2023新教材高考物理二轮专题复习专题强化训练9光

专题强化训练9光一、选择题(1～4题为单项选择题，5～7题为多项选择题)1．如图所示，后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射毫米级电磁波(毫米波)，并对前车反射的毫米波进行计算，则()A．毫米波的频率比可见光高B．毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象C．经前车反射后毫米波的速度将比反射前大D.前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流2．[2022·江苏冲刺卷]无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用．在LC振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是()A．电容器正在充电B．振荡电流正在增大C．线圈中的磁场正在增强D．增大电容器两板距离，LC振荡频率减小3．[2022·济南历城二中测评]用铁环粘上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图所示的现象，最上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹图．已知可见光的频率为3.9×1014Hz～7.5×1014Hz，请估算肥皂膜最上面黑色条纹区域的厚度最大值为()A．20nm B．80nmC．200nm D．2000nm4．[2021·湖北卷]如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则()A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置5．图示为半圆柱体玻璃的横截面OBCD，OD为直径．一束复色光沿AO方向从真空射入玻璃，光线分别从B、C点射出．下列说法正确的是()A．光线的频率νB>νCB．光线在玻璃中传播速度vB>vCC．光线在玻璃中传播时间tOB＝tOCD．增大复色光入射角，光线将会在半圆面上发生全反射6.[2022·山东押题卷]如图，有一透明材料制成的空心球体，内径R＝1m，外径为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上A点射入，光线与AO间夹角i＝60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速c＝3×108m/s，下列说法正确的是()A．光线射入球体后频率变小B．光线射入球体后波长变大C．透明材料对该单色光的折射率为eq\r(3)D．从A点射入球体的光线经反射再次回到A点所用时间为6×10－8m/s7.[2022·辽宁押题卷]如图所示，等边三角形ABC是某三棱镜的横截面，位于横截面所在平面内的一束红光由O点垂直于AC边射入，从BC边射出．已知该三棱镜对红光的折射率为eq\r(3)，AB＝16cm，OA＝4cm，真空中光速c＝3×108m/s.则()A．红光在该三棱镜中的传播速度为3eq\r(3)×108m/sB．红光由O点射入至从BC边射出所用的时间为8×10－10sC．紫光在该三棱镜中的传播速度大于红光在该三棱镜中的传播速度D．紫光在该三棱镜中的波长小于红光在该三棱镜中的波长二、非选择题8.[2022·辽宁模拟卷]一半径r＝0.4m，厚度为d＝0.2eq\r(3)m的圆柱形玻砖，中心轴线横向放置，如图为其截面图，圆柱侧面镀膜，光线不能透出，在圆柱中心轴线上距玻砖前表面L1＝0.15m处有一点光源，距玻砖后表面L2＝0.3m处有一光屏，光屏上光斑半径为2r.(1)画出光源经过玻砖照在光屏上光斑边缘的典型光线；(2)求玻砖的折射率n.9.[2022·福建押题卷]图示为某种材料制成的透明器件，其横截面由三角形和半圆形组成，∠CAB＝75°，半圆的半径为R，圆心在O点，P点在AC上且PC＝eq\r(\f(3,2))R.现有一光线MP沿纸面与AC面成θ＝30°角从P点入射到AB面上，折射后恰好通过O点．已知光在真空中的速度大小为c，sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ，求：(1)透明材料的折射率n；(2)光从P点入射到第一次射出透明体的传播时间t.10．[2022·山东押题卷]如图所示为一透明介质制成的棱镜的截面图，其中∠B＝90°，AC＝2AB＝18cm.两束完全相同的激光甲、乙由AC边斜射入棱镜，乙光到达BC边和甲光到达BA边所用时间相同，且均从F点射出棱镜．已知两激光束与AC边的夹角均为45°.(1)求该透明介质的折射率；(2)若AD＝3cm，求激光束甲、乙从射入棱镜到第一次射出棱镜过程中在棱镜中传播的时间之比．专题强化训练9光1．解析：从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误；毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误；电磁波在空中传播的速度不会变化，故C错误；系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D正确．答案：D2．解析：由题图中磁场的方向，根据安培定则可知电流由电容器上极板经线圈流向下极板，由电场方向可知，下极板是正极，故此时电容器正在充电，故A正确；电容器正在充电，则电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，故B、C错误；根据C＝eq\f(εS,4πkd)，增大电容器两板距离，电容减小，根据f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π\r(LC))，LC振荡频率增大，故D错误．答案：A3．解析：由于重力作用，肥皂液逐渐向下流动，形成上薄下厚的形状，上部的肥皂膜越来越薄，当厚度恰好等于可见光最长波长的eq\f(1,4)时，从膜的前表面反射回来的光和从后表面反射回来的光的光程差为波长的eq\f(1,2)，叠加的结果是减弱，而且两个反射光与透射光相比能量很小，所以看起来是黑色．即膜的厚度最大值为dmax＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(1,4)×eq\f(c,ν)＝eq\f(1,4)×eq\f(3.0×108,3.9×1014)m＝200nm，故C正确．答案：C4．解析：由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝eq\f(λL,d)可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n1<n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，故D正确，A、B、C错误．答案：D5．解析：从B点射出的光线在O点折射时光的传播方向偏折大，说明玻璃对从B点射出的单色光折射率大，频率高，即nB>nC，νB>νC，故A正确；由光在介质中传播速度公式v＝eq\f(c,n)，nB>nC，所以有vB<vC，故B错误；设光在O点折射时入射角、折射角分别为i、r，根据折射定律有sini＝nsinr，又根据几何关系，光从O到射出玻璃的光程L＝2Rsinr，则折射光在玻璃中传播时间t＝eq\f(L,v)＝eq\f(2Rsini,c)，可见时间与折射光线方向无关，故C正确；发生全反射的必要条件之一是光从光密介质射向光疏介质，所以光线不会从空气射入玻璃时发生全反射，故D错误．答案：AC6．解析：光线射入球体后频率不变，故A错误；光线射入球体后速度变小，根据λ＝eq\f(v,f)，可知波长变小，故B错误；根据几何关系得在透明材料中的折射角的正弦值sinr＝eq\f(R,2R)＝eq\f(1,2)，根据折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)，故C正确；做出光路图，由几何关系可得光在透明材料中的路程为s＝6×2Rcos30°＝6eq\r(3)m，光在透明材料中的传播速度为v＝eq\f(c,n)＝eq\r(3)×108m/s，则时间为t＝eq\f(s,v)＝6×10－8s，故D正确．答案：CD7．解析：红光在该三棱镜中的传播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\r(3)×108m/s，故A错误；根据sinC＝eq\f(1,n)<eq\f(\r(3),2)可知红光的临界角C<60°，红光在AB边发生了全反射，光垂直于BC边射出棱镜，红光由O点射入至从BC边射出所用的时间为t＝eq\f(2×\r(3)OA,v)＝8×10－10s，故B正确；紫光的频率大于红光的频率，该三棱镜对紫光的折射率大于对红光的折射率，可知紫光在该三棱镜中的传播速度小于红光在该三棱镜中的传播速度，故C错误；由λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(\f(c,n),f)＝eq\f(c,nf)，可知，紫光在该三棱镜中的波长小于红光在该三棱镜中的波长，故D正确．答案：BD8．解析：（1）如图所示，画出的光线必须从玻璃砖右上角或右下角射出射到光屏上．（2）如图，由于光斑的半径为2r，故光从玻璃砖射出的出射点到光斑边缘的竖直距离为r，tanθ1＝eq\f(r,L2)＝eq\f(4,3)①θ1＝53°②根据折射定律sinθ1＝nsinθ2③可知光线在左侧面的入射角也为θ1，设入射点与光源的竖直距离为d′，则d′＝L1tanθ1＝0.2m④tanθ2＝eq\f(r－d′,d)＝eq\f(\r(3),3)⑤θ2＝30°⑥根据折射定律sinθ1＝nsinθ2联立②⑥解得n＝1.6.答案：（1）见解析（2）1.69．解析：（1）设折射角为r，光路图如图所示入射角i＝90°－θ＝60°由折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)在△POC中，根据正弦定理有eq\f(R,sin（90°－r）)＝eq\f(PC,sin（75°＋r）)其中PC＝eq\f(\r(6),2)R解得r＝45°，n＝eq\f(\r(6),2).（2）在△POC中，根据正弦定理有eq\f(R,sin（90°－r）)＝eq\f(OP,sin（90°－75°）)解得OP＝eq\f(\r(3)－1,2)R光从P点入射到第一次射出透明体的传播时间t＝eq\f(OP＋R,v)又n＝eq\f(c,v)解得t＝eq\f(（3\r(2)＋\r(6)）R,4c).答案：（1）eq\f(\r(6),2)（2）eq\f(（3\r(2)＋\r(6)）R,4c)10．解析：（1）由题意画出光路图，如图所示．两束激光的入射角相同，进入同一介质发生折射的折射角也相同，且乙、甲两束光到达BC，BA边所用时间相同，则EG＝DF，且EG∥DF，由几何知识可知GF∥AC，∠BGF＝30°，由反射定律可知∠CGE＝∠BGF＝30°，则∠CEG＝120°，则该透明介质的折射率为n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2).（2）设该激光在该透明介质中发生全反射的临界角为C，则有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，解得C＝45°由几何知识可知，激光束乙经AC边折射后，在BC边上的入射角为60°，大于临界