回来的超声波，其频率低于从波源发射出去的超声波，故D正确；

E．光学仪器镜头上的增透膜是利用光的干涉使透射光加强的，故E错误。

故选BCD。

5．CDE

【详解】A．只有频率相同的两列机械横波相遇，在相遇区才会出现干涉现象，故A错误；

B．机械波的波速与介质有关，不同介质机械波的传播速度不同，则机械波在传播过程中通过两种不同的介质，沿传播方向上，在任何相等时间内，传播的距离不一定相同，故B错误；

C．光波在介质中传播的速度与光的频率有关，故C正确；

D．根据狭义相对论的基本原理可知：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同，故D正确；

E．根据知，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比；虽然红光的波长比紫光长，但由于实验条件不一定相同，所以紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距，故E正确。

故选CDE。

6．ABD

【详解】A．干涉是波特有的现象，则光的干涉现象能说明光是一种波，选项A正确；

B．光的偏振现象能说明光是横波，选项B正确；

C．光不容易观察到衍射现象是因为光的波长太小，选项C错误；

D．绿光与红光在玻璃中折射率不同，根据可知传播速度不同，选项D正确；

E．玻璃对绿光和红光的折射率不相同，选项E错误。

故选ABD。

7．BCE

【详解】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故A错误；

B．偏振是横波特有的现象，所以偏振现象说明光是一种横波，故B正确；

C．根据波传播的特点可知，光从空气射入水中时，光的频率保持不变。故C正确；

D．光学镜头上的增透膜是膜的前后表面反射光出现叠加，利用光的干涉现象，故D错误；

E．水对红色光的折射率小小于对蓝色光的折射率，由可知红色光在水中的速度大于蓝色光的速度，故E正确；

故选BCE。

8．（1）；（2）0~106°

【详解】（1）光线从A点射入时的折射角为

则

r=37°

在A点由光的折射定律可知

（2）坦克内的人从AB中点向外观察时，从边缘CD射入的光的折射角为37°，则入射角为53°，则能看到的外界角度范围0~106°。

9．

【详解】光路图如图所示，法线与AD交点为P，法线与BC交点为Q，两法线的交点为O。由题可知，光线从AD面的入射角与从BC面的出射角相等

θ= 60°  ①

所以

∠OPQ=∠OQP=a

由几何关系可得。

∠POQ= 120°③

可得

∠OPQ = 30°④

玻璃砖的折射率

⑤

解得

  ⑥

10．(1)；(2)

【详解】(1)设在D点处，细光束入射角为i折射角为γ，如图所示

由几何关系得

联立可得，

由折射定律得

代入角度得。

(2)设细光束在边界上的全反射临界角为C，则

联立解得。

11．(1)m/s；(2)1×10-9s

【详解】(1)光在该圆柱体中的传播速度为

m/s

(2)假设光线PC经折射后经过B点，光路图如图所示

假设入射角为，折射角为，则由折射定律有

又由几何关系有

解得

则有

所以

12．

【详解】光路图如图所示。

光在M点发生折射，据折射定律可得:

①

因入射光线平行于AB，故：

②

∠MPA=60°③

因M点位AC边中点，可得:

∠MOP=30°④

又:

r=∠MPA-∠MOP⑤

解得:

⑥

光在棱镜中传播的距离为:

s=a⑦

经历的时间:

⑧

⑨

解得:

⑩

13．（1）450（2）

【详解】（1）光在玻璃砖中传播的最短时折射光线水平，折射角r=900-600=300

由折射定律有：=n

解得：θ=450

（2）光在玻璃砖中传播的最短距离：x=Rcosr

解得：x=

光在玻璃砖中传播速度：v=

所以最短时间为：t=

解得：t=