期末复习冲刺04 光学 （培优提升+最新题型）-2023-2024学年高二物理下学期期末复习专题（人教版2019）

这是一份期末复习冲刺04 光学 （培优提升+最新题型）-2023-2024学年高二物理下学期期末复习专题（人教版2019），文件包含期末复习冲刺四光学培优提升+最新题型2023-2024学年高二物理人教版2019选择性必修第一册原卷版docx、期末复习冲刺四光学培优提升+最新题型2023-2024学年高二物理人教版2019选择性必修第一册解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
1．光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域，下列关于光学现象的说法，正确的是（ ）
A．如图甲使光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率小于外套的折射率
B．观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光是纵波
C．让激光束通过两个狭缝，可能观察到光屏上出现丙图且波长越大，条纹间距越大
D．在丁图中激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，则实验现象更明显
2．EUV光刻机是利用波长为13.5nm的极紫外光进行曝光来制造芯片。如图为EUV光刻机的简化原理图，为提高光刻机的光刻精度，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则加上浸没液体后，该极紫外光波（ ）
A．在浸没液体中的频率变为原来的1.5倍
B．在浸没液体中的波长变为9nm
C．光从真空区域进入浸没液体传播速度不变
D．在浸没液体中比在空气中更容易发生衍射
3．雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示为形成的光路图，一束太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的波长大于b光的波长
B．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
C．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D．在完全相同的条件下做双缝干涉实验，b光对应的干涉条纹间距较宽
4．如图甲所示是一圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网，当茶壶中盛有水时，观测者从侧边看到滤网的水下部分比水上部分粗一些，其部分光路如图乙所示。测得滤网水上部分直径 d₁=8.0cm、滤网的像直径 d₂=10.5cm、茶壶壁直径 d₃=20.0cm，忽略茶壶壁和滤网的厚度，可得茶水的折射率为（ ）
A．1.31B．1.52C．2.00D．2.50
5．真空中一透明体的截面如图所示，其中∠ABC=60°，∠BCD=90°，现有一束单色光从AB边的M点垂直射入透明体，恰好在BC边的中点处发生全反射后，从CD边射出透明体。已知BC=L，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．透明体对单色光的折射率为2
B．透明体对单色光的折射率为3
C．该单色光在透明体中的传播时间为7L6c
D．该单色光在透明体中的传播时间为6L5c
6．如图所示为一种嵌在地面下的彩灯简化示意图，横截面规格为6L×7L的透明介质中央竖线上有间隔均匀的7个灯槽，在灯槽4位置放入M灯珠，发出的光线恰好在透明材质的上表面边缘发生全反射。现准备将第二颗另一种颜色的N灯珠放入灯槽内，接通电源后，两灯珠发出的光线均能从材料上表面边缘射出。已知透明材料对M光的折射率是对N光折射率的0.8倍（不考虑光在介质中的多次反射），则下列安装方法可能满足条件的是（ ）
A．B．C．D．
7．地球大气层对光线的折射会使我们提前看到日出，称为蒙气差效应。地理老师制作了教具来演示这一效应，如图所示为教具中“地球”的北极俯视图，“地球”半径15cm，绕“地轴”逆时针自转周期为2min。折射率为43的“大气层”厚度为10cm，以平行光入射充当“太阳光”，则由于“大气层”的存在，“地球赤道”上的点相对于没有大气层将提前约多长时间看到“太阳光”（ ）
A．5sB．5．3sC．10sD．10．6s
8．如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为6R的正方形，棱镜高为2R，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为n=2，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A．4πR2B．83πR2
C．4−78πR2D．83+4−78πR2
二、多选题
9．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（ ）
A．Δx2小于Δx1
B．该矿泉水的折射率为Δx2Δx1
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为3λc
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹
10．光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长为AC=L，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角θ进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中传播速度为c，下列选项正确的（ ）
A．内芯相对于外套是光疏介质
B．sinθ=n2−1
C．光在玻璃丝中传播的速度为csinθ
D．光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为n2cL
11．在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面（z轴垂直纸面向外）。在介质I中的P（0，4λ）处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波。波传到介质Ⅱ中，其速度为2v，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，此时波源也恰好位于波峰。M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则（ ）
A．介质Ⅱ中波的频率为2vλB．S点的坐标为（0，−2λ）
C．入射波与反射波在M点相干减弱D．折射角α的正弦值sinα=352
12．如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率n=2，AC为一半径为R的14圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在B处有一点光源，只考虑首次从圆弧全反射与折射的光线。已知光速为c，则下列说法中正确的是（ ）
A．光线从B点到达D点的最短时间为2cR
B．从D点观察，看到B处点光源的像比实际位置更靠近AC面
C．从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长有πR6
D．点光源经圆弧AC全反射射到AB边，AB边被照亮部分长度为2Rtan15°
三、实验题
13．(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，图1中的a、b、c三个位置对应的器材为 ；
A．a是滤光片、b是单缝、c是双缝
B．a是单缝、b是双缝、c是滤光片
C．a是双缝、b是单缝、c是滤光片
(2)可以从测量头内看到的图像是 ；
A．B．C．
(3)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列实验采用了类似方法的有 。
A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量
14．在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是 。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．选择的入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
（2）甲同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O和O′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm，由此可得出玻璃的折射率n= 。
（3）乙同学纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图所示。则他测得的折射率比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
四、解答题
15．为取得良好的保温效果，一窗户安装了双层平行玻璃，如图所示，双层玻璃由厚度均为4a的单层玻璃组成，两玻璃板平行且中间有干燥的空气，宽度也为4a，一细束光从窗外射入室内，入射光与玻璃面的夹角α=37°，经第一次折射后传播方向改变的角度Δθ=16°，光在真空中传播的速度为c，取sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）该玻璃的折射率n；
（2）该束光通过窗户所用的时间t。
16．在河中用鱼叉捕鱼时，渔民们都知道不能直接向看到鱼的方向掷出鱼叉。如图所示，渔民的眼睛距河面1.5米，一条鱼在水面下2米，渔民看到这条鱼在视线与水面成37°的方向上。已知真空中光速为c，水的折射率为n=43，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求光在水中的传播速度；
（2）求鱼距渔民眼睛的实际水平距离；
（3）假设鱼叉掷出后做直线运动，渔民掷出鱼叉的方向应与水面成多少度角?
17．如图，边长为a的等边三角形ABC是一中空玻璃棱镜的横截面，中空部分是圆心在三角形垂心O处、半径为612a的圆。让一束激光从AB边的D点以45°的入射角射入棱镜，光线恰能沿平行于BC边的直线，经O点后从AC边射出。
（1）求玻璃的折射率n；
（2）若保持入射角45°不变，使入射点沿AB边向A点缓慢移动，当入射点移至E点（图中未画出）时，恰好没有光线进入中空部分，最终光从玻璃棱镜的边界上的I点射出（图中未画出）。请在答题卡上规范画出光在玻璃棱镜中传播的光路图，并求A、E两点间的距离x1和A、I两点间的距离x2。
18．如图所示，自左向右依次固定放置半径为R的半圆形玻璃砖ABC、平面镜BD和长方形玻璃砖DEFG，两玻璃砖材料相同。O为半圆形玻璃砖的圆心，OA⊥BC,OA∥BD，BC∥DG∥EF,BD=DE=R。一束光从A点射入，光束与OA夹角为45°，光线经折射后从OB上P点射出，OP=33R，然后再经过平面镜反射进入长方形玻璃砖并从长方形玻璃砖右侧射出。不考虑光在玻璃砖界面的反射，真空中光速为c。求：
（1）半圆形玻璃砖的折射率；
（2）光从长方形玻璃砖右侧EF表面射出的位置；
（3）光从A点进入半圆形玻璃砖到从长方形玻璃砖右侧射出需要的时间。