2021届全国高三高考物理第二轮专题练习之光学(新人教)

2021年高三二轮复习讲练测之讲案【新课标版物理】专题16 光学电磁波相对论考向01光的折射全反射1.讲高考（1）考纲要求理解折射率的概念，把握光的折射定律；把握全反射的条件，会进行有关简洁的计算．（2）命题规律分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应留意与实际应用的联系，作出正确的光路图，可能毁灭计算题和作图题。

案例1．【2022·新课标全国卷Ⅰ】一个半圆形玻璃砖，某横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。

O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为2n=.（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距32R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置案例2．【2022·四川卷】如图所示，口径较大、布满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则（）A．小球必需位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大案例3．（2021·福建卷）一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。

下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分别成两束单色光的是（）2.讲基础(1)折射现象①折射定律：n=21sinsinθθ．②在光的折射现象中，光路是可逆的．③折射率：定义式：21sinsinθθ=n；计算公式：vcn=，由于v<c，所以任何介质的折射率都大于1。

④当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．（2）全反射现象①条件：（a）光从光密介质射入光疏介质；（b）入射角大于或等于临界角。

②现象：折射光完全消逝，只剩下反射光．③临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，nC1sin=（3）光的色散①光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．②光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列．③光的色散现象说明：白光为复色光；同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢．3.讲典例案例1．（多选）【2022·银川一中2022届高三月考】如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（）A．用同一双缝干涉试验装置分别以a、b光做试验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射试验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消逝的是a光F．a比b更简洁发生衍射现象【趁热打铁】（多选）【2022·浙江衢州二中高三下期第三次综合练习】如图所示，S是红光与蓝光的固定的复色光源，发出一条细光束沿横截面为半圆形透亮圆柱体圆心O的方向射入，经圆柱后打在光屏上的P 点。

2021届高考物理二轮复习计算题精解训练（11）光学1.在真空中有一个质地均匀的半圆柱形透明物体横截面如图所示，O点为半圆截面的圆心，AB为其直径，且直径等于d。

细激光束在真空中沿平行于AB的直线CD传插，在D点经折射进入透明物体，而后直接从B点射出。

已知在D点发生折射时的折射角为30°，光在真空中传播的速度为c。

求:（i）透明物体的折射率；（ii）细激光束在透明物体中传输的时间。

2.如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成，半圆的直径为d，正三角形的边长也为d，一束单色光从AB边的中点D垂直于BC射入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半圆的圆心O，光在真空中的传播速度为c，求：①光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光的反射）.②人射光线的方向不变，将光在AB面上的入射点下移，使折射光线刚好能照射到圆的底部，入射点沿AB移动的距离为多少？这时光束在圆的底部经玻璃砖折射后的折射角为多少？3.如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO 为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面。

现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的3c，不考虑光在玻璃中的多次反射。

（i ）求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例； （ii ）从距 O 点正上方2R的 B 点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴OO '上的 D 点（图中未画出），求光从 B 点传播到 D 点的时间。

4.如图，ABC ∆是一直角三棱镜的横截面，90A ∠=，60B ∠=，一细光束从BC 边的 D 点折射后，射到AC 边的 E 点，发生全反射后经AB 边的 F 点射出.EG 垂直于AC 交BC 于 G ， D 恰好是CG 的中点.不计多次反射.（i ）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；（ii ）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？5.反光膜是一种广泛用于道路交通标志的材料，基本结构如图所示。

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练专题十七 光学 A 卷1.以下说法中正确的是( )A.对于同一障碍物,波长越长的光越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象C.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射2.某种单色光在两种透明介质中传播,射入真空时,发生全反射的临界角分别为12C C 、,且12C C >,由此可知这两种介质的折射率12n n 、及光在这两种介质中的传播速度12v v 、的大小关系是( ) A.1212,n n v v >> B.1212,n n v v <>C.1212,n n v v <<D.1212,n n v v <>3.下列说法正确的是( ) A.海市蜃楼是光发生干涉的结果B.照相机镜头的增透膜,应用了光的衍射原理C.用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象,中央条纹是红色的D.肥皂膜上看到的彩色条纹是膜内、外表面的反射光干涉的结果 4.关于光的现象,下列说法正确的是( )A.某单色光从真空射入普通玻璃,光线传播速度将增大B.用光导纤维传输信号,应用了全反射原理C.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象D.在镜头前加装一个偏振片可以增强入射光的强度5.直线12P P 过均匀玻璃球球心O ,细光束a b 、平行于12P P 且关于12P P 对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示.a 光与b 光相比( )A.a光的频率比b光的小B.玻璃对a光的折射率较大C.b光在玻璃中的传播速度较大D.用同一衍射实验装置做实验,a光的衍射条纹宽度相等且比b光的宽6.光导纤维由很细的内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯和外套的界面发生全反射,如图所示.为了研究简单,现设外套为空气,内芯的折射率为n,一束光线由空气射入内芯,在内芯与空气的界面恰好发生全反射.若在真空中的光速为c,则光线通过长为L的光导纤维所用的时间为( )A.LcB.nLcC.2n LcD.Lnc7.如图所示为双缝干涉的实验示意图,光源发出的光经滤光片成为单色光,然后通过单缝和双缝,在光屏上出现明暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间距变大,在保证其他条件不变的情况下,下列做法正确的是( )A.增大双缝的间距B.将光屏移近双缝C.将光源向双缝移动一小段距离D.更换滤光片,改用波长更长的单色光8.如图所示,一束复色光从空气中射入水中,分成两束单色光a和b,则下列说法中正确的是( )A.在水中,a 光的频率大于b 光的频率B.在水中,a 光的传播速度大于b 光的传播速度C.在水中,a 光的波长大于b 光的波长D.若a 光照射到某金属上能发生光电效应,则b 光照射到该金属上也一定能发生光电效应 9.如图所示的双缝干涉实验,用一束绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )A.增大双缝1S 与2S 的间距B.减小双缝到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光10.激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。

几何光学专题一、单选题1．如图所示，由红、紫两种单色光组成的一束复色光由空气射入玻璃，折射后分成了光束a 和光束b ，下列说法正确的是（ ）A ．a 是红光，b 是紫光B ．a 光的频率大于b 光的频率C ．在真空中a 光的传播速度小于b 光的传播速度D ．在真空中a 光的波长等于b 光的波长2．一柱状容器的高为3l ，底面是边长为2l 的正方形，容器内装满某种透明液体。

过容器中心轴DD '、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。

容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。

在剖面图的左下角处有一点光源，其发出的红光经过容器内部相应光路后有两束相互垂直的光从液体上表面的D 点射出，则（ ）A 53B ．红光在透明液体中的传播速度为0.6cC ．红光从空气到透明液体的临界角为37︒D ．将红光改为紫光后从D 点射出的两束光夹角为锐角3．透明半球体的截面如图所示，O 点为半球的球心，虚线OO'表示光轴（过球心O 与半球底面垂直的直线）。

已知半球体的半径为R ，距光轴2R 的一条光线垂直入射到半球体的底面上，经球面折射后与光轴的交点到球心O 3R （不考虑被半球体的内表面反射后的光线），则该透明半球体的折射率为（ ）A 3B 2C ．3D ．24．两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，光路如图所示，下列说法正确的是（）A．单色光1的频率比2低B．射出后的两束单色光平行C．在玻璃中单色光1的波长比2长D．在玻璃中单色光1的传播速度比2大5．如图，三角形ABC为某种透明均匀介质制成的直角三棱镜的横截面，∠A＝30°，BC边长为d，一束包含a、b两种单色光的细光束平行与AC边照射到AB边的某点，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光，a单色光经面AC反射后垂直于BC边中点射出。

光在真空中传播速度为c。

下列结论不正确的是（）A．在该介质中。

单色光a的传播速度比单色光b的传播速度大B．单色光a在介质中发生全反射的临界角为C，且3 sin3CC．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置。

最新高考物理二轮热点专题训练----《光学》一选择题1．(多选)下列说法正确的是()A．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大C．水中的气泡，看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射D．全息照相主要是利用了光的衍射现象E．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象【答案】ABE【解析】景物的光斜射到水面上，会发生折射现象，进入水中的光线会靠近法线，水中的鱼逆着光的方向看景物形成的像会比物体的实际位置高，A正确．光在光纤内芯传播时，会在内芯和外壳的界面处发生全反射，所以内芯的折射率比外壳的大，B正确．水中的气泡看起来特别明亮是因为光线从水射入气泡时发生全反射的缘故，C错误．全息照相是利用了光的干涉现象，D错误．海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的全反射而产生的，E正确．2.如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合.一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上.使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动.在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是()第 1 页共 14 页第 2 页 共 14 页A.折射光斑在弧形屏上沿C →F →B 方向移动B.折射光斑的亮度逐渐变暗C.折射角一定大于反射角D.反射光线转过的角度为θE.当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线.则此玻璃砖的折射率n ＝2【答案】BCE【解析】画出光路图易知，折射光斑在弧形屏上沿C →D 方向移动，选项A 错误；随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，选项B 正确；根据0°<θ<90°及折射定律可知，在玻璃砖转动过程中，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，则折射角一定大于反射角，选项C 正确；根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过θ角，则反射光线转过2θ角，选项D 错误；当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线，恰好发生了全反射，则临界角C ＝45°，由临界角公式sin C ＝1n，解得折射率n ＝2，选项E 正确.3.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a 、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡，A 为入射点，之后a 、b 色光分别从C 点、D 点射向介质，如图所示.已知A 点的入射角为30°，a 色光的偏向角为45°(C 点出射光线与A 点入射光线的夹角)，CD 弧所对的圆心角为3°，则下列结论正确的是( )A.b 色光的偏向角为42°B.介质对a 色光的折射率n a ＝3C.在介质中，a 光的频率小于b 光的频率第 3 页 共 14 页D.b 色光从介质射向空气的临界角正弦sin C ＝12sin51°E.若用a 、b 两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距x a < x b【答案】ADE【解析】光线在A 点的入射角为i ，折射角分别为r a 、r b .由a 色光的偏向角为45°，而偏向角θa ＝2(r a －i )，得r a ＝52.5°，由几何知识得：AC 弧所对的圆心角为180°－2×52.5°＝75°，CD 弧所对的圆心角为3°，则AD 弧所对的圆心角为78°，故r b ＝180°－78°2＝51°，b 色光的偏向角为θb ＝2(r b －i )＝42°，故A 正确.介质对a 色光的折射率 n a ＝sin r a sin i ＝sin 52.5°sin 30°<sin 60°sin 30°＝ 3.故B 错误.介质对b 色光的折射率 n b ＝sin r b sin i ＝sin 51°sin 30°<n a，则a 光的频率大于b 光的频率，故C 错误.b 色光从介质射向空气的临界角正弦 sin C ＝1n b ＝12sin 51°.故D 正确.由以上得知，a 光的偏向角大于b 光的偏向角，a 光的折射率大于b 光的折射率，a 、b 两单色光在透明介质中的波长λa <λb .根据条纹间距公式Δx ＝l dλ，波长长的双缝干涉时条纹间距较大，故Δx a <Δx b ，故E 正确.4.在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

2021年高考物理二轮复习专题十五振动和波动光学课时作业新人教版一、单项选择题1．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确．答案：D2．(xx·四川卷)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波( )A．频率是30 Hz B．波长是3 mC．波速是1 m/s D．周期是0.1 s解析：据题意知，f＝0.5 Hz，λ＝2 m，则v＝λf＝1 m/s，T＝2 s，C项正确．答案：C3．(xx·四川卷)直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a 、b 光相比( )A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由题图可知n a <n b ，故A 错误；由sin C ＝1n 知C a >C b ，故B 错误；由n ＝c v知v a >v b ，故C 正确；a 光在玻璃中的传播距离比b 光小，由t ＝s v知t a <t b ，D 错误．答案：C二、多项选择题4．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的关系为x ＝A sin ωt ，振动图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．弹簧在第1 s 末与第3 s 末的长度相同B ．简谐运动的圆频率是π4rad/s C ．第3 s 末振子的位移大小为22A D ．从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向发生变化解析：由振动图象可知，弹簧在第1 s 末与第3 s 末的位移相同，弹簧长度相同，选项A 正确；由振动图象可知，振动周期为8 s ，简谐运动的圆频率是ω＝2πT ＝π4rad/s ，选项B 正确；第3 s 末振子的位移大小为x ＝A sin ωt ＝A sin(π4·3)＝22A ，选项C 正确；从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向不发生变化，选项D 错误．答案：ABC5．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑 解析：当θ较小时，屏上NQ 区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当θ＝α时NQ 区域A 光消失，说明A 光发生了全反射，A 光发生全反射的临界角为α，同理，B 光发生全反射的临界角为β，由于β>α，由n ＝1sin C 可知，B 光的折射率小，A 项正确；由v ＝cn 可知，B 光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B 项错误；α<θ<β时，NQ区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP 区域还有一个光斑，β<θ<π2时，两种单色光全部发生全反射， 在NQ 区域没有光斑，在NP 区域有一个由全反射形成的光斑，D 项正确．答案：AD6．以下关于光的说法中正确的是( )A ．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距B ．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象C ．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象D ．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部．它利用了光的全反射原理解析：根据Δx ＝L d λ，因红光波长较长，故相邻红光条纹间距大，A 错；雨后天空出现的彩虹是光的折射和色散综合的结果，B 错；水面油膜呈现彩色条纹是白光在油膜前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属于干涉，故C 正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，应用的是全反射原理，D 正确．答案：CD三、五选三型选择题7．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知________．A ．折射现象的出现不能说明光是纵波B ．光总会分为反射光和折射光C ．折射光与入射光的传播方向可能是相同的D ．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同E ．光的反射光线、折射光线与入射光线不可能同线解析：光属于电磁波，是一种横波，另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波，故A 选项正确；当光从光密介质射向光疏介质，且入射角足够大时，会在分界面处发生全反射现象，此时只有反射光线而折射光线消失，故B 选项错误；当光垂直射到两种不同介质的分界面时，折射光线与入射光线的传播方向是相同的，光的反射光线、折射光线与入射光线同线，故C 选项正确、E 选项错误；当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象，这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n ＝c v不同，即光在不同介质中的传播速度不同，故D 选项正确．答案：ACD8．下列选项与多普勒效应有关的是________．A ．科学家用激光测量月球与地球间的距离B ．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C ．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D ．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E ．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 解析：多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化，根据此定义可判断选项B 、D 、E 符合要求．答案：BDE四、计算题9．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1和P 2的像，P 4挡住P 3以及P 1和P 2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O 为两圆弧圆心，图中已画出经过P 1、P 2点的入射光线．(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB 分界面上画出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式为n ＝________.(4)为了保证在弧面CD 得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 的入射角应适当________(填“小一些”、“无所谓”或“大一些”)．(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n ＝________.解析：(1)连接P 3、P 4与弧CD 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P 1、P 2的连线与弧AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．(2)连接O 点与光线在AB 面上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i 、r 所示．(3)由折射定律可得n ＝sin i sin r. (4)为了保证能在弧面CD 上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB 上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD 面上发生全反射．(5)图象的斜率k ＝sin i sin r＝n ，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5. 答案：(1)见解析图 (2)见解析图(3)sin i sin r(4)小一些 (5)1.510．(xx·山东卷)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin i 0sin r 0＝n ① 设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得sin r 0＝Rd 2A ＋R 2②若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③ 由几何关系得sin C ＝d B d 2B＋R 2④ 设A 、B 两点间的距离为d ，可得d ＝d B －d A ⑤联立①②③④⑤式得d ＝(1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0)R ⑥ 答案：(1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0)R 11．(xx·新课标全国卷Ⅱ)平衡位置位于原点O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向)，P 与O 的距离为35 cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间．已知波源自t ＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T ＝1 s ，振幅A ＝5 cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置．求：(1)P 、Q 间的距离；(2)从t ＝0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程．解析：(1)由题意，O 、P 两点间的距离与波长λ之间满足OP ＝54λ①波速v 与波长的关系为v ＝λT② 在t ＝5 s 的时间间隔内，波传播的路程为vt .由题意有vt ＝PQ ＋λ4③ 式中，PQ 为P 、Q 间的距离．由①②③式和题给数据，得PQ ＝133 cm.④ (2)Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t 1＝t ＋54T ⑤波源从平衡位置开始运动，每经过T 4，波源运动的路程为A .由题给条件得t 1＝25×T4⑥ 故t 1时间内，波源运动的路程为s ＝25A ＝125 cm.⑦答案：(1)133 cm (2)125 cm 1kR21146 529A 劚e{38197 9535 锵923101 5A3D 娽I+pp。

常考题型大通关（新高考）（二十）光学1.以下说法中正确的是( )A.对于同一障碍物，波长越长的光越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象C.红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射2.光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高.“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术.如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 mm ，则加上液体时光刻胶的曝光波长变为( )A.161 nmB.134 nmC.93 nmD.65 nm3.直线12P P 过均匀玻璃球球心O ，细光束a b 、平行于12P P 且关于12P P 对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示.a 光与b 光相比( )A.a 光的频率比b 光的小B.玻璃对a 光的折射率较大C.b 光在玻璃中的传播速度较大D.用同一衍射实验装置做实验，a 光的衍射条纹宽度相等且比b 光的宽4.如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部放一点光源S ，其中一条光线以130θ=°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角245θ=°发生折射.则( )A.液体的折射率为22B.光从液体射向空气，光波的波长变短C.液体表面亮斑的面积为2π3HD.光线从液体射向空气发生全反射时的临界角为45°5.如图所示，a b 、两束单色光先后以相同的入射角从同一点射入一平行玻璃砖，其中a 光从P 点射出，b 光从Q 点射出。

则下列说法正确的是( )A.a 光在玻璃砖中的传播速度更大B.a 光的波长较大C.a b 、两束单色光经过同一双缝干涉装置后，a 光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小D.a b 、两束单色光经过同一双缝干涉装置后，b 光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小 6.12O O 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A B 、是关于12O O 对称且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN 是垂直于12O O 放置的光屏，P 是屏上的一个光斑，根据该光路图，下列说法正确的是( )A.在玻璃中，A 光的波长比B 光的波长短B.在真空中，A 光的频率比B 光的大C.A 光的光子动量比B 光的小D.通过同一双缝干涉装置，A 光的干涉条纹间距比B 光的小7.如图所示，水面下1.5 m 处的M 点水面有一点光源，点光源以M 点为中心上下做简谐运动，其振动方程为0.5sin ()πm 2y t ，水面上发光区域的面积时大时小，设水的折射率为2，则下列说法正确的是( )A.从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1:2B.从点光源发出的光子到达水面的最短时间和最长时间之比为1:3C.发光区域的最小面积和最大面积之比为1:2D.发光区域的最小面积和最大面积之比为1:4 8.关于激光的应用，下列说法正确的是( )A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点C.医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点9.如图所示，电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和B ，人眼在图中P 处迎着光入射的方向观察，看不到光亮。

2021年高考专题复习测试：光学计算题（解析版）一、解答题1.（2021·辽宁模拟）截面为直角梯形的棱镜，制作材料的折射率n=1.5，其横截面如图所示，图中∠A= 60°，∠B=90°。

截面内一细束与AB边平行的光线，从棱镜AD边上的E点射入，经折射后射到AB边上。

求：（ⅰ）光线在AD边上发生折射的折射角的正弦值；（ⅱ）不考虑多次反射，求从BC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。

2.（2021·永州模拟）如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，∠B＝30°，BC＝30cm，AB面涂有反光材料．某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直．已知BD＝21cm，不考虑光在AC面的反射．求：（i）介质的折射率；（ii）光在介质中的传播时间．3.（2021·重庆模拟）将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。

某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的R范围内的光束平行于PQ射半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ。

若只有PQ上方高度ℎ=√32入后，能直接通过PQ面进入导光管（不考虑集光球内表面的反射），求该材料的折射率。

4.（2021·内江一模）如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60°，AB长度为20cm。

一束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角为45°，进入棱镜后折射到BC边的中点，D、C两点间距离为10cm。

光在真空中的速度C=3×108m/s。

求：(i)三棱镜材料对这束单色光的折射率；(ii)光线从AC边射入到第一次从三棱镜射出所经历的时间。

5.（2021·成都模拟）对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法。

图（a）为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图（b）所示，虚线为垂直于MN边的对称轴，∠AOB可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于MN边射入该钻石内。

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练专题十七光学 B卷1.半圆柱体玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO'为直径MN的垂线,足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点,已知半圆柱体玻璃砖的半径10cmR=,折射率n=一束激光沿半径方向射向圆心O点,入射光线与OO'的夹角为30θ=°,光屏PQ上出现两个光斑,则这两个光斑之间的距离为( )cm B.cm D.cm2.如图所示,一足够大的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为H,在水池的底部放一点光源S,其中一条光线以130θ=°入射角射到液体与空气的界面上,以折射角245θ=°发生折射.则( )A.B.光从液体射向空气,光波的波长变短C.液体表面亮斑的面积为2π3 HD.光线从液体射向空气发生全反射时的临界角为45°3.环境监测中通常需要监测烟尘浓度,如图所示为光电式烟尘浓度计的工作原理图.光源1发出的光线经聚光透镜2后,再经半透半反镜3分成两束强度相等的光线.其中一束光线经反射镜4后穿过被测烟尘,其中的部分光线被烟尘吸收或散射(光在介质中与物质微粒相互作用,使光的传播方向发生改变的现象)后,经过光电转换电路6转换成电压信号1U .另一束光线直接到达光电转换电路7(6、7完全相同)后,产生作为被测烟尘浓度的参照电压信号2U .运算电路通过计算1U 和2U 的比值监测出被测烟尘的浓度.根据上述信息,应用所学知识可以判断下列说法正确的是( )A.没有烟尘时,1U 和2U 的比值应该为零B.散射过程不遵循动量守恒定律C.如果用全反射棱镜作为反射镜4,其折射率至少为2D.烟尘浓度越高,1U 和2U 的差值越大4.半径为R 的半圆柱体玻璃的截面如图所示,圆心为O ,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,60AOB ∠=°,若玻璃对此单色光的折射率n =则两条光线经圆柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为( )A.4RB.3RC.2RD.R5.某玻璃棱镜的截面如图所示,由半径为R 的四分之一圆和直角三角形构成,30C ∠=°,一平行细光束从AC 边上的D 点射入该玻璃棱镜,2OD R =,以下判断正确的是( )A.有光从AB 边射出B.有光从BC 边水平射出C.有光从AO 边射出D.有光从OC 边射出6.如图所示，电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和B ，人眼在图中P 处迎着光入射的方向观察，看不到光亮。

物理光学专题一、单选题1．有关光的应用，下列说法不正确的是（ ）A ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D ．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理2．2020年3月15日中国散列中子源（CSNS ）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。

散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。

下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A ．α粒子轰击147N ，生成178O 并产生了中子B ．92238U 经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个 C ．γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D ．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度3．在双缝干涉实验中，光屏上某点P 到双缝S 1、S 2的路程差为27.510m -⨯，如果用频率为146.010Hz ⨯的单色光照射双缝，则（ ）A ．单色光的波长是7210m -⨯；P 点出现暗条纹B ．单色光的波长是7210m -⨯；P 点出现亮条纹C ．单色光的波长是7510m -⨯；P 点出现暗条纹D ．单色光的波长是7510m -⨯；P 点出现亮条纹4．如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。

若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以（）A．将光屏移近双缝B．增大双缝的间距C．更换滤光片，改用频率更小的单色光D．将光源向双缝移动一小段距离5．下列有关电磁波的说法正确的是（）A．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场C．电磁波在所有介质中的传播速度均为8c=⨯310m/sD．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物6．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小7．下列四种现象不属于光的衍射现象的是A．太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子B．不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C．用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环D．通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹8．如图所示，一束复色光a自空气射向上下表面平行的足够长的玻璃砖，经过玻璃砖后分成b、c两束光，以下说法正确的是（）A．b、c两束光一定相互平行B．b光在玻璃砖中的传播速度大于c光C．若c光能使氢原子自基态向高能级跃迁，则b光也一定能使氢原子自基态向高能级跃迁D．若b、c两束光分别经过同一双缝发生干涉，b光的条纹间距较宽二、多选题9．如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线．一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）．则下列说法正确的是_______A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为600B．玻璃砖的折射率2nC．此光在玻璃砖中的传播速度2cD．单缝b宽度较大E.光的偏振现象说明光是一种纵波10．下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（）A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B ．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C ．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D ．经过调制后的电磁波在空间传播波长改变11．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）A ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变B ．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线C ．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D ．γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高12．如图所示，12O O 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于12O O 轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN 是垂直于12O O 放置的光屏，沿12O O 方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P ，根据该光路图，下列说法正确的是（ ）A ．若A 光和B 光以相同角度从玻璃斜射入空气，随着入射角增大，B 光先消失。