2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)試題物理（適用于老高考新教材）專題分層突破練13光學(xué)Word版含解析

專題分層突破練13光學(xué)A組1.(2022湖北鄂州模擬)下列說法正確的是()A.激光切除腫瘤利用了激光亮度高的特點B.偏振光可以是橫波,也可以是縱波C.因為激光的方向性好,所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.3D眼鏡利用薄膜干涉原理產(chǎn)生立體效果2.(2022江蘇連云港模擬)如圖所示,甲、乙、丙、丁四個圖是單色光形成的干涉或衍射圖樣,根據(jù)各圖樣的特點可知()A.甲圖是光的衍射圖樣B.乙圖是光的干涉圖樣C.丙圖是光射到圓孔后的干涉圖樣D.丁圖是光射到圓板后的衍射圖樣3.(2021山東卷)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜,觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像,可能正確的是()4.(2021江蘇卷)某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上,將激光束垂直于AC面射入,可以看到光束從圓弧面ABC出射,沿AC方向緩慢平移該磚,在如圖所示位置時,出射光束恰好消失,該材料的折射率為()A.1.2B.1.4C.1.6D.1.85.(2021湖北卷)如圖所示,由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光,經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置,P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上,從另一側(cè)面M和N位置出射,則()A.λ1<λ2,M是波長為λ1的光出射位置B.λ1<λ2,N是波長為λ1的光出射位置C.λ1>λ2,M是波長為λ1的光出射位置D.λ1>λ2,N是波長為λ1的光出射位置6.(2020浙江卷)如圖所示,圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上,光線從P點垂直界面入射后,恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射;當(dāng)入射角θ=60°時,光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c,則()A.玻璃磚的折射率為1.5B.OP之間的距離為22C.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為33D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°7.(2022海南?？陬A(yù)測)如圖所示,△ABC為某種玻璃制成的三棱鏡的橫截面,已知∠A=45°,∠B=60°,AB長度為30cm。今有一束單色光從P點垂直BC邊入射,從AC邊上的M點出射,出射方向與AC的夾角為60°,則玻璃的折射率為()A.2sin15°B.2cos15°C.1sin15°B組8.對下列四個有關(guān)光的實驗示意圖,分析正確的是()A.圖甲中若改變復(fù)色光的入射角,則b光先在水珠中發(fā)生全反射B.圖乙若只減小屏到擋板的距離L,則相鄰亮條紋間距離將增大C.圖丙中若得到明暗相間的平行等距條紋說明待測工件表面平整D.若只旋轉(zhuǎn)圖丁中M或N一個偏振片,光屏P上的光斑亮度不發(fā)生變化9.(2021海南卷)如圖,長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α=45°的入射角從空氣射向MQ邊的中點O,則該束單色光()A.在MQ邊的折射角為60°B.在MN邊的入射角為45°C.不能從MN邊射出D.不能從NP邊射出10.(多選)(2022山東日照模擬)如圖所示,一個折射率為2的扇形透明體,∠AOB=90°,OC為其角平分線,一足夠?qū)挼钠叫凶瞎馐叫杏贠C從OA面和OB面射入透明體,紫光在真空中波長為λ,已知真空中光速為c,不考慮AB弧面反射光的影響,則下列判斷正確的是()A.在弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比為1∶3B.在弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比為1∶2C.換成折射率大一些的扇形透明體,在弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比變小D.將紫光換成紅光,在弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比變小11.(2022湖北荊州中學(xué)三模)如圖所示,圖中陰影部分ABC為一透明材料做成的柱形光學(xué)元件的橫截面,該種材料對紅光的折射率n=2,AC為一半徑為R的四分之一圓弧,D為圓弧的圓心,ABCD構(gòu)成正方形。D處有一紅色點光源,在紙面內(nèi)照射弧線AC,只考慮首次從圓弧AC直接射向AB、BC的光線,已知光在真空中速度為c,則下列說法正確的是()A.紅光在該材料中傳播的速度為2cB.點光源發(fā)出的光射到AB面上的最長時間為(C.照射在AC圓弧上的入射光,有弧長為16πR區(qū)域的光不能從AB、BCD.將點光源換成紫光,則AB邊上有光射出的長度增大12.(2022全國乙卷)一細(xì)束單色光在三棱鏡ABC的側(cè)面AC上以大角度由D點入射(入射面在棱鏡的橫截面內(nèi)),入射角為i,經(jīng)折射后射至AB邊的E點,如圖所示。逐漸減小i,E點向B點移動,當(dāng)sini=16時,恰好沒有光線從AB邊射出棱鏡,且lDE=lDA13.(2022河南洛陽模擬)如圖所示,一橫截面為直角三角形ABC的玻璃磚,AB=L,∠A=60°,∠C=30°,一束單色光從AB的中點D處射入玻璃磚,單色光經(jīng)BC面反射后從AC邊的E點射出玻璃磚,出射光線恰好平行于BC邊,光在真空中傳播的速度為c。求:(1)玻璃磚對該單色光的折射率n;(2)該單色光從D點傳播到E點經(jīng)歷的時間t。答案：專題分層突破練13光學(xué)1.A解析激光其中的一個特點是亮度高,激光束照射到物體上,可以使物體的被照部分在極短時間內(nèi)熔化,醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來切除腫瘤是利用了激光亮度高的特點,A正確;自然光在垂直于傳播方向上沿一切方向振動且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同,而偏振光在垂直于傳播方向的平面上,只沿某個特定方向振動,偏振是橫波特有的現(xiàn)象,光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,B錯誤;激光是一種波,具有波的特性,包括干涉、衍射等,C錯誤;3D眼鏡利用光的偏振產(chǎn)生立體效果,D錯誤。2.D解析甲圖中條紋間距相等,是光的雙縫干涉圖樣,A錯誤;乙圖中中間亮條紋最寬,向外條紋變窄,間距變小,是光的單縫衍射圖樣,B錯誤;丙圖為圓孔衍射圖樣,C錯誤;丁圖是光射到圓盤后的衍射圖樣(出現(xiàn)泊松亮斑),D正確。3.D解析從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光,其光程差為Δx=2d,即光程差為薄膜厚度的2倍,當(dāng)光程差Δx=nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋,故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為12λ,在圖中相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大,則薄膜層的厚度的變化率變小,選項D4.A解析畫出激光束從玻璃磚射出時恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示,全反射的條件sinθ=1n,由幾何關(guān)系知sinθ=56,聯(lián)立解得n=1.5.D解析由雙縫干涉條紋間距的公式Δx=λLd可知,當(dāng)兩種色光通過同一雙縫干涉裝置時,波長越長條紋間距越寬,由屏上亮條紋的位置可知λ1>λ2,反射光射入三棱鏡后分成兩束色光,由圖可知N處出射的光的折射角大,又由折射定律可知,N處出射的光折射率小,由于λ1>λ2,則n1<n2,所以N是波長為λ1的光出射位置,D正確,A、B、C6.C解析設(shè)玻璃磚的半徑為R,全反射的臨界角為C0,發(fā)生全反射時如圖甲所示,有n=1sinC0,入射角為60°時,折射角為α,光路圖如圖乙所示,折射率n=sinθsinα,由圖中幾何關(guān)系可得OP=RsinC0,tanα=sinαcosα=OPR=RsinC0R=1n=sinαsin60°,可得cosα=sin60°,α=30°,折射率n=sinθsinα=sin60°sin30°甲乙7.B解析光從BC邊射入,從AC邊射出,則在AB邊發(fā)生全反射,不考慮光的多次反射,則光線在玻璃中的光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可得∠AMN=180°-∠A-(90°-∠2)=105°,光在AC邊上的M點射出,∠3=∠AMN-90°=15°,∠4=90°-60°=30°,玻璃的折射率為n=sin∠4sin∠3=sin30°8.C解析由圖甲可知,復(fù)色光能夠入射進(jìn)入水珠,根據(jù)光路的可逆性,兩光均不可能在水珠內(nèi)發(fā)生全反射,所以A錯誤;根據(jù)Δx=Ldλ可知,圖乙若只減小屏到擋板的距離L,則相鄰亮條紋間距離將減小,所以B錯誤;圖丙中若得到明暗相間的平行等距條紋,說明待測工件表面平整,所以C正確;自然光為偏振光,若只旋轉(zhuǎn)圖丁中M或N一個偏振片,光屏P上的光斑亮度將發(fā)生變化,所以D9.C解析光線從O點入射,設(shè)折射角為β,由折射定律有sinα=nsinβ,解得β=30°,即該束單色光在MQ邊的折射角為30°,A錯誤;設(shè)邊長NP=l,則MN=2l,作出光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可知光在MN邊的入射角為60°,B錯誤;設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為C,有sinC=1n=22,即C=45°,而光在MN邊的入射角大于45°,所以光在MN邊發(fā)生全反射,不能從MN邊射出,C正確;根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點發(fā)生全反射后到達(dá)NP邊的B點時的入射角為30°,小于全反射臨界角,所以光在10.BD解析由題意可得,光線的光路如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,光線從OA、OB射入的入射角為α=45°,設(shè)其折射角為β,有sinαsinβ=n,解得β=30°,因為sinC=1n,則C=45°,由幾何關(guān)系可知,離A、B兩處越近的光線經(jīng)折射后的入射角越大,當(dāng)恰好發(fā)生全反射時,設(shè)其在弧AB上的法線與OA夾角為θ,則有θ=180°-β-C-90°=15°,則弧AD的長度為112πR,弧DC的長度為16πR,根據(jù)對稱性可知,弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比為1∶2,A錯誤,B正確;換成折射率大一些的扇形透明體,全反射的臨界角和折射角都變小,角度θ變大,在弧AB上沒有光線射出的弧長與有光線射出的弧長之比變大,C錯誤;將紫光換成紅光,折射率變小11.C解析由v=cn,可知紅光在該材料中的傳播速度為c2,故A錯誤;由題意可知,沿DB方向到達(dá)AB面上的光在材料中的傳播距離最大,時間最長,做出如圖所示光路圖,由幾何關(guān)系可知光從光源到AC面的傳播距離為R,在材料中的傳播距離為s=(2-1)R,在材料中的傳播時間為t1=sv=(2-1)Rc2=2(2-1)Rc,光在空氣中傳播的時間為t2=Rc,點光源發(fā)出的光射到AB面上的最長時間為t=t1+t2=(22-1)Rc,故B錯誤;根據(jù)sinC=1n,可知該材料的臨界角為C=30°,如圖所示,若沿DE方向射到AB面上的光線剛好發(fā)生全反射,則∠ADF=30°,同理若沿DG方向射到BC面上的光線剛好發(fā)生全反射,則∠CDH=30°,所以照射在AC圓弧上的入射光,有弧長為30°360°