2022届高考物理二轮专题复习：光学小题强化训练4 WORD版含答案.docx

1、光学小题强化训练4一、单选题1如图，等腰三角形为真空中竖直面内的棱镜横截面，其底边水平，P为过C点的竖直光屏。一束平行于边的光线射到边上D点，然后从边上F点（图中未画出）射出后在屏上产生光点。已知棱镜的折射率，真空中的光速为c，边只考虑一次反射，下列说法错误的是（）A无论等于多少，在玻璃中光传播时间相同B无论等于多少，从边射出的光彼此平行C当时，从射出的点距离C点距离为D当时，光线射到的时间为2如图所示，等腰三角形为一棱镜的横截面，。一细束单色光平行于底边从边上的D点（）射入棱镜，从边上的E点平行底边射出棱镜，且，已知光在真空中的传播速度为c。则（）A该棱镜的折射率为B该棱镜的折射率为1.5C

2、光在该棱镜中传播的速度大小为D光在该棱镜中传播的时间为3一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则（）A从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光B屏上有一亮区，其宽度大于AB边的长度C屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大4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

3、发生全反射；当入射角=60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与射光平行。已知真空中的光速为c，则（）A当入射角=60时，光在玻璃中的传播时间为B当入射角=60时，光在玻璃中的传播时间为COP之间的距离为RDOP之间的距离为R5如图，光导纤维由内芯和外套两部分组成，内芯折射率比外套的大，光在光导纤维中传播时，光在内芯和外套的界面上发生全反射。假设外套为空气，一束红光由光导纤维的一端射入内芯，红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射，经时间t1从另一端射出；另让一束绿光也从光导纤维的一端射入，绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射，经时间，t2从另一端射出。下列说法正确的是（）A内芯对红光的折射率

4、n1与对绿光的折射率n2之比为B内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为C红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为D红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为6如图所示，由单色光a、b组成的复色光束从某种均匀介质中射入空气中，被分成、两束光沿图示方向射出，其中光束只含单色光b，由此可知（）A在空气中，a的频率较小B在该介质中，a的波长较短，速度较大C若b能使某种金属发生光电效应，则a也能使这种金属发生光电效应D通过同一双缝干涉实验装置，a的条纹间距较大7在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97的倒立圆锥里，这是因为（）A水面上远处的

5、景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5C水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中8如图所示，水平固定放置折射率为的等腰三角形玻璃砖，底角为30。两束相同的激光在与底边中垂线对称的位置，垂直底边从空气射入玻璃砖，已知光在空气中的传播速度为c，则（）A光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为60B光从空气进入玻璃砖时，光子的动量变大C光在玻璃砖内的传播速度为D光从玻璃到空气的全反射临界角为30二、多选题9如图所示，玻璃三棱镜ABC

6、底边上有两个单色光源，产生的单色光a、b照射到AB边上的同一点D，经过棱镜折射后，沿同一方向射出，a光与b光相比较，下列说法正确的是（）Aa光的波长小于b光的波长Ba光的频率小于b光的频率C对于同一单缝装置，b光的衍射现象更明显D对于同一双缝装置，a光的干涉条纹间距较宽10我们有时候可以观察到太阳周围的明亮光晕圈，如图1所示。如图2所示，这种光学现象是由太阳光线在卷层云中的冰晶折射而产生的，该云层高度约5.5km。为了理解光晕现象，我们将问题简化为两维。如图3，i表示冰晶上的入射角，2表示为经过第一个界面的折射角，0表示为光线离开晶体的折射角，以及D表示为入射和出射光线之间的偏转角。假设冰晶可

7、以在二维上可以看成一个正六边形且不考虑其他的反射、折射。若仔细观察光晕，能看到内外有不同颜色，分别为红色和蓝色。则以下说法中正确的是（）A入射角i越大，则出射角D越小B入射角i越大，则出射角0越小C内侧为红色，外侧为蓝色D内侧为蓝色，外侧为红色11一透明介质的横截面为直角三角形，如图所示，一细束单色光从边上的点射入介质，经折射后的光线照到边的中点时恰好发生全反射。若，光在真空中传播的速度大小为，则（）A介质对该单色光的折射率为B介质对该单色光的折射率为C该单色光从点开始到第一次离开介质时所用的时间为D该单色光从点开始到第一次离开介质时所用的时间为12“道威棱镜”是一种用于光学图象翻转的仪器。如

8、图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，其横截面为底角的等腰梯形，为中点，为OA中点，光线1和光线2是两条与平行的光线，分别从和点入射棱镜，均在面上发生一次全反射后从面射出，其中光线1的出射点为中点（未画出），已知棱镜对两光线的折射率，光在真空中的传播速度为，则（）A光线1在棱镜中的传播速度为B光线1在棱镜中经过的路程长为C光线2在棱镜中的传播时间为D光线1从边射出点到边的距离为三、实验题13如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1

9、和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。（1）此后正确的操作步骤是_。A插上大头针P3，使P3挡住P2的像B插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C插上大头针P4，使P4挡住P3的像D插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_（填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n_（用代表线段长度的字母ED、FG表示）。14（1）在“测定玻璃的折射率”实验中某同学在画

10、玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：_（写出一点即可）。实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将_（选填“变大“不变”或“变小”）。（2）在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是_，挡住双缝中的一个缝后，看到的是_。A没有条纹的亮光B不等间距明暗相间条纹C等间距明暗相间条纹D稍暗些的等间距明暗相间条纹15做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况：（1）甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sinisinr图像如图甲所示，则

11、下列判定正确的是_A光线是从空气射入玻璃的B光线是从玻璃射入空气的C该玻璃的折射率约为0.67D该玻璃的折射率约为1.5（2）乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y0区域放入某介质（以x轴为界面），并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A（8cm，3cm）、B（1cm，4cm）、C（7cm，4cm），则：入射点O（图中未标出）的坐标为_；通过图中数据可以求得该介质的折射率n=_。16如图所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：（1）如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用_图样表示最合适；（2）如果将产生B图样的双缝

12、距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适；（3）如果将产生A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用_图样表示最合适；（4）如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用_图样表示最合适。四、解答题17如图所示，水平地面上放有一个装满折射率n=的透明液体的正方体透明容器（容器壁厚度不计），其底面ABCD是棱长为2R的正方形，在该正方形的中心处有一点光源S，已知真空中光速为c，不考虑反射光。（1）求光自S发出到从正方体的四个侧面（不包括顶面）射出所经历的最长时间；（2）点光源S可以沿着正方体的中轴线在竖直方向上缓慢移动，求移动过程中光能从正方体四个侧面上射出部分的总面积的最大值和此时

13、点光源移动的距离。18在空间站中的微重力环境下形成一个水球，在水球中心注入空气，水层内外两球面球心均在点O，如图所示。一束光从球外的A点以一定角度i射入球中，在内球面上恰好发生全反射。已知水的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，7.4，2.6。求：（1）光束的入射角i；（2）光束在水中的传播时间。19如图所示，ABDO为某玻璃材料的截面，ABO部分为直角三角形棱镜，OBD部分是半径为R的四分之一圆柱状玻璃，O点为圆心。一束单色光从P点与AB成30角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离O点。现将光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出

14、，Q点未画出。（1）求玻璃材料的折射率n；（2）求光束从Q点射出的方向与OQ连线夹角的正弦值。20如图所示，竖直圆形为某透镜的截面，O为圆心，AB为水平直径，CD为竖直直径。有甲、乙两单色光，分别从M、N两点沿水平方向射入透镜，M点到CD的距离为圆形半径的半。经透镜折射后，两单色光都从B点射出，测得两出射光线的夹角为134。已知sin37=0.6，cos37=0.8，求：（1）该透镜对甲、乙两单色光的折射率；（2）甲、乙两单色光在透镜中的传播时间比。参考答案：1C【来源】2021届浙江省新高考高三（上）创新卷物理试题（二）【解析】【分析】【详解】光路如图所示AB在D点，根据折射定律可得折射角为

15、30，在E点，入射角为60，在F点，入射角为30，则根据光路可逆，其折射角为60，出射时方向与BC平行。所以根据几何关系，有，所以光在棱镜中的光程为AB，即无论等于多少，在玻璃中光传播的路程不变，则时间也相同。AB正确，不符合题意；C当时，则C错误，符合题意；D当时，F到光屏的距离为光线射到的时间为D正确，不符合题意。故选C。2A【来源】天津市2021届高考物理临考练习十【解析】【分析】【详解】光路如图所示：AB由几何知识可知，平行，平行，则光束从D点射入时的入射角，折射角，由折射定律有故A正确、B错误；CD由公式解得故CD错误。故选A。3D【来源】山东省临沂市2020-2021学年高二（上）

16、期末质量检测物理试题【解析】【详解】A根据临界角公式得因为 ，所以光线在BC边发生全反射，不会有光线从BC边射出，A错误；BC玻璃砖ADC部分相当于一个平凸透镜，对光线有汇聚作用，屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，如图所示，BC错误；D当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，当光屏位于出射光线的焦点时，亮区最小，光屏继续远离玻璃砖，亮区又逐渐变大，D正确。故选D。4B【来源】2021届山东省泰安市高三（上）期末统考物理试题【解析】【详解】光路如图所示当入射角=60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与射光平行，所以出射点在O点正上方。设OP之间的距离为d，则垂直入射时有当入射角

17、=60时，有联立解得当入射角=60时，光在玻璃中的传播时间为解得故选B。5A【来源】2022年高考二轮复习人教版（2019）专题五 第19课时光学电磁波【解析】【详解】AB设光导纤维长为l，对红光而言红光通过光导纤维路程红光的光速为因此所用时间整理得同理绿光通过光导纤维所用时间因此A正确，B错误。CD红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比CD错误。故选 A。6C【来源】2021届高三物理二轮复习能力提升专题检测20 波粒二象性（二）【解析】【详解】A由于频率越大，发生全反射时，临界角越小，由于光束只含单色光b，说明a光发生了全反射，a光的临界角较小，因此频率较大，A错误；B

18、由于a光的临界角小，介质对a光的折射率大，而a光在介质中的传播速度较小，根据可知a的波长较短，B错误；C光子的能量，根据可知a光的光子能量较大，若b能使某种金属发生光电效应，则a也能使这种金属发生光电效应，C正确；D双缝干涉实验装置中，条纹间距由于a的波长较短，因此a的条纹间距较小，D错误。故选C。7B【来源】2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第四章 2全反射 基础过关练【解析】【详解】水面上方的所有景物出现在顶角为97的倒立圆锥里，这是由于水的全反射临界角为48.5，光由空中射入水中时，最大折射角为48.5，即水面以上的全部景物会全部进入水中，不能发生全反射，当光由水中射向空中时有可

19、能发生全反射现象，故B正确，ACD错误。故选B。8B【来源】2021届高三物理二轮复习能力提升专题检测25 几何光学（一）【解析】【详解】A光到达三角形的两侧边时，入射角为30，小于全反射的临界角，故在两侧边发生折射，由光的折射定律可得解得，光的反射角为60，由几何关系可得，光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为30，A错误；B光从空气进入玻璃砖时，光的速度变小，频率不变，由可得：光的波长变短，由光的动量公式可得：光子的动量变大；B正确；C根据介质的折射率与光速的关系可得解得：；C错误；D设光从玻璃到空气的全反射临界角为，则则光从玻璃到空气的全反射临界角为，D错误；故选B。9BD【来源】专题 0

20、5 光-2021-2022学年高二物理期末考试好题汇编（人教版2019）【解析】【分析】【详解】设a光与b光经折射的入射角和折射角分别为、，如图所示:A由折射定律可知因，则有，而波长越长的光折射率越小，则，故A错误；B由可知，因c一定，有，故B正确；C对于同一单缝衍射，波长越长的光衍射越明显，则a光的衍射现象更明显，故C错误；D对于同一双缝装置，由因可知，a光的干涉条纹间距较宽，故D正确。故选BD。10BD【来源】2022年高考物理一轮复习小题多维练（江苏专用）-专题66 光的折射 全反射【解析】【分析】由折射定律和红光和蓝光的折射率进行分析。【详解】A由光路可逆可知，入射角i越大，则出射角D

21、越大，选项A错误；B由折射定律可知，可知，入射角i越大，折射角越大，由几何关系可知，光射到出射界面的入射角越小，则出射角0越小，选项B正确；CD由于蓝光的折射率大于红光的折射率，因此偏折角大，故内侧为蓝光，选项C错误，D正确；故选BD。【点睛】本题主要考查了折射定律，解题关键在于利用折射定律分析出两个出射角与入射角的变化关系。11AD【来源】2021届山东省泰安市高三（下）三轮全真模拟物理试题【解析】【分析】【详解】AB作出光路如图所示：根据折射定律有设光线到达BC边时发生全反射的临界角为，有联立解得DE的长度为介质对该单色光的折射率为选项A正确，B错误；CD由可得因为D为AC边的中点，E为边

22、的中点，则DEAB，由几何关系可知，该光线在介质中传播的路程为该光线在介质中的传播速度大小为解得单色光从点开始到第一次离开介质时所用的时间选项C错误，D正确。故选AD。12AB【来源】2019-2021年辽宁省各地高考物理模拟考试试题专题13光 电磁波 波粒二象性【解析】【详解】A光线1和光线2在棱镜中的传播速度均为A正确；C如图所示为光线1和光线2的光路图由几何关系可知，光线2的入射角为45，由可解得折射角当光线2设到BC面上的F点时，由几何关系可得在中，由正弦定理可得由题意可得解得由几何关系可得所以可得R为CQ的中点，与相似可得解得在中，由正弦定理可得解得故光线2在棱镜中的传播时间为代入数

23、据解得C错误；B由对称性可知，光线1在棱镜中经过的路程长为B正确；D光线1从边射出点到边的距离为D错误。故选AB。13 BD 丙 【来源】2022届辽宁省实验中学、东北育才学校、鞍山一中、大连八中、大连二十四中五校联考高三（上）期末联考物理试题【解析】【分析】【详解】（1）1此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，B、D正确。（2）2能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙。3根据折射定律14 用手直接触摸玻璃砖的光学面，用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 不变 C B【来源】【新东方】高中物理20

24、210429003【2020】【高二下】【解析】【详解】（1）1该同学在画玻璃砖边界时用手直接触摸玻璃砖的光学面，容易使光学面变脏变污，影响实验结果；另外，该同学用玻璃砖代替直尺画边界线，由于玻璃砖比较厚，会使所画边界相对玻璃砖的实际位置有所偏移。2由于玻璃砖的上下表面分别与所画边界平行，根据折射定律和几何关系可知玻璃砖平移后，实际的折射光线与玻璃砖未平移时的折射光线平行，因而对所测折射角无影响，则测得玻璃的折射率将不变。（2）3 在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是等间距明暗相间条纹，故选C。4 挡住双缝中的一个缝后，看到的将是单缝衍射图样，即不等间距明暗相间条

25、纹，故选B。15AD （4cm，0） 【来源】辽宁省沈阳市第二中学2020-2021学年高二（下）第一次阶段测试物理试题【解析】【分析】【详解】(1)1AB因为入射角大于折射角，所以光线由空气进入玻璃。A正确，B错误；CD根据折射定律得C错误，D正确。故选AD。(2) 2入射光线与反射光线关于法线对称，所以B点在入射光线上，C点在反射光线上，入射点坐标为（4cm，0）。3入射角的正弦值为折射角的正弦值为根据折射定律得16 C D C C【来源】第四章 第3,4节 光的干涉 实验：用双缝干涉测量光的波长 进阶拓展 人教版（2019）选择性必修第一册 分层作业【解析】【分析】【详解】（1）1光源由

26、红光换成紫光时，变小，根据公式可知，相应x也变小，故选C；（2）2双缝距离d减小时，x变大，故选D；（3）3双缝到屏的距离l变小，得到的图样的x变小，故选C；（4）4将装置从空气移入水中时，波长减小，x也减小，故选C。17（1）；（2）16R2， R【来源】2021届重庆市第一中学高三（下）第三次适应性复习物理试题【解析】【详解】（1）光从光源S发出到从四个侧面射出经历的最长时间为恰好在侧面发生全反射的情形，设此时入射角为，则有代入解得即=45则经历最长时间的光在透明材料内经过的路径长度设经历最长时间的光在介质中的传播时间为t，则L=vt， 解得（2）考虑光到达任意一个侧面并恰好发生全反射的情

27、况，分析可知，当光源向上移动的距离为R时，半径为R的圆恰好与正方体构成内切圆，可知产生光可以从任意点射出，此时光能从正方体四个侧面上射出部分的总面积的最大，为四个侧面面积的和，所以答：（1）光自S发出到从正方体的四个侧面射出所经历的最长时间为；（2）点光源S可以沿着正方体的中轴线在竖直方向上缓慢移动，移动过程中光能从正方体四个侧面上射出部分的总面积的最大值为16R2，此时点光源移动的距离为R。18（1）；（2）【来源】2022届山东省滨州市高三（上）期末物理试题【解析】【详解】做出光路图如下所示光在内球面上发生全反射则对有得光在外球面折射得所以i=30（2）设光从A到B的距离为s，则光束在水中

28、的传播时间带入计算可得19（1）；（2）【来源】2022届云南省昆明市第一中学高三（上）第五次复习检测理综物理试题【解析】【详解】（1）如图所示光线从AB界面的P点进入玻璃棱镜，根据几何关系，可得入射角由于法线OP与AB垂直，所以折射角根据得折射率（2）如图所示当光线转至水平方向入射，入射角大小仍为，由折射定律同理可知，折射角折射光线交OD边于F点，由题已知，PCAO，得在OD边界上的入射角为由于发生全反射的临界角为C，比较即可知在OD界面发生全反射，已知，由几何关系得在三角形OFQ中，由正弦定理再由折射定律得20（1），1.6；（2）75：64【来源】2022届内蒙古自治区包头市包钢第一中学高三（下）一模检测（A）物理试题【解析】【详解】光路图如图所示：（1）由几何关系有由折射定律得，透镜对甲光的折射率同理由几何关系有由折射定律得，透镜对乙光的折射率（2）甲光在透镜中的传播速度由几何关系有甲光在透镜中的传播时间乙光在透镜中的传播速度由几何关系有乙光在透镜中的传播时间得