2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编-光学简单应用(第12期)(解析版)
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1 高三期末一模物理试题全解全析汇编1、（2020·重庆市康德高三上学期期中联考）下列说法中正确的是_______。
A. 变化的电场一定产生变化的磁场
B. 电磁波是横波
C. 紫外线的频率比红外线的频率大
D. 障碍物的尺寸比光的波长大时，不能发生光的衍射现象
E. 在“双缝干涉实验”中，其它条件不变，若双缝间距越大，屏上相邻亮条纹间距越小
【答案】BCE
【解析】
A．变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，故A项错误；
B．光的偏振现象说明电磁波是横波，故B项正确；
C．紫外线的频率比红外线的频率大，选项C正确；
D．障碍物的尺寸跟光的波长差不多大时，发生明显的衍射现象，选项D错误；
E．在“双缝干涉实验”中，据Lxd知，其它条件不变，若双缝间距越大，屏上相邻亮条纹间距越小，故E项正确。
2、（2020·重庆市康德高三上学期期中联考）如图所示，有两束细单色光p、q射向置于空气中的三棱镜左侧表面，此时三棱镜的右侧表面只有一束光线射出（不考虑反射的情景），则两束光在三棱镜中的传播速率vp________vq（填“>”、“=”、“<”），若一束为黄光，一束为红光，则________是红光（填“p”或“q”）。 2
【答案】> p
【解析】
[1]．由光路可知，q光的偏折程度加大，可知q光的折射率较大，根据cvn可知，q光在玻璃中的传播速度较小，即vp>vq；
[2]．折射率大的光频率较大，若一束为黄光，一束为红光，红光频率小于黄光，则p为红光。
3、（2020·河北省衡水中学高三上学期一模）某透明柱体的横截面如图所示，弧面部分的半径为R，平面部分的宽度为2R。一束平行光从空气以与平面成45角方向射向平面，进入透明柱体后折射光线与平面的夹角为60。求：
(1)透明柱体材料的折射率；
(2)弧面上能透射出光的圆弧长度。（不考虑多次反射）
【答案】(1)2；(2)1π3R
【解析】
(1)光由空气进入透明柱体，入射角145，折射角230，根据折射定律得 3 12sinsinn
解得
=2n
(2)在图中作出三条折射光线，过平面右边界的、过圆心的和在弧面恰好发生反射的，如图所示。即圆弧DFE部分能透射出光。
由45OBA，60EBA可得
15OBE
根据几何关系知
15OEB，15FOE
根据全反射知识可知
1=sinnADO
解得
45ADO
所以
60DOE
则圆弧DFE的长度 4 112ππ63sRR
4、（2020·河北省衡水金卷高三上学期期末）半径为R的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿AO方向，∠AOB＝30°，若玻璃对此单色光的折射率n＝√3
(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线)．
(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A点的距离．
【答案】(1) (2)(√3－1)R
【解析】
(1)A光过圆心，射入和射出玻璃圆柱方向始终不变，射出玻璃圆柱的折射角为0°.B光从B点射入，设折射角为r，第一次在C点射出，设B光第一次射出圆柱面时的折射角为i2，由折射定律，𝑛=sin60∘sin𝑟，
解得：r＝30°.
由折射定律：𝑛=sin𝑖2sin𝑟
解得i2＝60°.光路图如图所示． 5
(2)设B光从C点射出光线的反向延长线交A光光线于D点，由图可知，∠DOC为直角，DA＝Rtan 60°－R＝(√3－1)R.
5、（2020·安徽省安庆市桐城中学高三上学期月考）如图所示，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO'垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处的点光源。S发出一束与OO'夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，已知O'B=32R，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：
（1）透明半球对该单色光的折射率n；
（2）该光在半球体内传播的时间。
【答案】(1) 3；(2) Rc
【解析】
（1）光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图 6
光由空气射向半球体，由折射定律，有
sinsinn
在OCD中，3sin2COD，得
60COD
光由半球体射向空气，由折射定律，有
sinsinn
故
由几何知识得60，故
30
sin3sinn
（2）光在半球体中传播的速度为
33cvcn 7 且
2cosRAC
则光在半球体中传播的时间
ACRtcc
6、（2020·四川省天府教育教育大联考479高三模拟一）.在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线a、b分别代表两种不同颜色的光线，则水珠对a、b两束光折射率的大小关系是na ____nb； a、b两种光在水珠内传播速度大小关系是va __vb．（选填“>”、或“< ”)
【答案】 (1). > (2). <
【解析】
根据光路图可知，a光的偏折程度较大，可知a光的折射率较大，即abnn
由公式cvn可知，a光在水滴中传播的速度较小，即abvv．
7、（2020·广东省广州市天河区高三下学期三模训练）光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的____现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光的入射方向应该是____（填“从光密介质到光疏介质”或“从光疏介质到光密介质”），且入射角_______临界角（填“≤”或“≥”）．
【答案】 (1). 全反射 (2). 从光密介质到光疏介质 (3). ≥ 8 【解析】
光纤通信中，是利用光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，使光线在纤维中发生全反射；故答案为全反射，从光密介质到光疏介质，≥．
8、（2020·山西省阳泉市高三上学期期末）一细光束由红光和紫光组成，这束光垂直射入三棱镜AB边表面，从AC边上的D点射出，射出后分成a、b两束光，如图所示，则a光为___________（填“红光”或“紫光”），在真空中a光的波长___________ （填“大于”“等于”“小于”）b光的波长，在三棱镜中a光的速率___________ （填“大于”“等于”“小于”） b光的速率。
【答案】 (1). 紫光 (2). 小于 (3). 小于
【解析】
[1][2][3]．因紫光的频率比红光大，紫光的折射率大于红光，由图可知a是紫光；真空中a光（紫光）的波长小于b光（红光）的波长，根据cvn可知，在三棱镜中a光的速率小于b光的速率。
