高考物理二輪復(fù)習(xí)講練(新高考版) 第3部分 熱點(diǎn)排查練 15.光學(xué)（含解析）

15.光學(xué)1.(多選)(2020·天津市紅橋區(qū)高三下學(xué)期二模)如圖1所示，一束光通過(guò)三棱鏡折射后分成a、b、c三束單色光()圖1A．三束光在真空中傳播速度間的關(guān)系是va＜vb＜vcB．由水斜射入空氣恰發(fā)生全反射時(shí)，c光的臨界角最大C．若b光束照射到某種金屬表面上有光電子發(fā)出，則a光束照射到同種金屬表面上發(fā)射出的光電子最大初動(dòng)能將更大D．通過(guò)同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa＞Δxb＞Δxc答案BC解析所有光在真空中傳播速度相同，故A錯(cuò)誤；由題圖光路圖可知，三束光的折射率關(guān)系為na＞nb＞nc由sinC＝eq\f(1,n)可知，由水斜射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角關(guān)系為Ca＜Cb＜Cc，故B正確；由na＞nb＞nc可知，三束光的頻率關(guān)系為νa＞νb＞νc，因此若b能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光照射同種金屬表面上時(shí)產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能將更大，故C正確；由νa＞νb＞νc可知，λc＞λb＞λa，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，干涉條紋間距關(guān)系為Δxa＜Δxb＜Δxc，故D錯(cuò)誤．2．(2020·山東聊城市高三下學(xué)期二模)有一塊玻璃磚，上、下兩面光滑且平行，有一束光線從空氣射入玻璃磚，下面給出的四個(gè)光路圖正確的是()答案D解析由于玻璃磚上、下表面平行，光在上表面的折射角等于在下表面的入射角，光在上表面能夠發(fā)生折射，則在下表面一定能夠發(fā)生折射，且離開(kāi)玻璃磚的光線與射向玻璃磚的光線平行，又因?yàn)橛姓凵渚陀蟹瓷?，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．3．(多選)(2020·山東濱州市高三下學(xué)期二模)如圖2所示，在觀察薄膜干涉現(xiàn)象時(shí)，把鐵絲圈P在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，在酒精燈火焰上撒食鹽，用肥皂液膜觀察燈焰S的像，下列說(shuō)法正確的是()圖2A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在酒精燈一側(cè)來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)觀察液膜反射酒精燈的光，使我們看到燈焰的像C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在另一側(cè)透過(guò)液膜觀察火焰，來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象D．用不同波長(zhǎng)的光做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，條紋的間距是不一樣的答案ABD解析在酒精燈的火焰上撒上一些食鹽，用酒精燈的黃光照射豎直放置的液膜，液膜反射的光使我們看到燈焰的像，故B正確；當(dāng)黃色的光線照射到肥皂膜上時(shí)，從肥皂膜的前后兩個(gè)表面分別反射兩列光，這兩列光的頻率相同，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在酒精燈一側(cè)來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象，故A正確，C錯(cuò)誤；發(fā)生薄膜干涉時(shí)，相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距與入射光在薄膜中的波長(zhǎng)有關(guān)，所以用不同波長(zhǎng)的光做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，條紋的間距是不一樣的，故D正確．4．(多選)(2020·湖北省恩施高中高三下學(xué)期名校交流四月聯(lián)考)對(duì)于圖3的光學(xué)現(xiàn)象說(shuō)法中正確的是()圖3A．圖3甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫S1、S2間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小B．圖乙是單縫衍射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若只在狹縫寬度不同情況下做此實(shí)驗(yàn)，上圖對(duì)應(yīng)狹縫較寬C．圖丙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的D．圖丁中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波答案AD解析根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫間的距離d，相鄰兩亮條紋間距將減小，故A正確；根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，狹縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，因此若只在狹縫寬度不同的情況下做此實(shí)驗(yàn)，上圖對(duì)應(yīng)狹縫較窄，故B錯(cuò)誤；題圖所示的干涉圖樣表明檢測(cè)圖樣此處是凸起的，故C錯(cuò)誤；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，因此光的偏振現(xiàn)象表明光波是橫波，故D正確．5．(2020·浙江溫州市4月選考適應(yīng)性測(cè)試)如圖4甲所示，為研究一半圓柱形透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，用激光由真空沿半圓柱體的徑向射入，入射光線與法線成θ角，由光學(xué)傳感器CD可以探測(cè)反射光的強(qiáng)度．實(shí)驗(yàn)獲得從AB面反射回來(lái)的反射光的強(qiáng)度隨θ角變化的情況如圖乙所示．光在真空中傳播速度為c，則該激光在這種透明新材料中()圖4A．折射率為eq\f(\r(3),2)B．傳播速度為eq\f(\r(3),2)cC．θ＝0°時(shí)，折射光強(qiáng)度為0D．反射光的強(qiáng)度隨θ角的增大而增大答案B解析根據(jù)題圖知，θ＝60°時(shí)激光發(fā)生全反射，由折射定律得n＝eq\f(1,sinθ)＝eq\f(2\r(3),3)，故A錯(cuò)誤；由速度公式得：v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),2)c，故B正確；θ＝0°時(shí)大量的激光從O點(diǎn)射出，少量激光發(fā)生反射，故C錯(cuò)誤；根據(jù)題圖乙可得，當(dāng)θ＝60°時(shí)激光發(fā)生全反射，θ＞60°時(shí)反射光的強(qiáng)度不變，故D錯(cuò)誤．6.(2020·山東菏澤市一模)單色細(xì)光束射到折射率n＝eq\r(2)的透明球面，光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，入射角i＝45°，經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后，又經(jīng)內(nèi)表面反射一次，再經(jīng)球面折射后射出的光線，如圖5所示(圖上已畫出入射光和出射光)，則入射光與出射光之間的夾角α為()圖5A．15° B．30°C．45° D．60°答案B解析光線從入射到出射的光路圖如圖所示，入射光線AB經(jīng)球面折射后，折射光線為BC，又經(jīng)球內(nèi)表面反射后，反射光線為CD，再經(jīng)折射后，折射光線為DE.OB、OD為球的半徑，即為法線，由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)，得sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\f(sin45°,\r(2))＝eq\f(1,2)，r＝30°，由幾何關(guān)系及對(duì)稱性，有eq\f(α,2)＝r－(i－r)＝2r－i，α＝4r－2i，把r＝30°，i＝45°代入得：α＝30°，選項(xiàng)B正確．7.(2020·浙江寧波市高三下學(xué)期二模)如圖6所示，abc是一塊用折射率n＝2的玻璃制成的透明體的橫截面，ab是半徑為R的圓弧，ac邊垂直于bc邊，∠aOc＝60°.當(dāng)一束平行光垂直照到ac上時(shí)，ab的外表面只有一部分有光線射出，則有光線射出部分的弧長(zhǎng)為()圖6A.eq\f(πR,12) B.eq\f(πR,6)C.eq\f(πR,4) D.eq\f(πR,3)答案B解析由題意作出光路圖如圖所示設(shè)光的臨界角為C，則有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,2)解得C＝30°如圖，在α≥30°時(shí)，均發(fā)生全反射，圖中d點(diǎn)為入射角等于臨界角的臨界點(diǎn)，所以只有bd部分有光線射出，所以有光射出部分的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角也是30°，對(duì)應(yīng)圓弧的長(zhǎng)度為l＝eq\f(30°,360°)×2πR＝eq\f(πR,6)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．8．(多選)(2020·江蘇南通一中高考模擬)利用圖7所示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)，下列說(shuō)法中正確的有()圖7A．實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測(cè)量過(guò)程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大答案AB解析濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序合理，故A正確；將濾光片