專題14 光學(xué)-2024年高考真題和模擬題物理分類匯編

1.（2024年新課標(biāo)考題）4.三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說法正A.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B.藍(lán)光光子的動量小于紅光光子的動量C.在玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D.藍(lán)光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率2.（2024年上海卷考題）3.車載雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號，其中()A.僅激光是橫波B.激光與超聲波都是橫波C.僅超聲波是橫波D.激光與超聲波都不是橫波3.（2024年上海卷考題）5.在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強(qiáng)分布傳感器距離為L。（1）實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長為。DdDdDLDLA．NLB．(N-1)LC．NdD．(N-1)d（2）在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比______A．增加B．不變C．減小（3）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有______（多選）A．減小縫寬B．使單縫靠近傳感器C．增大縫寬D．使單縫遠(yuǎn)離傳感器4.(2024年江蘇卷考題)2.用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會觀察到()A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮5.(2024年遼寧卷考題)4.某同學(xué)自制雙縫干涉實驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是()A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離6.(2024年江蘇卷考題)6.現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ,打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示(β1<β2已知折射率隨濃度增大而變大。則()A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大7.(2024浙江1月卷考題)14.下列說法正確的是()A.相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C.電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化8.（2024年江西卷考題）9.某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實驗。下列說法正確的是A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內(nèi)越多9.（2024年山東卷考題）4.檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是()A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格.10.（2024年廣東卷考題）6.如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是()A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點B.θ逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大112024廣西高考真題）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a<l，鏡面與光屏垂直，單色光波長為λ。下列說法正確的A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λB．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λC．若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)閚λD．若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，則該液體的折射率為122024甘肅高考真題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ=30。時，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()A．該材料對紅光的折射率為·B．若θ=45。，光線c消失C．若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光D．若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直13.(2024浙江1月卷考題)12.氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式,n=3、4、5、6用Hδ和Hγ光進(jìn)行如下實驗研究，則()A.照射同一單縫衍射裝置，Hδ光的中央明條紋寬度寬B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，Hδ光的側(cè)移量小C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長度上Hγ光的平均光子數(shù)多D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的飽和光電流小14.（2024年湖南卷考題）9．1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是()A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ=0。，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ=0。，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動15.(2024年河北卷考題)11.某同學(xué)通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖1所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進(jìn)行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：單色光類別x1/mmx6/mm單色光110.6018.64單色光2.18.0816.(2024年湖北卷考題)11.某同學(xué)利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA,和BB,，交點為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA,，并使其圓心位于O點，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點P。④分別過M、P作BB'的垂線MM,、PP,，M,、P,是垂足，并用米尺分別測量MM,、PP,的長度x和y。⑤改變?nèi)肷浣牵貜?fù)步驟②③④,得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y-x圖像，如圖（b）所示。（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_____（單選，填標(biāo)號）。A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點作為入射點，是因為此處的折射現(xiàn)象最明顯（2）根據(jù)y—x圖像，可得玻璃磚的折射率為（保留三位有效數(shù)字）。（3）若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結(jié)果（填“偏大”“偏17.（2024年安徽卷考題）11.某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗.（1）為測量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實驗，以下表述正確的一項是。（填正確答案標(biāo)A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a,B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2C.實驗時入射角θ1應(yīng)盡量小一些，以減小實驗誤差（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面．保持相同的入射角，根據(jù)實驗結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示．此實驗初步表明：對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)．頻率大，折射率（填“大”或“小”）（3）為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃 n介質(zhì)（填“>”或“<”）。此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。18.（2024全國甲卷考題）16.一玻璃柱的折射率n=,其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，3如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時，光線進(jìn)入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時h與R的比值。319.（2024年山東卷考題）15.某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均（1）求sinθ;（2）以θ角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點D（圖中未標(biāo)出）到E點距離的范圍。一、單選題12024·北京海淀·三模）如圖，A和B兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都從圓心O沿OC方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)。那么在光電效應(yīng)實驗中（如圖所示調(diào)節(jié)這兩束光的光強(qiáng)并分別照射相同的光電管。使實驗中這兩束光都能在單位時間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，實驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以A、B表示，則下列4圖中可能正確的是哪些？()A．B. 22024·山東煙臺·三模）如圖所示，一裝滿水的長方體玻璃容器，高度為7a，上下兩個面為邊 長32a的正方形，底面中心O點放有一單色點光源，可向各個方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點的小甲蟲，已知水對該單色光的折射率為n=，則小甲蟲能在水面上看到點光源的活動區(qū)域面積為A．18a2B．9πa2C．7πa2D．6.25a232024·山東濰坊·三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細(xì)光束從P點射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃,出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°=0.6，A．光束在P點的入射角為53°C．光在“水晶球”中的傳播速度為cD．光在“水晶球”中的傳播時間為42024·河北·三模）氫原子能級圖如圖所示，大量處于n=3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，會輻射出不同頻率的光，用這些光照射金屬錫，已知金屬錫的逸出功為4.42eV，關(guān)于這些輻射出的光，下列說法正確的是()A．躍遷中有6種不同頻率的光B．只有1種頻率的光能使錫發(fā)生光電效應(yīng)C．對同一種介質(zhì)，a光的臨界角小于b光的臨界角D．用同一裝置進(jìn)行雙縫實驗，a光干涉條紋的寬度大于b光干涉條紋的寬度52024·山西·模擬預(yù)測）高壓汞燈，UV光刻機(jī)的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的。高壓汞燈輻射的光通過圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機(jī)的是()A．a(chǎn)B．bC．dD．e62024·福建寧德·三模）雨后天空中出現(xiàn)的弧形彩帶，色彩鮮明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如圖所示為形成的光路圖，一束太陽光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是兩種單色光，下列說法正A．a(chǎn)光的波長大于b光的波長B．水滴對a光的折射率大于對b光的折射率C．在水滴中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度D．在完全相同的條件下做雙縫干涉實驗，b光對應(yīng)的干涉條紋間距較寬72024·廣東·三模）如圖甲所示，自行車后尾燈本身并不發(fā)光，但夜晚在燈光的照射下會顯得特別明亮，研究發(fā)現(xiàn)尾燈內(nèi)部是由折射率較大的實心透明材料制成，結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當(dāng)光由實心材料右側(cè)面垂直入射時，自行車尾燈看起來特別明亮的原因是()A．光的折射B．光的全反射C．光的干涉D．光的衍射82024·河北保定·三模）如圖所示，泳池底有一個點光源P，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，MN為圓錐底面的一條直徑。已知池水深1.8m，圓錐的母線與水平方向所成的角為θ（sinθ=光在空氣中的傳播速度c=3．0×1A.θ為水的臨界角B．水的折射率為C．水面上亮斑的面積為m292024·重慶·二模）下列說法正確的是()A．聲源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率大B．肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的偏振現(xiàn)象C．將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運到黑龍江后應(yīng)調(diào)整其擺長D．雙縫干涉實驗中形成的干涉圖樣，條紋間距與光的頻率無關(guān)112024·遼寧丹東·二模）在用上下表面平行的同一塊玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，甲、乙兩名同學(xué)分別用不同顏色的單色光進(jìn)行測量，兩人做出的光路圖如下，α>β,則下列說法正確的是()A．由于是同一塊玻璃磚，所以兩人測得的折射率是相同的B．在上述實驗中，若增大入射角θ則乙同學(xué)所用的單色光在下表面先發(fā)生全反射現(xiàn)象C．甲同學(xué)所用的單色光在玻璃磚中傳播的速度更快D．若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實驗，則甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更窄112024·遼寧阜新·模擬預(yù)測）如圖所示，AB、CD、DE為三個透明平板固定放置，AB水平，CD的傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是()B.D.122024·福建南平·三模）沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大氣層不同高度空氣的溫度不同造成的，已知空氣的折射率隨溫度升高而減小。下列圖中能正確描述蜃景現(xiàn)象的是()132024·山東濟(jì)南·三模）如圖所示為雙縫干涉實驗裝置示意圖，單色光源S到兩縫S1、S2的距離相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是()A．增大雙縫到屏的距離并下移光源B．減小雙縫間距離并上移光源C．減小光源到雙縫的距離并上移光源D．更換波長更短的單色光源并下移光源142024·安徽·三模）如圖所示，某柱狀透明介質(zhì)的橫截面為四分之一圓環(huán)ABCD，圓環(huán)內(nèi)徑為R，外徑為λR(λ未知）。一束與底邊CD平行且相距CD為d的光從介質(zhì)外表面上的E點射入，調(diào)整d的大小，存在某一臨界值d0，使得無論λ及介質(zhì)的折射率為多少，該光束一定會在BC表面發(fā)生全反射，則d0等于cA．B．C．D．R152024·山東·模擬預(yù)測）如圖甲所示裝置可以用來檢查精密光學(xué)平面的平整程度。當(dāng)單色光a垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖乙所示；當(dāng)單色光b垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖丙所示。該檢測方法是利用光的干涉原理，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長小于b光的波長B．在相同透明玻璃介質(zhì)中a光的傳播速度小于b光的傳播速度C．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變疏D．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變密162024·湖北·一模）如圖所示，平靜的水面上漂浮一塊厚度不計的圓形木板。一條小魚以0.5m/s的水平速度勻速游過，其運動軌跡正好在木板直徑的正下方，離水面的高度h=0.4m。小魚從木板下方游過圓形木板的直徑約為()A．0.91mB．1.41mC．1.91mD．2.41m172024·遼寧沈陽·三模）彩虹是太陽光經(jīng)過球形雨滴發(fā)生兩次折射和一次反射形成的，彩虹成因的簡化示意圖如圖所示。若某單色細(xì)光束從P點射入折射率為的雨滴，入射角為45。，在雨滴內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后從Q點射出。已知雨滴的半徑為R，真空中的光速為c，則()A．細(xì)光束在雨滴內(nèi)經(jīng)歷的時間為B．細(xì)光束在雨滴內(nèi)經(jīng)歷的時間為6RC．入射光線與出射光線之間的夾角α為60oD．入射光線與出射光線之間的夾角α為30o182024·廣東·二模）圖甲為太陽光穿過轉(zhuǎn)動的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽光穿過六角形冰晶的過程，a、b是其中兩種單色光的光路，則在冰晶中()A．a(chǎn)的折射率比b的大B．a(chǎn)的頻率比b的大C．a(chǎn)的傳播速度比b的小D．a(chǎn)的波長比b的大192024·河北·三模）某科學(xué)小組在進(jìn)行光纖的模擬試驗過程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置在試驗臺上，從玻璃管外平視觀察到管的內(nèi)徑為d，若該玻璃管的折射率為n，則管的實際內(nèi)徑約為()n2n2n+1nn202024·湖北武漢·二模）如圖所示，PQ是半圓柱體玻璃截面的直徑，一束由兩種單色光組成的復(fù)色光從真空中經(jīng)P點斜射入玻璃，兩單色光分別從A、B兩點射出玻璃。設(shè)從A、B點射出的光線波長分別為λA和λB，從P點傳播到A、B點的時間分別為tA和tB，下列說法正確的是()A.λA<λB>λBC．tA<tBD．tA=tB212024·河北·三模）折光儀濃度計是利用光的折射原理制成的，光從空氣進(jìn)入某種溶液介質(zhì)發(fā)生偏折，對于不同濃度的溶液，光的偏折程度不同?？梢愿鶕?jù)預(yù)先建立的濃度與折射率之間的標(biāo)準(zhǔn)圖像來推測出溶液的濃度。用同一種光照射酒精溶液和氯化鈉溶液，折射率n與酒精溶液和氯化鈉溶液的濃度c之間的關(guān)系圖像如圖所示。在同一濃度的情況下，下列說法正確的是()A．光通過酒精溶液的偏折程度大于通過氯化鈉溶液的偏折程度B．光在酒精溶液中傳播的速度大于在氯化鈉溶液中傳播的速度C．若增大光的入射角，則光在酒精溶液中先發(fā)生全反射D．光通過相同距離，在酒精溶液中的時間大于在氯化鈉溶液中的時間222024·河南·模擬預(yù)測）一圓錐體和半球體（均為透明介質(zhì)）構(gòu)成的組合體，其截面圖如圖所示，△ABC是等腰直角三角形，弧BDC是半圓形，O是圓心，D是弧面的頂點。一單色光（與AB邊的夾角為θ)從AB邊上的E點射入介質(zhì)，折射光線EF到達(dá)弧面上的F點恰好發(fā)生全反射，EF與BC的交點為G，已知7BEG=60O、7FOG=60O，B、E兩點間的距離為L，光在真空中的傳播速度為c，sin7列說法正確的是()A．7GFO=30OB．介質(zhì)對此種顏色光的折射率為2C.θ=45OD．光從E到G的傳播時間為232024·天津南開·二模）如圖甲所示，我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內(nèi)部形成一個同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為1∶3，由a、b、c三種顏色的光組成的細(xì)復(fù)色光束在過球心的平面內(nèi)，從A點以i=45O的入射角射入球中，a、b、c三條折射光線如圖乙所示，其中b光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切。下列說法A．該液體材料對a光的折射率小于對c光的折射率B．c光在液體球中的傳播速度最大 C．該液體材料對b光的折射率為D．若繼續(xù)增大入射角i，b光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球三、解答題2423-24高三下·四川雅安·階段練習(xí)）某種由透明材料制成的直角三棱鏡ABC的截面示意圖如圖所示，7A=30O，BC=20·cm，在與BC邊相距d=30cm的位置放置一平行于BC邊的豎直光屏?，F(xiàn)有一細(xì)光束射到棱鏡AB面上的P點，入射光線與AB面的垂線CP的夾角i=60O，該光線經(jīng)棱鏡折射后，從BC邊射出，透明材料對該光的折射率n=，光在真空中傳播的速度大小c=3×108m/s，整個裝置置于真空中。求：（1）光線在BC面上的出射點與光屏上光斑的距離x；（2）光線從P點至傳播到光屏上所需的時間t。bc的長度為3L，某種顏色的細(xì)光束從ac邊上的d點垂直射入三棱鏡，cd=2L，折射光線射到ab邊上的e點，出射光線與ab的夾角θ=45o，反射光線射到bc邊上的f點，已知光在真空中的傳播速度為c，求：（1）三棱鏡對此單色光的折射率，并通過計算判斷bc邊是否有光線射出；（2）光線從d點經(jīng)e點到f點的傳播時間。262024·陜西安康·模擬預(yù)測）一透明材料制成的空心球體，內(nèi)徑是3R．其過球心的某截面（紙面內(nèi)）如圖所示，一束單色光（紙面內(nèi)）從外球面上A點射入，入射角i=53o，光線在材料中的折射率為，經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切，已知光速為c，sin53o=0.8，cos53o=0.6。求：（1）單色光在材料中的傳播時間；（2）若單色光在該材料內(nèi)球面恰好發(fā)生全反射，從A點射入的光線與直線AO的夾角。272024·陜西·模擬預(yù)測）如圖，厚度為d=2.0cm的玻璃磚豎直固定在水平桌面上，其右表面鍍有反光膜，刻度尺在玻璃磚的左側(cè)與玻璃磚豎直平行放置，距玻璃磚左側(cè)表面距離為l=6.0cm。激光筆發(fā)出一束激光從刻度尺上的O點射向玻璃磚上表面，在刻度尺上觀察到P、Q兩個光點（光路未畫出讀出OP間的距離為16cm、PQ間的距離為3.0cm。已知光在真空中的速度c=3.0×108m/s，求（1）玻璃磚的折射率n；（2）激光從O點傳到P、Q兩點的時間差Δt（以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。1.（2024年新課標(biāo)考題）4.三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說法正A.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B.藍(lán)光光子的動量小于紅光光子的動量C.在玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D.藍(lán)光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】A【解析】AB．由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長大于藍(lán)光的波長，根據(jù)E=hv可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)p=可知藍(lán)光光子的動量大于紅光光子的動量，故A正確，B錯誤；C．由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)v=可知在玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯誤；D．光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯誤。故選A。2.（2024年上海卷考題）3.車載雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號，其中()A.僅激光是橫波B.激光與超聲波都是橫波C.僅超聲波是橫波D.激光與超聲波都不是橫波【答案】B【解析】車載雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出的激光和超聲波信號都是橫波。故選B。3.（2024年上海卷考題）5.在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強(qiáng)分布傳感器距離為L。（1）實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長為______。（2）在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比______A．增加B．不變C．減?。?）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有______（多選）A．減小縫寬B．使單縫靠近傳感器C．增大縫寬D．使單縫遠(yuǎn)離傳感器【答案】①.B②.B③.AD【解析】[1]N條暗條紋間距為D，說明條紋間距又 解得故選B。[2]加偏振片不會改變光的波長，因此條紋間距不變，B正確。故選B。[3]移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，根據(jù)單縫衍射規(guī)律，減小縫的寬度、增加單縫到光屏的距離可以增大中央亮紋寬度。故選AD。4.(2024年江蘇卷考題)2.用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會觀察到()A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮【答案】D【解析】立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，根據(jù)I=I0cos2θ可知將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片變暗，右鏡片變故選D。5.(2024年遼寧卷考題)4.某同學(xué)自制雙縫干涉實驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是()A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離【答案】A【解析】由于干涉條紋間距λ,可知：A．換用更粗的頭發(fā)絲，雙縫間距d變大，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變小，故A正確；B．換用紅色激光照雙縫，波長變長，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故B錯誤；C．增大紙板與墻面的距離l，則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大，故C錯誤；D．減小光源與紙板的距離，不會影響相鄰兩條亮紋中央間距Δx，故D錯誤。故選A。6.(2024年江蘇卷考題)6.現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ,打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示(β1<β2已知折射率隨濃度增大而變大。則()A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于β1<β2，根據(jù)折射定律可知n甲>n乙，故甲濃度大；根據(jù)v=可知光線在甲中的傳播速度較小，由sinC=可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。n故選A。7.(2024浙江1月卷考題)14.下列說法正確的是()A.相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C.電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化【答案】CD【解析】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強(qiáng)，故A錯誤；B．根據(jù)λ=具有相同動能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長較長，故B錯誤；C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。8.（2024年江西卷考題）9.某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實驗。下列說法正確的是A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內(nèi)越多【答案】BC【解析】A．進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實驗，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測量頭等元件，故A錯誤；B．透鏡的作用是使光更集中，故B正確；C．單縫的作用是獲得線光源，故C正確；D．根據(jù)條紋間距公式Δx=.λ可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內(nèi)越少，故D錯誤。故選BC。9.（2024年山東卷考題）4.檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是()A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格.【答案】C【解析】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C。10.（2024年廣東卷考題）6.如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是()A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點B.θ逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大【答案】B【解析】A．紅光的頻率比綠光的頻率小，則紅光的折射率小于綠光的折射率，在MN面，入射角相同，根據(jù)折射定律可知綠光在MN面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知綠光比紅光更靠近P點，故A錯誤；B．根據(jù)全反射發(fā)生的條件sinC=可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時，折射光線與NP面的交點左移過程中，在NP面的入射角先大于紅光發(fā)生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先消失，故B正確；C．在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無論θ多大，在MN面都不可能發(fā)生全反射，故C錯誤；D．根據(jù)折射定律逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小，故D錯誤。故選B。112024廣西高考真題）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，a<l，鏡面與光屏垂直，單色光波長為λ。下列說法正確的A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為λB．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為λC．若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)閚λD．若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，則該液體的折射率為λ【答案】AD【解析】AB．根據(jù)光的反射對稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據(jù)條紋間距公式可知故A正確，B錯誤；C．若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據(jù)λf=cv=λ1f=其中c為在真空中的光速，則，故C錯誤；D．若將整套裝置完全沒入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Δx，根據(jù)條紋間距公式有可得結(jié)合C選項的分析可知所以故D正確。故選AD。122024甘肅高考真題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ=30。時，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()A．該材料對紅光的折射率為·B．若θ=45。，光線c消失C．若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光D．若入射光a變?yōu)樽瞎猓饩€b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】A．根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時光線的折射角為60。，故折射率為故A正確；故C<45。，故若θ=45。，會發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；C．由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當(dāng)入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光，故C正確；D．對同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會垂直，故D錯誤。故選ABC。13.(2024浙江1月卷考題)12.氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式,n=3、4、5、6用Hδ和Hγ光進(jìn)行如下實驗研究，則()A.照射同一單縫衍射裝置，Hδ光的中央明條紋寬度寬B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，Hδ光的側(cè)移量小C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長度上Hγ光的平均光子數(shù)多D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的飽和光電流小【答案】C【解析】A．根據(jù)巴耳末公式可知，Hγ光的波長較長。波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，Hγ光的中央明條紋寬度寬，故A錯誤；B．Hγ光的波長較長，根據(jù)f=可知Hγ光的頻率較小，則Hγ光的折射率較小，在平行玻璃磚的偏折較小，Hγ光的側(cè)移量小，故B錯誤；C．Hγ光的頻率較小，Hγ光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，Hγ光的光子數(shù)較多，真空中單位長度上Hγ光的平均光子數(shù)多，故C正確；D．若Hδ、Hγ光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的頻率較小，Hγ光的光子能量較小，Hγ光的光子數(shù)較多，則Hγ光的飽和光電流大，Hδ光的飽和光電流小，故D錯誤。故選C。14.（2024年湖南卷考題）9．1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是()A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ=0。，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ=0。，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動【答案】BC【解析】CD．根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光（可以等效成虛像S′發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S′的距離為d，則d=2aS到光屏的距離為l，代入雙縫干涉公式可得則若θ=0°,沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面鏡，對l和d均沒有影響，則干涉條紋間距不變，也不會移動，故C正確，D錯誤；AB．同理再次畫出光路圖有沿OA向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置→②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置→①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動，故A錯誤，B正確。故選BC。15.(2024年河北卷考題)11.某同學(xué)通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖1所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進(jìn)行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：單色光類別x1/mmx6/mm單色光110.6018.64單色光2.18.08【答案】綠光根據(jù)Δx=可得由圖表帶入數(shù)據(jù)可知Δx1=mm=1.608mm則λ1<λ2已知綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。16.(2024年湖北卷考題)11.某同學(xué)利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA,和BB,，交點為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA,，并使其圓心位于O點，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點P。④分別過M、P作BB'的垂線MM,、PP,，M,、P,是垂足，并用米尺分別測量MM,、PP,的長度x和y。⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④,得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y一x圖像，如圖（b）所示。（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_____（單選，填標(biāo)號）。A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點作為入射點，是因為此處的折射現(xiàn)象最明顯（2）根據(jù)y一x圖像，可得玻璃磚的折射率為_____（保留三位有效數(shù)字）。（3）若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結(jié)果_____（填“偏大”“偏【答案】（1）B（2）1.57（3）不變【解析】（1）A．入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測量的誤差會變大，故A錯誤；B．激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差，故B正確；C．相同的材料在各點的折射效果都一樣，故C錯誤。故選B。（2）設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為sini=折射角的正弦值為sinr=折射率可知y一x圖像斜率大小等于折射率，即n=≈1.57（3）根據(jù)（2）中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結(jié)果不變。17.（2024年安徽卷考題）11.某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗.（1）為測量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實驗，以下表述正確的一項是。（填正確答案標(biāo)A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a,B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2C.實驗時入射角θ1應(yīng)盡量小一些，以減小實驗誤差（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面．保持相同的入射角，根據(jù)實驗結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示．此實驗初步表明：對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)．頻率大，折射率（填“大”或“小”）（3）為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃 n介質(zhì)（填“>”或“<”）。此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。【答案】（1）B（2）大（3）>【解析】（1）A．在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與a對齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線a’代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a’，故A錯誤；B．在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2，故B正確；C．實驗時入射角θ1應(yīng)盡量大一些，但也不能太大（接近90O以減小實驗誤差，故C錯誤；故選B。（2）由圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因為綠光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。（3）根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率為n玻璃=該介質(zhì)的折射率為n介質(zhì)=，其中α218.（2024全國甲卷考題）16.一玻璃柱的折射率其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時，光線進(jìn)入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時h與R的比值?！敬鸢浮?【答案】【解析】如圖，畫出光路圖可知設(shè)臨界角為C，得根據(jù)α=β+C可得解得故可得故可知19.（2024年山東卷考題）15.某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均（1）求sinθ;（2）以θ角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點D（圖中未標(biāo)出）到E點距離的范圍?！窘馕觥浚?）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為α,則根據(jù)折射定律有由于折射光線垂直EG邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知α=上FEG=30。代入數(shù)據(jù)解得sinθ=0.75（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達(dá)半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖則根據(jù)幾何關(guān)系可知FE上從P點到E點以θ角入射的單色光線第一次到達(dá)半圓弧AMB都可以發(fā)生全反射，根據(jù)全反射臨界角公式有sinC=設(shè)P點到FG的距離為l，則根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)=RsinC又因為xPE=聯(lián)立解得xPE=所以光線在EF上的入射點D到E點的距離范圍為0<x≤一、單選題12024·北京海淀·三模）如圖，A和B兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都從圓心O沿OC方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)。那么在光電效應(yīng)實驗中（如圖所示調(diào)節(jié)這兩束光的光強(qiáng)并分別照射相同的光電管。使實驗中這兩束光都能在單位時間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，實驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以A、B表示，則下列4圖中可能正確的是哪些？()【答案】D【解析】由光路的可逆性可知，單色光A的偏轉(zhuǎn)程度較大，其折射率較大，頻率較高，由Ekm=hvW0又eUC=Ekm可知單色光A的遏制電壓較大，根據(jù)I=可知二者的飽和光電流相等。如果所加的電壓U=0，兩束光在單位時間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，則相同時間到達(dá)陽極的光電子的數(shù)量相等，光電流相等。故選D。 22024·山東煙臺·三模）如圖所示，一裝滿水的長方體玻璃容器，高度為7a，上下兩個面為邊 長32a的正方形，底面中心O點放有一單色點光源，可向各個方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點的小甲蟲，已知水對該單色光的折射率為則小甲蟲能在水面上看到點光源的活動區(qū)域面積為A．18a2B．9πa2C．7πa2D．6.25a2【答案】A【解析】全反射的臨界角滿足sinC=當(dāng)入射角為臨界角時，在上表面能折射出光線的最大半徑為r，光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得tanC=解得r=3a故小甲蟲能在整個水面上看到點光源，活動區(qū)域面積為2=18a2故選A。32024·山東濰坊·三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細(xì)光束從P點射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃,出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°=0.6，A．光束在P點的入射角為53°B．“水晶球”的折射率為1.6C．光在“水晶球”中的傳播速度為cD．光在“水晶球”中的傳播時間為【答案】B【解析】B．根據(jù)題意作出光路圖如圖由幾何關(guān)系可知，光線射出時的折射角r為2θ,折射率=2cosθ=1.6故B正確；A．由圖β=r=2θ=74°,故A錯誤；C．光在“水晶球”中的傳播速度為c，故C錯誤；D．光在“水晶球”中傳播的距離l=2acosθ時間帶入數(shù)據(jù)有，故D錯誤。故選B。42024·河北·三模）氫原子能級圖如圖所示，大量處于n=3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，會輻射出不同頻率的光，用這些光照射金屬錫，已知金屬錫的逸出功為4.42eV，關(guān)于這些輻射出的光，下列說法正確的是()A．躍遷中有6種不同頻率的光B．只有1種頻率的光能使錫發(fā)生光電效應(yīng)C．對同一種介質(zhì)，a光的臨界角小于b光的臨界角D．用同一裝置進(jìn)行雙縫實驗，a光干涉條紋的寬度大于b光干涉條紋的寬度【答案】C【解析】A．躍遷中共可以釋放光的種類數(shù)為N=C=3，故A項錯誤；B．由光電效應(yīng)可知，若要使錫發(fā)生光電效應(yīng)，則光子的能量應(yīng)該大于逸出功，則躍遷中釋放的3種光Ec=1.51(3.4)eV=1.89eV，所以有兩種光可以使錫發(fā)生光電效應(yīng)，故BEcC．由于光子的能量為E=hv，由之前的分析可是a光的能量大于b光的能量，所以a光的頻率大于b光的頻率。即a光的折射率大于b光的折射率，由于臨界角有sinC=所以b光的臨界角大于a光的臨界角，故C項正確；D．由于a光的頻率大，所以a光的波長小，干涉的條紋間距為所以a光的條紋間距小，故D項錯誤。故選C。52024·山西·模擬預(yù)測）高壓汞燈，UV光刻機(jī)的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的。高壓汞燈輻射的光通過圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機(jī)的是()A．a(chǎn)B．bC．dD．e【答案】C【解析】根據(jù)折射率的定義式有由圖可知，五束光在空氣中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介質(zhì)中的折射角依次減小，可知折射率越大，波長越小，則有λa>λb>λc>λd>λe由于只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的，根據(jù)題中給出的五條尖銳的光譜線的波長大小關(guān)系，可知，只有d光束適合UV光刻機(jī)。故選C。62024·福建寧德·三模）雨后天空中出現(xiàn)的弧形彩帶，色彩鮮明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如圖所示為形成的光路圖，一束太陽光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是兩種單色光，下列說法正A．a(chǎn)光的波長大于b光的波長B．水滴對a光的折射率大于對b光的折射率C．在水滴中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度D．在完全相同的條件下做雙縫干涉實驗，b光對應(yīng)的干涉條紋間距較寬【答案】A【解析】B．根據(jù)光路圖可知，兩束光的入射角相等，在介質(zhì)中a光的折射角大，b光的折射角小，根據(jù)折射定律可知，水滴對a光的折射率小于對b光的折射率，故B錯誤；A．由于水滴對a光的折射率小于對b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，所以a光的波長大于b光的波長，故A正確；C．根據(jù)v=可知，在該介質(zhì)中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，故C錯誤；D．根據(jù)Δx=λ可知，在相同的條件下，a光的波長大于b光的波長，所以a光對應(yīng)的干涉條紋間距較寬，故D錯誤。故選A。72024·廣東·三模）如圖甲所示，自行車后尾燈本身并不發(fā)光，但夜晚在燈光的照射下會顯得特別明亮，研究發(fā)現(xiàn)尾燈內(nèi)部是由折射率較大的實心透明材料制成，結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當(dāng)光由實心材料右側(cè)面垂直入射時，自行車尾燈看起來特別明亮的原因是()A．光的折射B．光的全反射C．光的干涉D．光的衍射【答案】B【解析】光在自行車后尾燈內(nèi)部發(fā)生了全反射，因此看起來特別明亮。故選B。82024·河北保定·三模）如圖所示，泳池底有一個點光源P，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，MN為圓錐底面的一條直徑。已知池水深1.8m，圓錐的母線與水平方向所成的角為A.θ為水的臨界角B．水的折射率為C．水面上亮斑的面積為D．光在水中傳播的最短時間為8．0×10一9s【答案】D【解析】A．由光路圖知，發(fā)生全反射時的臨界角為π一θ,A錯誤；2B．由折射率公式知由圖可知sinC=sin故折射率為，B錯誤；C．由題知，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，設(shè)錐形范圍半徑為r，PN距離為x，則根據(jù)幾何關(guān)系知sinθ=代入得x=，則=sinC代入得水面上亮斑的面積為S=πr2代入得2≈故選D。92024·重慶·二模）下列說法正確的是()A．聲源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率大B．肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的偏振現(xiàn)象C．將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運到黑龍江后應(yīng)調(diào)整其擺長D．雙縫干涉實驗中形成的干涉圖樣，條紋間距與光的頻率無關(guān)【答案】C【解析】A．聲源遠(yuǎn)離觀察者時，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率小，故A錯誤；B．肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故B錯誤；C．根據(jù)T=2π將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運到黑龍江后，由于重力加速度發(fā)生變化，所以應(yīng)調(diào)整其擺長，故C正確；D．雙縫干涉實驗中形成的干涉圖樣，根據(jù)Δx=可知條紋間距與光的波長有關(guān)，則與光的頻率有關(guān)，故D錯誤。112024·遼寧丹東·二模）在用上下表面平行的同一塊玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，甲、乙兩名同學(xué)分別用不同顏色的單色光進(jìn)行測量，兩人做出的光路圖如下，α>β,則下列說法正確的是()A．由于是同一塊玻璃磚，所以兩人測得的折射率是相同的B．在上述實驗中，若增大入射角θ則乙同學(xué)所用的單色光在下表面先發(fā)生全反射現(xiàn)象C．甲同學(xué)所用的單色光在玻璃磚中傳播的速度更快D．若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實驗，則甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更窄【答案】C【解析】A．根據(jù)折射定律可知，入射角相等，但折射角不同，所以甲同學(xué)測得的折射率較小，故A錯B．增大入射角θ,光b?界面射出時的入射角增大，根據(jù)折射定律可知，射出時的入射角不會超過臨界角，所以單色光在下表面不可能發(fā)生全反射，故B錯誤；C．甲同學(xué)測得的折射率較小，根據(jù)v=可知，光在玻璃磚中傳播的速度更快，故C正確；D．甲同學(xué)測得的折射率較小，波長較長，若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實驗，根據(jù)λ可知，甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更寬，故D錯誤。故選C。112024·遼寧阜新·模擬預(yù)測）如圖所示，AB、CD、DE為三個透明平板固定放置，AB水平，CD的傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是()B.D.【答案】A【解析】光線在空氣膜的上、下表面發(fā)生反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為θ,δ1、δ2處為兩相鄰亮條紋，如圖所示：則此兩處的光程分別為δ1=2d1δ2=2d2=λ設(shè)此兩相鄰亮紋中心的距離為Δl，則由幾何關(guān)系得=tanθ可知夾角越小，條紋間距越大，根據(jù)題意CD的傾角比DE的傾角大，故左側(cè)對應(yīng)部分相鄰兩條紋間距小于右側(cè)相鄰兩級條紋間距。故選A。122024·福建南平·三模）沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大氣層不同高度空氣的溫度不同造成的，已知空氣的折射率隨溫度升高而減小。下列圖中能正確描述蜃景現(xiàn)象的是()C.【答案】A【分析】本題是一道簡單題，考察的是海市蜃樓和沙漠蜃景的成因，應(yīng)用到的是光的全反射和折射率的相關(guān)知識。海市蜃樓和沙漠蜃景是在光的全反射新課教學(xué)中必須學(xué)習(xí)的知識，但是一方面學(xué)生學(xué)習(xí)的時候經(jīng)常不注意細(xì)節(jié)，例如哪邊是冷空氣、哪邊是熱空氣、是正立還是倒立的像等；另一方面在復(fù)習(xí)的時候也容易忽視這一塊的相關(guān)知識，不管是在復(fù)習(xí)知識點還是在平時做題時都較少關(guān)注到這方面的知識?！窘馕觥緼B．太陽照到沙地上，接近地面的熱空氣比上層空氣的密度小，折射率也小。從遠(yuǎn)處物體射向地面的光，進(jìn)入折射率較小的熱空氣層時被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會在看到遠(yuǎn)處物體的倒立的虛像，如圖1。選項A正確，B錯誤；CD．太陽照到海面上，接近海面的冷空氣比上層空氣的密度大，折射率也大。從遠(yuǎn)處物體射向大氣層的光，進(jìn)入折射率較小的熱空氣層時被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會在看到遠(yuǎn)處物體的正立的虛像，如圖2。選項CD錯誤。故選A。132024·山東濟(jì)南·三模）如圖所示為雙縫干涉實驗裝置示意圖，單色光源S到兩縫S1、S2的距離相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是()A．增大雙縫到屏的距離并下移光源B．減小雙縫間距離并上移光源C．減小光源到雙縫的距離并上移光源D．更換波長更短的單色光源并下移光源【答案】D【解析】根據(jù)雙縫干涉的相鄰亮條紋中心間距公式Δx=λ可知，要使條紋之間的距離變小，可以通過減小單色光的波長、減小雙縫到屏的距離或增大兩縫間的距離來完成，要想使干涉條紋上移，可下移光源。故選D。142024·安徽·三模）如圖所示，某柱狀透明介質(zhì)的橫截面為四分之一圓環(huán)ABCD，圓環(huán)內(nèi)徑為R，外徑為λR(λ未知）。一束與底邊CD平行且相距CD為d的光從介質(zhì)外表面上的E點射入，調(diào)整d的大小，存在某一臨界值d0，使得無論λ及介質(zhì)的折射率為多少，該光束一定會在BC表面發(fā)生全反射，則d0等于A．B．C．D．R【答案】D【解析】光路圖如圖所示光在E點折射，由折射定律在△OEF中，由正弦定理得sinθ=λsinβ≥sin恒成立，又sinα=聯(lián)立可知有d≥R恒成立，故有d0=R故選D。152024·山東·模擬預(yù)測）如圖甲所示裝置可以用來檢查精密光學(xué)平面的平整程度。當(dāng)單色光a垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖乙所示；當(dāng)單色光b垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖丙所示。該檢測方法是利用光的干涉原理，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的波長小于b光的波長B．在相同透明玻璃介質(zhì)中a光的傳播速度小于b光的傳播速度C．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變疏D．若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變密【答案】C【解析】A．由題意可知，光線在空氣膜的上、下表面上反射，并產(chǎn)生干涉，從而形成干涉條紋，設(shè)空氣膜的頂角為θ,d1、d2處為兩相鄰明條紋，如圖所示，則兩處光的路程差為δ1因為光程差=λd2d1=設(shè)條紋間距為Δl，由幾何關(guān)系可得=tanθ則有可知條紋間距與光的波長成正比，a光干涉條紋間距大于b光，因此a光的波長大于b光的波長，A錯誤；B．a(chǎn)光的波長大于b光的波長，因此a光的頻率小于b光，在同一介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，所以在相同透明玻璃介質(zhì)中a光的折射率小于b光；由光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率的關(guān)系公式是光在真空中的光速）可知，在相同透明玻璃介質(zhì)中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，B錯誤；CD．若抽去一張紙片，可知θ變小，由Δl=可知，條紋間距Δl變大，因此觀察到的條紋將變疏，C正確，D錯誤。故選C。162024·湖北·一模）如圖所示，平靜的水面上漂浮一塊厚度不計的圓形木板。一條小魚以0.5m/s的水平速度勻速游過，其運動軌跡正好在木板直徑的正下方，離水面的高度h=0.4m。小魚從木板下方游過圓形木板的直徑約為()A．0.91mB．1.41mC．1.91mD．2.41m【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，當(dāng)小魚反射的光在荷葉邊緣水面上發(fā)生全反射時，則在水面上看不到蝌蚪根據(jù)全反射的臨界角公式可得sinC=則tanC=在水面之上看不到時小魚運動的位移x=vt=0.5m結(jié)合幾何關(guān)系可知tanC=，解得d=1.41m故選B。172024·遼寧沈陽·三模）彩虹是太陽光經(jīng)過球形雨滴發(fā)生兩次折射和一次反射形成的，彩虹成因的簡化示意圖如圖所示。若某單色細(xì)光束從P點射入折射率為的雨滴，入射角為45o，在雨滴內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后從Q點射出。已知雨滴的半徑為R，真空中的光速為c，則() 2323Rc B．細(xì)光束在雨滴內(nèi)經(jīng)歷的時間為C．入射光線與出射光線之間的夾角α為60oD．入射光線與出射光線之間的夾角α為30o【答案】D【解析】做光路圖由題意可得解得θ=30。根據(jù)光線從空氣到水中與水中的空氣中的對稱性，由幾何關(guān)系得細(xì)光束在雨滴內(nèi)所走的路程細(xì)光束在雨滴內(nèi)的速度細(xì)光束在雨滴內(nèi)的時間夾角α大小為180。-75。-75。=30。故選D。182024·廣東·二模）圖甲為太陽光穿過轉(zhuǎn)動的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽光穿過六角形冰晶的過程，a、b是其中兩種單色光的光路，則在冰晶中()A．a(chǎn)的折射率比b的大B．a(chǎn)的頻率比b的大C．a(chǎn)的傳播速度比b的小D．a(chǎn)的波長比b的大【答案】D【解析】由圖可知，太陽光射入冰晶時，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，則a的折射率比b的小，a的頻率比b的小，a的波長比b的大；根據(jù)v=可知a的傳播速度比b的大。故選D。192024·河北·三模）某科學(xué)小組在進(jìn)行光纖的模擬試驗過程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置在試驗臺上，從玻璃管外平視觀察到管的內(nèi)徑為d，若該玻璃管的折射率為n，則管的實際內(nèi)徑約為()【答案】C【解析】作出光路圖如圖所示：從內(nèi)壁上發(fā)出任意兩根光線，它們折射出空氣反向延長線交點位置即為管外觀察到的內(nèi)徑位置，設(shè)玻璃管外徑L，由題意可得sinα=，sinβ=折射率解得故選C。二、多選題202024·湖北武漢·二模）如圖所示，PQ是半圓柱體玻璃截面的直徑，一束由兩種單色光組成的復(fù)色光從真空中經(jīng)P點斜射入玻璃，兩單色光分別從A、B兩點射出玻璃。設(shè)從A、B點射出的光線波長分別為λA和λB，從P點傳播到A、B點的時間分別為tA和tB，下列說法正確的是()A.λA<λBB.λA>λBC．tA<tBD．tA=tB【答案】AD【解析】AB．做出入射點P的法線，如圖根據(jù)點射出的單色光折射角較小，折射率較大，其波長較小。故A正確；B錯誤；CD．由幾何關(guān)系，可得s=2Rsinr又可