234，2024年高考物理小专题精选题特训：光

这是一份234，2024年高考物理小专题精选题特训：光，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波
2．关于图所示情景，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中水里的气泡看起来很亮主要是因为光的折射
B．乙图中的条纹是光的衍射形成的，这一原理可以用来检测空气层的厚度
C．丙图中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的，这一原理可以用于相机镜头使照片更加清晰
D．丁图中的条纹是双缝干涉形成的，双缝干涉实验可以用于测量光的波长
3．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示，选用缝间距为0.2mm的双缝。从仪器注明的规格可知，屏与双缝间的距离为700mm。接通电源使光源正常工作，可得某单色光两个相邻亮条纹间的距离为2.31mm，则该单色光的波长为（ ）
A．B．
C．D．
4．如图所示，一束单色光从截面为以O为圆心、半径为R的圆形玻璃砖OAB的M点沿纸面射入，当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面AB发生全反射；当时，光线从玻璃砖圆形表面的B点射出，且从B点射出的光线与从M点射入的光线平行。该试卷源自 每日更新，提供24小时找卷服务，全网性价比高。 则玻璃砖的折射率为（ ）
A．B．C．1.5D．2
5．若实心玻璃管长40cm，宽4cm，玻璃的折射率为，光从管的左端正中心射入，则光最多可以在管中全反射几次（ ）
A．5B．6C．7D．8
6．图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的
B．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹
C．若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷
D．若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷
二、多选题
7．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如右图所示。光线a沿半径方向入射玻璃砖光线b与光线a平行，两束光线之间的距离设为x，已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，折射率为，光在真空中的速度为c，不考虑反射光线。下列关于光线b的说法正确的是（ ）
A．当时，光可以进入内圆
B．当时，光线从外圆射出的折射角为45°
C．当时，光线从外圆射出的折射角为45°
D．当时，光从内圆通过的时间为
8．如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为3m，A位置离水面的高度为2m。训练员将小球向左水平抛出，不计空气阻力，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。已知水的折射率，；则（ ）
A．tanθ的值为
B．tanθ的值为
C．B位置到水面的距离为
D．B位置到水面的距离为
9．如图所示，为一直角三棱镜的横截面，BC面涂有反光膜，， ，垂足M与B点的距离为L。与AC平行的一光线PM从M点射入三棱镜，经BC反射后的光线射到CA上的E点（图中未画出）。三棱镜对该光线的折射率，光在真空中的传播速度大小为c。下列说法正确的是（ ）
A．该光线射到E点时不会发生全反射
B．该光线射到E点时会发生全反射
C．该光线从M点传播到E点的时间为
D．该光线从M点传播到E点的时间为
10．如图所示，某圆柱形玻璃的横截面圆心为O、半径为R。一束由1、2两种单色光组成的复色光从横截面所在平面内射向M点，入射光线与OM的夹角，在M点折射后进入玻璃内部，分别射到横截面上的N、P两点，，。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）

A．玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为
B．适当减小入射角，光线2可能在玻璃中发生全反射
C．1、2两束光线在玻璃中传播的时间差为
D．1、2两束光线射出后相互平行
三、实验题
11．某实验小组用插针法测定玻璃砖的折射率，请按要求完成以下问题。
（1）把玻璃砖放在坐标纸上，描出玻璃砖的两个边ab和cd。拿走玻璃砖后在ab的一侧画一直线作为入射光线，并画出对应的法线。
（2）把玻璃砖重新放在坐标纸上，使玻璃砖与ab、cd重合，在入射光线上竖直插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并竖直插上大头针P3，使其挡住P2和P1的像；接着竖直插上大头针P4，使其挡住 。
（3）移去大头针和玻璃砖，用“·”表示大头针的位置，如图所示。请在图中补画出该次实验光线的径迹 。
（4）利用所得光路图和坐标纸可测出该玻璃的折射率为 。（结果保留2位有效数字）
四、解答题
12．在一水池底部水平放置一条长为1m的细灯带，灯带能够发出红光，水对红光的折射率，细灯带到水面的竖直高度为1m，已知光在真空中的速度为，不考虑水面对光线的反射。
（1）求能够射出水面的光线在水中传播的最短时间；
（2）计算水面上产生光斑的面积。
13．如图所示，截面是扇形的玻璃砖放在水平面上，扇形的半径为R，，面涂有反射层，一束单色光竖直向下照射在面上的C点，折射光线照射在面的D点，反射光线照射在弧面的中点E，与平行，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）该单色光从C点传播到E点所用的时间。
14．真空中某三棱镜的截面为如图所示的直角三角形ABC，一束平行于AC边的光线从AB边的中点E射入三棱镜，在AC边发生全反射后，恰好垂直BC边从F点射出。已知，光在真空中的传播速度为c，求：
（ⅰ）三棱镜的折射率n；
（ⅱ）光在三棱镜内部的传播时间t。
15．如图所示，在“测量玻璃砖折射率”的实验中，某同学发现当光以入射角从空气射入截面为矩形玻璃砖时，下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移恰好等于。已知玻璃砖厚度为L，已知光在空气中传播速度为c。求：
（1）玻璃砖折射率；
（2）光在玻璃砖中传播的时间。
参考答案：
1．C
【详解】A．根据发生明显衍射的条件可知，在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越长，衍射现象越明显。故A错误；
B．根据
可知，若仅将入射光由绿光改为红光，则入射光的波长变大，干涉条纹间距变宽。故B错误；
C．光导纤维是利用全反射原理制成的，根据发生全反射的条件可知，光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射。故C正确；
D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种横波。故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．甲图中水里的气泡看起来很亮主要是因为光的全反射，故A错误；
B．乙图中的条纹是光的干涉形成的，这一原理可以用来检测空气层的厚度，故B错误；
C．丙图中肥皂膜上的条纹是由于光的干涉形成的，这一原理可以用于相机镜头使照片更加清晰，故C错误；
D．丁图中的条纹是双缝干涉形成的，双缝干涉实验可以用于测量光的波长，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】根据
得
故选B。
4．B
【详解】设，当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，此时有
当，光线从玻璃砖圆形表面B点射出，光线的光路如图所示
由几何关系得
在中，有
在M点，由折射定律得
解得
，
故选B。
5．B
【详解】入射角越大，折射角越大，光在管中全反射次数越多。当光线在玻璃管射出空气，刚好发生全反射时，如图所示
根据临界角公式可得
可得
则最大折射角为
发生第一次全反射时，光沿玻璃管中心前进距离为
第二次全反射时，光沿玻璃管中心前进距离
以后每次全反射光沿玻璃管中心前进距离都为；所以光最多可以在管中全反射次数为
故选B。
6．D
【详解】A．根据薄膜干涉的产生条件可知，图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的，而不是A的上表面反射光，故A错误；
B．空气层厚度相同的地方，两列光波的光程差相同，当A、B之间某处距离的两倍为入射光的半波长奇数倍时，根据叠加原理可知对应条纹是暗条纹，故B错误；
C．空气层干涉是等厚干涉，即同一条纹处空气膜的厚度相同；从图乙中弯曲的条纹可知，检查平面弯曲处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，弯曲处是凸的，故C错误；
D．由图丙可知，检查平面的条纹位置偏左，即左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，所以该条纹处是凹的，该条纹与其他的条纹平行，可知被检查表面上有沟状凹陷，故D正确；
故选D。
7．CD
【详解】AB．当x＝R时，光路如图所示
由几何关系可知
i＝30°，
根据折射定律有
由正弦定理得
解得
α＝45°
光线在内圆界面上的入射角为45°，刚好发生全反射，无法进入内圆。由对称性及折射定律得，光线从外圆射出的折射角为30°。故AB错误；
C．当折射光线恰好与内圆相切时，做出光路图如下图所示
根据几何关系可得
，
根据折射率公式有
代入数据得
因此当时，光线从外圆射出的入射角与光线从外圆射入的折射角相等，所以光线从外圆射出的折射角为45°。故C正确；
D．当时，光路如图所示
由几何关系可知
根据折射定律有
由正弦定理得
解得
再根据折射定律求得，根据对称性，光从内圆通过的距离为
则光从内圆通过的时间为
故D正确。
故选CD。
8．AD
【详解】AB．由平抛运动的规律可知
解得
故A正确，B错误；
CD．由可知
从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为
则由折射定律可知
解得
由几何关系可知
解得
故C错误，D正确
故选AD。
9．BD
【详解】AB．作出光路如图所示
由几何关系可知，该光线在M点的入射角
设该光线在M点的折射角为r，则有
解得
设临界角为，则有
解得
由几何关系可知，该光线在E点的入射角
由于
即有
所以该光线射到E点时会发生全反射，A错误，B正确；
CD．根据上述由几何关系可知
，
该光线从M点传播到E点的时间
又由于
解得
C错误，D正确。
故选BD。
10．AC
【详解】A．由几何得，，所以
所以玻璃对1、2两种单色光的折射率之比为
故A正确；
B．因为，所以由光路可逆可知，光线2不可能在玻璃中发生全反射，故B错误；
C．由，所以光线1在玻璃中传播的时间为
光线2在玻璃中传播的时间为
所以它们的时间差为
故C正确。
D．由光路可逆可得，光线1射出玻璃的光线与ON夹角为60°，光线2射出玻璃的光线与OP夹角为60°，由于ON与OP不平行，所以它们的出射光线不平行，D错误。
故选AC。
11． 和的像 1.6/1.5/1.4/1.7/1.8
【详解】（2）[1]第四枚大头针P4要挡住和的像。
（3）[2]实验光线的径迹如图所示。
（4）[3]根据光路图和坐标纸，入射角的正弦值为
折射角的正弦值为
该玻璃的折射率为
12．（1）；（2）
【详解】（1）垂直水面射出的光线在水中传播时间最短

可得

（2）如图1所示，由全反射规律可知
产生光斑如图2所示，矩形面积
两半圆面积和
13．（1）；（2）
【详解】延长入射光线交OB于F点，如图
由于与平行，且CD和ED与竖直方向夹角相等，则
由几何关系，光的入射角为，则
故光的折射角为，则玻璃砖对该单色光的折射率为
（2）为正三角形，则OCED为菱形，则
得
即光在玻璃砖中的路程为
光在玻璃砖中的速度为
单色光从C点传播到E点所用的时间为
14．（ⅰ）；（ⅱ）
【详解】（ⅰ）作出的光路图如图所示，设光线在点的人射角为，折射角为，有
解得
（ⅱ）光线在点发生全反射，根据几何关系有
解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）过B点作垂直于入射光线延长线的垂线，以此构建,如图所示：
要求侧移d（即），因为
所以与全等。则
把和代入可得
（2）光在玻璃中传播的速度
光在玻璃中传播的时间