押全國(guó)卷34(2)題-光學(xué)(解析版)(原卷專用)

押2022年新高考全國(guó)卷第34（2）題光學(xué)悟規(guī)律：光學(xué)知識(shí)的考查主要以折射定律、全反射等為主，而且所占分值較大，考生應(yīng)重點(diǎn)備考。可能對(duì)本部分內(nèi)容的考查仍將以圖像為主，并以光的折射和全反射為重點(diǎn)考查光學(xué)知識(shí)?？键c(diǎn)內(nèi)容常見(jiàn)題型及要求光的折射與全反射填空題、計(jì)算題光的干涉和衍射填空題、計(jì)算題幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合分析填空題、計(jì)算題秘籍一光的折射與全反射1．常用的三個(gè)公式eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n，n＝eq\f(c,v)，sinC＝eq\f(1,n).2．折射率的理解(1)折射率與介質(zhì)和光的頻率有關(guān)，與入射角的大小無(wú)關(guān)．(2)光密介質(zhì)指折射率大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì)．(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越?。?．求解光的折射和全反射問(wèn)題的思路(1)根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線．(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系．(3)利用折射定律等公式求解．(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性．秘籍二光的干涉和衍射光的雙縫干涉和單縫衍射的比較雙縫干涉單縫衍射產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或狹縫的尺寸足夠小(明顯衍射)圖樣不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗與光的偏振的區(qū)別干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波秘籍三幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合分析各種色光特征比較項(xiàng)目紅→紫頻率越來(lái)越高波長(zhǎng)越來(lái)越短折射率越來(lái)越大介質(zhì)中傳播速度越來(lái)越小發(fā)生全反射時(shí)的臨界角越來(lái)越小光子能量越來(lái)越大（2021·全國(guó)乙卷·T34）10用插針?lè)y(cè)量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)中用A、B兩個(gè)大頭針確定入射光路、C、D兩個(gè)大頭針確定出射光路，O和分別是入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，如圖（a）所示。測(cè)得玻璃磚厚度為，A到過(guò)O點(diǎn)的法線的距離，M到玻璃磚的距離，到的距離為。（?。┣蟛ＡТu的折射率；（ⅱ）用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，玻璃磚的截面如圖（b）所示。光從上表面入射，入時(shí)角從0逐漸增大，達(dá)到時(shí)、玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角。

1、（2019·全國(guó)=1\*ROMANI卷·T34）如圖，一般帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m。距水面4m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率為（i）求桅桿到P點(diǎn)的水平距離；（ii）船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí)，從水面射出后仍然照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。（2020·全國(guó)=2\*ROMANII卷·T34）直角棱鏡的折射率n=1.5，其橫截面如圖所示，圖中∠C=90°，∠A=30°。截面內(nèi)一細(xì)束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的D點(diǎn)射入，經(jīng)折射后射到BC邊上。（1）光線在BC邊上是否會(huì)發(fā)生全反射?說(shuō)明理由；（2）不考慮多次反射，求從AC邊射出光線與最初的入射光線夾角的正弦值。（2021·全國(guó)甲卷·T34）如圖，單色光從折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為_(kāi)__________m/s；對(duì)于所有可能的入射角，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間t的取值范圍是___________s≤t<___________s（不考慮反射）。（2020·全國(guó)=3\*ROMANIII卷·T34）如圖，一折射率為的材料制作的三棱鏡，其橫截面為直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°。一束平行光平行于BC邊從AB邊射入棱鏡，不計(jì)光線在棱鏡內(nèi)的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區(qū)域的長(zhǎng)度的比值。4、（2019·全國(guó)=3\*ROMANIII卷·T34）如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=90°，∠B=30°．一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡，然后垂直于AC邊射出．（1）求棱鏡的折射率；（2）保持AB邊上的入射點(diǎn)不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出．求此時(shí)AB邊上入射角的正弦．1．（2022·四川涼山·二模）用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置做甲、乙兩種光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，獲得的雙縫干涉條紋分別如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是（

）A．甲光的波長(zhǎng)比乙光的波長(zhǎng)大B．甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度C．對(duì)同一種介質(zhì)，甲光的折射率小于乙光的折射率D．從同種介質(zhì)射向空氣甲光發(fā)生全反射的臨界角小于乙光E．遇到同一障礙物，乙光比甲光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象2．（2022·廣西柳州·二模）下列說(shuō)法中正確的是（

）A．光的偏振實(shí)驗(yàn)表明，光是一種縱波B．光從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時(shí)可能發(fā)生全反射C．采用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光比紫光條紋寬度大D．在同一種介質(zhì)中，波長(zhǎng)越短的光傳播速度越小E．由于超聲波的頻率很高，所以超聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象3．（2022·云南昆明·一模）下列說(shuō)法正確的是（）A．衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射B．物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，其振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率C．當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，可能出現(xiàn)反射光線消失，只剩折射光線的現(xiàn)象D．用超聲波被血流反射回來(lái)其頻率發(fā)生變化測(cè)量血流速度，是多普勒效應(yīng)的應(yīng)用E．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在距離雙縫的路程差為波長(zhǎng)奇數(shù)倍處呈現(xiàn)暗條紋4．（2022·安徽蚌埠·三模）如圖，直角三角形ABC為固定的玻璃三棱鏡的截面，∠ACB=90°，∠A=37°，P是AB面上的一點(diǎn)?由a?b兩種單色光組成的一束光射向P點(diǎn)，入射光與AB面的夾角θ=53°時(shí)，a?b光均從AC邊射出逐漸增大θ角，當(dāng)θ=90°時(shí)，恰好只有b光從AC邊射出?sin53°=0.8，則下面選項(xiàng)正確的是（）A．棱鏡對(duì)a光的折射率為B．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率C．在棱鏡中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D．用同一個(gè)凸透鏡做實(shí)驗(yàn)，a光實(shí)驗(yàn)時(shí)的焦距小于用b光實(shí)驗(yàn)時(shí)的焦距E．用同一臺(tái)雙縫干涉器材做實(shí)驗(yàn)，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距5．（2022·內(nèi)蒙古赤峰·高三期末）下列說(shuō)法正確的是（）A．光導(dǎo)纖維傳送圖像信息是利用了光的全反射原理B．電磁波不能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，而機(jī)械波能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)C．兩列相干波的波峰與波峰疊加相互加強(qiáng)，波谷與波谷疊加相互削弱D．赫茲通過(guò)測(cè)量證明，電磁波在真空中具有與光相同的速度cE．在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生所測(cè)g值偏大，可能是把n次擺動(dòng)誤記為次6．（2022·四川南充·二模）如圖所示，一個(gè)是夠大的容器中盛滿某種透明液體。MN為該液體與空氣的水平分界面，其上有一以A點(diǎn)為圓心，半徑為d=m的圓形不透光薄片，已知分界面上A點(diǎn)正下方h=3m深處有一點(diǎn)光源O，該點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)不透光薄片的邊緣B點(diǎn)處射入空氣時(shí)，其折射光線與反射光線恰好垂直。（1）求該透明液體對(duì)該光的折射率n；（2）若在點(diǎn)光源O正下方也為h=3m的P處水平放置一足夠大的平面鏡，試計(jì)算點(diǎn)光源O在分界面MN上照亮區(qū)域的面積（取π=3）。7．（2022·貴州·頂效開(kāi)發(fā)區(qū)頂興學(xué)校高三期末）如圖所示，截面是直角三角形的棱鏡ABC，∠A=30°，它對(duì)紅光的折射率=，對(duì)紫光的折射率n2=，在距AC邊d處有一與AC平行的光屏?，F(xiàn)有由紅光和紫光兩種色光組成的很細(xì)的光束垂直AB邊射入棱鏡，求：（1）紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度之比；（2）在光屏MN上兩光點(diǎn)間的距離。8．（2022·云南昆明·一模）如圖所示，矩形abcd為一玻璃磚的橫截面，玻璃磚ab面鍍銀，bc邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)。由單色光1、單色光2組成的一細(xì)光束，在abcd平面內(nèi)從cd面上的O點(diǎn)以入射角射入玻璃磚，該玻璃磚對(duì)單色光1、單色光2的折射率分別為n1和n2，。求經(jīng)ab面反射一次后從cd面射出的兩單色光線間的距離。9．（2022·安徽·蕪湖一中一模）一圓柱形透明介質(zhì)放在水平地面上，其橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，半徑為R，直徑BC豎直，右側(cè)半圓面鍍銀。一光線從離地高度為的A點(diǎn)水平向右射入介質(zhì)，在鍍銀處發(fā)生一次反射后射出介質(zhì)，且射出時(shí)光線水平向左，已知光在真空中的傳播速度為c。（1）畫(huà)出光在介質(zhì)中傳播的光路圖并求介質(zhì)的折射率n；（2）求光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間t。10．（2022·內(nèi)蒙古赤峰·高三期末）半徑為R的固定半圓柱形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，為直徑的垂線。足夠大的光屏緊靠在玻璃磚的右側(cè)且與垂直。一束復(fù)色光沿半徑方向與成角射向O點(diǎn)，已知復(fù)色光包含折射率從到的光束，因而光屏上出現(xiàn)了彩色光帶。（1）求彩色光帶的寬度；（2）當(dāng)復(fù)色光入射角逐漸增大時(shí)，光屏上的彩色光帶將變成一個(gè)光點(diǎn)，求角至少為多少時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。11．（2022·黑龍江齊齊哈爾·一模）如圖所示，一玻璃工件的橫截面為等腰三角形ABC，已知AB＝BC＝L，∠B＝120°，E為AB邊的中點(diǎn)，AB面鍍有反射膜。將一束單色光從D點(diǎn)垂直AC邊射入工件，光線在E點(diǎn)發(fā)生反射之后再經(jīng)AC邊反射，最后從BC邊上的某點(diǎn)平行于AC邊射出。已知光在真空中的傳播速度為c，不考慮光在BC面的反射。求：①該玻璃工件材料的折射率，并判斷單色光能否從AC邊射出；②單色光從射入工件到射出工件所用的傳播時(shí)間?！敬鸢浮竣伲荒?；②12．（2022·寧夏·銀川一中一模）圖所示，陰影部分為一均勻透明材料做成的柱形光學(xué)元件的橫截面，是一半徑為R的圓弧，D為圓弧的圓心，構(gòu)成正方形，在D處有一單色線光源。當(dāng)光從中點(diǎn)E射出時(shí)，折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)中點(diǎn)F，不考慮二次反射和折射。求：①該材料對(duì)該光的折射率；②當(dāng)光的入射點(diǎn)由A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中，邊有光射出的區(qū)域的長(zhǎng)度。（限時(shí)：30分鐘）1.（2022·北京市海淀區(qū)高三下學(xué)期一模）以下現(xiàn)象不屬于衍射的是（）A.白光經(jīng)過(guò)狹窄的單縫得到彩色圖樣 B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清 D.光照射不透明圓盤(pán)的陰影中心出現(xiàn)亮斑2.（2022·江蘇七市高三下學(xué)期二模）劈尖干涉是一種薄膜干涉，如圖所示，將一塊平板玻璃a放置在另一平板玻璃b上，在一端夾入兩張紙片，當(dāng)單色光從上方入射后，從上往下可以看到干涉條紋。則（）A.干涉條紋是由a、b上表面反射的光疊加產(chǎn)生的B.相鄰的暗條紋對(duì)應(yīng)位置下方的空氣膜厚度差不同C.若抽去一張紙片，條紋變密D.若某亮條紋發(fā)生彎曲，該亮條紋對(duì)應(yīng)位置的空氣膜厚度仍相等3.（2022·江蘇七市高三下學(xué)期二模）一束單色光穿過(guò)兩塊兩面平行的玻璃磚，出射光線與入射光線的位置關(guān)系可能正確的是（）A.B.C. D.4.（2022·江蘇南京鹽城市高三下學(xué)期二模）某小組用圖甲裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)完畢后，在屏上觀察到如圖乙所示的豎直條紋。下列說(shuō)法正確的是（）A.裝置中的雙縫沿水平方向放置B.僅向右移動(dòng)單縫，使之靠近雙縫，干涉條紋間距將變大C.僅更換雙縫間距更小的雙縫，干涉條紋間距將變大D.僅將紅色濾光片換為綠色濾光片，干涉條紋間距將變大5.如（2022·江蘇南京鹽城市高三下學(xué)期二模）圖所示，一束激光斜射到一塊折射率為1.5的長(zhǎng)方體玻璃磚上表面后折射到側(cè)面，已知入射光與玻璃磚上表面間的夾角為45°，則光離開(kāi)側(cè)面的路徑是（）A.A B.B C.C D.D6.（2022·山東濟(jì)南市高三下學(xué)期一模）2021年12月9日，“天宮課堂”第一課正式開(kāi)講，某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，想研究光在含有氣泡的水球中的傳播情況，于是找到一塊環(huán)形玻璃磚模擬光的傳播，俯視圖如圖所示。光線a沿半徑方向入射玻璃磚，光線b與光線a平行，兩束光線之間的距離設(shè)為x，已知玻璃磚內(nèi)圓半徑為R，外圓半徑為2R，折射率為，光在真空中的速度為c，不考慮反射光線，下列關(guān)于光線b的說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)時(shí)，光不會(huì)經(jīng)過(guò)內(nèi)圓B.當(dāng)時(shí)，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為45°C.當(dāng)時(shí)，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線平行D.當(dāng)時(shí)，光從內(nèi)圓通過(guò)的時(shí)間為7.（2022·山東濰坊市高三下學(xué)期一模）如圖所示，是半圓柱體透明型材橫截面，圓心在O點(diǎn)，為直徑，半徑為R。一細(xì)束單色光從真空中面上無(wú)限接近A處斜射入該型材，入射角，在D點(diǎn)反射后反射光線與平行（反射光線圖中未畫(huà)出）。已知光在真空中的傳播速度為c，求：（1）該型材對(duì)該單色光的折射率n；（2）該單色光從射入型材到射出型材所用的時(shí)間t。8.（2022·廣東普通高中高三下學(xué)期一模）如圖，直角三棱鏡ABC由某種透明物質(zhì)制成，AC外表面鍍有水銀。一束與BC邊平行的光線從AB邊的D點(diǎn)射入棱鏡。已知AB=2m，AD=0.5m，∠B=30°，棱鏡對(duì)該光的折射率。求光線第一次到達(dá)BC面時(shí)在BC面發(fā)生折射的入射角及入射點(diǎn)與C點(diǎn)的距離。

9.（2022·山東菏澤高三下學(xué)期一模）小明同學(xué)為了測(cè)量某長(zhǎng)方體透明物質(zhì)的折射率，用黑紙制作了一個(gè)頂角為60°的圓錐形紙筒，在頂點(diǎn)固定一發(fā)光二極管（可看成點(diǎn)光源），用支架懸掛在桌面上方，如圖所示。然后進(jìn)行了如下操作：A．用游標(biāo)卡尺測(cè)量出待測(cè)長(zhǎng)方體的厚度dB．在桌面上鋪一張白紙，接通電源使二極管發(fā)光，用鉛筆描出在白紙上被照亮的光斑邊緣；C．把被測(cè)長(zhǎng)方體平放在白紙上，調(diào)整支架使圓錐紙筒上下移動(dòng)，直到照在白紙上的光斑再次充滿已經(jīng)描下的區(qū)域，測(cè)量出圓錐紙筒移動(dòng)的距離，記為hD．計(jì)算出該材料的折射率nE．改變初始時(shí)圓錐紙筒距離白紙的高度，重復(fù)步驟B、C、