高二下學(xué)期物理期末復(fù)習(xí)沖刺訓(xùn)練04光學(xué)（基本概念典型題型）（人教版2019選擇性）2

期末復(fù)習(xí)講義三機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波(精選各地最新試題，老師們可根據(jù)學(xué)情靈活選取)知識(shí)梳理1．光的反射與折射如圖所示，當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的________時(shí)，一部分光仍________原來(lái)的介質(zhì)里繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫作光的反射；另一部分光________第二種介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫作光的折射。2．折射定律(1)內(nèi)容：入射光線、折射光線和法線在________________________，入射光線與折射光線分居________的兩側(cè)；__________的正弦值與____________的正弦值之比為一常數(shù)。(2)表達(dá)式：eq\f(sini,sinr)＝n(i為入射角，r為折射角)。3．光路可逆：在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路是________的。3．全反射臨界角光從某種介質(zhì)射向__________________、折射角為_(kāi)_______時(shí)的入射角，稱(chēng)為這種介質(zhì)的臨界角。設(shè)該介質(zhì)折射率為n，臨界角為C，有：sinC＝________。4．全反射發(fā)生的條件(1)光從________介質(zhì)射入________介質(zhì)。(2)入射角________________臨界角。5．光的干涉a.當(dāng)光從兩狹縫到屏上某點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)eq\f(λ,2)的________________(即波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍)時(shí)，這些點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)路程差為半波長(zhǎng)eq\f(λ,2)的________________時(shí)，這些點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。b.相干光：光干涉的必要條件是兩列光的________相同。能發(fā)生干涉的兩束光稱(chēng)為相干光。c.光的干涉現(xiàn)象充分表明光是一種________。d．干涉圖樣(1)單色光的干涉圖樣：如圖所示，干涉條紋是的明暗相間的條紋。(2)白光的干涉圖樣：中央條紋是的，兩側(cè)干涉條紋是條紋。(3)干涉條紋間距公式：6．光的衍射a：明顯衍射的條件：b：?jiǎn)紊馔ㄟ^(guò)狹縫時(shí)，在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央條紋，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄；白光通過(guò)狹縫時(shí)，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為條紋。c：.圓孔衍射：光通過(guò)小孔(孔很小)時(shí)，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)。如圖所示。中央是大且亮的圓形亮斑，周?chē)植贾靼迪嚅g的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越小。d：圓板衍射(泊松亮斑)若在單色光傳播途中放一個(gè)較小的圓形障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑。衍射圖樣如圖所示。中央是亮斑(與圓孔衍射圖樣中心亮斑比較，泊松亮斑較小)，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。7.光的偏振a．偏振現(xiàn)象(1)當(dāng)狹縫的方向與繩的振動(dòng)方向________時(shí)，繩上橫波可以傳過(guò)去；狹縫的方向與繩的振動(dòng)方向________時(shí)，繩上橫波就不能通過(guò)了，這種現(xiàn)象叫作偏振。(2)偏振現(xiàn)象是________波特有的現(xiàn)象。種類(lèi)項(xiàng)目自然光偏振光不同點(diǎn)光的來(lái)源直接從光源發(fā)出的光自然光通過(guò)偏振片后的光或由某種介質(zhì)反射或折射的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿所有方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿某個(gè)特定方向(與偏振片透光方向一致)相同點(diǎn)不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動(dòng)方向一定垂直8.激光a．激光的特性：強(qiáng)度大、______________、單色性好、____________、覆蓋波段寬而且可調(diào)諧等。b．激光的應(yīng)用：____________、激光全息照相、激光檢測(cè)、____________、激光醫(yī)學(xué)、激光照排等。同步練習(xí)一、單選題1．下列說(shuō)法正確的是（）A．真空中紅光的傳播速度比紫光的大B．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象C．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D．電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來(lái)變換頻道的2．圖甲為太陽(yáng)光穿過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽(yáng)光穿過(guò)六角形冰晶的過(guò)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(zhǎng)比b的大3．某同學(xué)讓一個(gè)半徑為r、厚度為d的軟木塞浮在折射率為n的液體液面上，將一細(xì)桿從圓心小孔中穿過(guò)，調(diào)整桿沒(méi)入液體中的深度，軟木塞上表面恰好與液面相平，如圖所示。這時(shí)從液面上方的各個(gè)方向向液體中看，恰好看不到細(xì)桿，則細(xì)桿在水中露出軟木塞的長(zhǎng)度為（）A．rn2-1 BC．rn2-14．某科學(xué)小組在進(jìn)行光纖的模擬試驗(yàn)過(guò)程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置在試驗(yàn)臺(tái)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(shí)際內(nèi)徑約為（）A．dn2 B．dn+1 C．d5．照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭上都涂有增透膜，以便減少光的反射損失，增強(qiáng)光的透射強(qiáng)度，從而提高成像質(zhì)量。已知某光在空氣中的波長(zhǎng)為λ，增透膜對(duì)該光的折射率為n1，鏡頭對(duì)該光的折射率為n2，且A．3λ4n1 B．λn1 C6．如圖甲所示，在平靜的水面下有一個(gè)點(diǎn)光源S，它發(fā)出的光包含兩種單色光，分別為紅光和藍(lán)光。光從如圖乙所示水面上的圓形區(qū)域中射出，該區(qū)域分為Ⅰ、Ⅱ兩部分，如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是（）A．區(qū)域Ⅰ為紅、藍(lán)復(fù)色光，區(qū)域Ⅱ?yàn)榧t色單色光B．區(qū)域Ⅰ為紅色單色光，區(qū)域Ⅱ?yàn)樗{(lán)色單色光C．區(qū)域Ⅰ為紅、藍(lán)復(fù)色光，區(qū)域Ⅱ?yàn)樗{(lán)色單色光D．區(qū)域Ⅰ為紅色單色光，區(qū)域Ⅱ?yàn)榧t、藍(lán)復(fù)色光7．某采用的是光學(xué)指紋識(shí)別，其識(shí)別原理示意圖如圖甲所示。手指按壓指紋識(shí)別區(qū)時(shí)，與鏡片接觸的嵴線破壞接觸區(qū)域的全反射，使得反射光線明暗分布，CCD圖像傳感器通過(guò)識(shí)別光線的強(qiáng)弱對(duì)指紋進(jìn)行識(shí)別，如圖乙所示。若鏡片的折射率為n1=1.45，實(shí)驗(yàn)測(cè)得人手指折射率n2在A．手指未按壓指紋識(shí)別區(qū)時(shí)，光線在鏡片的上表面不能發(fā)生全發(fā)射B．手指未按壓時(shí)，入射角越小，光線在鏡片的上表面越容易發(fā)生全反射C．手指按壓指紋識(shí)別區(qū)時(shí)，光線在與鏡片接觸的嵴線處不能發(fā)生全反射D．當(dāng)光線垂直入射鏡片下表面時(shí)，仍然可以實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別功能8．如圖所示，水平地面上放有一個(gè)裝滿折射率n=2的透明液體的正方體透明容器（容器壁厚度不計(jì)），其底面ABCD是棱長(zhǎng)為2R的正方形，在該正方形的中心處有一點(diǎn)光源S已知真空中光速為cA．光自S發(fā)出到從正方體的四個(gè)側(cè)面（不含棱與頂面）射出所經(jīng)歷的最長(zhǎng)時(shí)間為2B．光自S發(fā)出到從正方體的四個(gè)側(cè)面（不含棱與頂面）射出所經(jīng)歷的最長(zhǎng)時(shí)間為2C．當(dāng)點(diǎn)光源S移動(dòng)到正方體的中心時(shí)，光能從正方體四個(gè)側(cè)面上射出部分的總面積為16D．當(dāng)點(diǎn)光源S移動(dòng)到正方體的中心時(shí)，光能從正方體四個(gè)側(cè)面上射出部分的總面積為4π二、多選題9．1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色線光源，M為一平面鏡。S發(fā)出的光直接照到光屏上，同時(shí)S發(fā)出的光還通過(guò)平面鏡反射到光屏上，這兩束光在光屏上疊加發(fā)生干涉形成明屏暗相間條紋。事實(shí)證明光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，反射光會(huì)產(chǎn)生π大小的相位突變，即發(fā)生所謂半波損失。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為d和L，單色光的波長(zhǎng)為λ，下列說(shuō)法正確的是（）A．在整個(gè)光屏上都會(huì)呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋B．若將平面鏡向左平移，則光屏上相鄰明條紋中心間距離將增大C．若將光屏向左平移到平面鏡右端B處，光屏上與B接觸處出現(xiàn)暗條紋D．在光屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中心間的距離為Δ10．對(duì)圖中的甲、乙、丙、丁圖，下列說(shuō)法中正確的是（）A．圖甲中將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光垂直照射透鏡與玻璃板，可以得到間距不相等的明暗相間的同心圓環(huán)B．圖乙中單色光進(jìn)入平行玻璃磚傳播，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會(huì)再有光線從玻璃磚下表面射出C．圖丙得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的D．圖丁的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，P上的光亮度將發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光是橫波11．如圖所示，在屏幕MN的下方有一截面為等邊三角形的透明介質(zhì)，三角形邊長(zhǎng)為1，頂點(diǎn)與屏幕接觸于C點(diǎn)，底邊AB與屏幕MN平行。激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點(diǎn)O，恰好發(fā)生全反射，光線最后照射在屏幕MN上的E點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）。已知光在真空中的傳播速度為c，下列說(shuō)法正確的是（）A．光在透明介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角為30°B．該透明介質(zhì)的折射率為23C．光在透明介質(zhì)中的傳播速度為3D．光從射入AB面開(kāi)始到射到E點(diǎn)的時(shí)間為4+12．安全是企業(yè)的生命線。為保安全，管理人員恪盡職守。如圖所示，某工廠巡查員站在一空的貯液池邊，檢查池角處出液口的安全情況，已知貯液池寬為L(zhǎng)，照明燈到池底的距離為H。若保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為H3時(shí)，池底的光斑距離出液口LA．若H=L，則該液體的折射率為104B．當(dāng)液面高度為2H3，池底的光斑距離出液口C．若向貯液池中緩慢注入該種液體，液面上升的速度為v0，則池底的光斑移動(dòng)的速度為D．若貯液池排出口緩慢排出該種液體，液面下降的速度為v0，則池底的光斑移動(dòng)的速度為13．2021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，俯視圖如右圖所示。光線a沿半徑方向射入玻璃磚，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2，光在真空中的速度為c，不考慮多次反射。下列關(guān)于光線b的說(shuō)法正確的是（

）

A．當(dāng)x=R時(shí)，光不能進(jìn)入內(nèi)圓B．當(dāng)x=R時(shí)，光線從外圓射出的折射角為45°C．當(dāng)x=2RD．當(dāng)x=2R14．如圖，在折射率n=2的液體表面上方有一單色激光發(fā)射器S，它能垂直液面射出細(xì)激光束，在液體內(nèi)深h處水平放置一平面鏡，雙面反光，平面鏡中心O在光源S正下方。現(xiàn)讓平面鏡繞過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸開(kāi)始逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)，液面上方的觀察者跟蹤觀察液面，觀察到液面上有一光斑掠過(guò)，進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)光斑在液面上P、Q

A．在平面鏡開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi)，能觀察到液面上光斑的時(shí)間為T(mén)8B．液面上P、Q兩位置間距離為2C．光斑剛要到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為8πhD．光斑由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T(mén)三、實(shí)驗(yàn)題15．某同學(xué)利用頂角為θ的直角三角形玻璃磚ABC做“測(cè)量玻璃磚折射率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在木板上鋪一張白紙，將三角形玻璃磚放在白紙上并描出玻璃磚的輪廓。②在垂直于AB邊方向上插上兩枚大頭針P1和P2，從BC一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，在觀察位置插第三個(gè)大頭針P3，使其擋住P1、P2兩大頭針的像，再插第四個(gè)大頭針P4，使它擋住P(1)為了精確測(cè)量玻璃磚折射率，下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是______；A．選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)B．大頭針應(yīng)垂直插在紙面上C．大頭針P1和P2、P3D．畫(huà)三角形玻璃磚的輪廓線時(shí)，用筆緊貼玻璃磚表面畫(huà)線(2)將實(shí)驗(yàn)需要的光路圖補(bǔ)充完整；(3)該同學(xué)用量角器測(cè)量光線P3P4與BC邊夾角為α，則三棱鏡的折射率16．某同學(xué)對(duì)如圖1所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)增多，可以__________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．將單縫向雙縫靠近B．將紅色濾光片換成綠色濾光片C．使用間距更小的雙縫(2)若在屏上觀察到的干涉條紋如圖2中a所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖2中b所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的__________。A．13倍 B．12C．2倍 D．3倍(3)某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.30mm，測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m，叉絲中心線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋中心時(shí)讀數(shù)為21.75mm，旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭旋鈕，叉絲中心線對(duì)準(zhǔn)第4條亮紋中心時(shí)讀數(shù)如圖3所示，則讀數(shù)為mm。所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為m（結(jié)果保留2四、解答題17．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O'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h=15.0mm，A到過(guò)O點(diǎn)的法線OM的距離AM=10.0mm，M到玻璃磚的距離MO=20.0mm，O'（ⅰ）求玻璃磚的折射率；（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，入射角從0逐漸增大，達(dá)到45°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。18．如圖所示為某型號(hào)光的雙縫干涉演示儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，玻璃磚的橫截面為等腰直角三角形ABC，∠A=90°，光源發(fā)出頻率f=4.8×1014Hz的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃磚，在BC面發(fā)生全反射，從AC面射出后，經(jīng)過(guò)單縫和雙縫，最后在光屏上呈現(xiàn)出干涉圖樣。已知玻璃磚的直角邊長(zhǎng)x=0.03m，雙縫間距d=0.1mm（1）玻璃磚折射率的最小值和此折射率下光線在玻璃磚中傳播的時(shí)間；（2）光屏上相鄰亮條紋間的距離；（3）若僅將單縫的位置稍微下移，中央亮條紋在光屏上的位置將上移、下移還是不變？（不必回答理由）19．如圖所示，—種透明柱狀材料的橫截面是由一個(gè)直角三角形OAB和一個(gè)半圓組成的，∠AOB=30°，半圓的圓心恰好位于O點(diǎn)，OB為半圓的一條半徑，圓的半徑為R。一束單色光從OA面上的D點(diǎn)由空氣射入材料中，進(jìn)