老高考新教材适用2025版高考物理二轮复习专题5振动与波光学分层突破练13光学

专题分层突破练13光学A组1.(2024湖北鄂州模拟)下列说法正确的是()A.激光切除肿瘤利用了激光亮度高的特点B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象D.3D眼镜利用薄膜干涉原理产生立体效果2.(2024江苏连云港模拟)如图所示,甲、乙、丙、丁四个图是单色光形成的干涉或衍射图样,依据各图样的特点可知()A.甲图是光的衍射图样B.乙图是光的干涉图样C.丙图是光射到圆孔后的干涉图样D.丁图是光射到圆板后的衍射图样3.(2024山东卷)用平行单色光垂直照耀一层透亮薄膜,视察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变更图像,可能正确的是()4.(2024江苏卷)某种材料制成的半圆形透亮砖平放在方格纸上,将激光束垂直于AC面射入,可以看到光束从圆弧面ABC出射,沿AC方向缓慢平移该砖,在如图所示位置时,出射光束恰好消逝,该材料的折射率为()A.1.2 B.1.4 C.1.6 D.1.85.(2024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耀到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中心亮条纹的中心位置,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6.(2024浙江卷)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角θ=60°时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则()A.玻璃砖的折射率为1.5B.OP之间的距离为22C.光在玻璃砖内的传播速度为33D.光从玻璃到空气的临界角为30°7.(2024海南海口预料)如图所示,△ABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面,已知∠A=45°,∠B=60°,AB长度为30cm。今有一束单色光从P点垂直BC边入射,从AC边上的M点出射,出射方向与AC的夹角为60°,则玻璃的折射率为()A.2sin15° B.2cos15°C.1sin15° B组8.对下列四个有关光的试验示意图,分析正确的是()A.图甲中若变更复色光的入射角,则b光先在水珠中发生全反射B.图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大C.图丙中若得到明暗相间的平行等距条纹说明待测工件表面平整D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度不发生变更9.(2024海南卷)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率为2。一束单色光在纸面内以α=45°的入射角从空气射向MQ边的中点O,则该束单色光()A.在MQ边的折射角为60°B.在MN边的入射角为45°C.不能从MN边射出D.不能从NP边射出10.(多选)(2024山东日照模拟)如图所示,一个折射率为2的扇形透亮体,∠AOB=90°,OC为其角平分线,一足够宽的平行紫光束平行于OC从OA面和OB面射入透亮体,紫光在真空中波长为λ,已知真空中光速为c,不考虑AB弧面反射光的影响,则下列推断正确的是()A.在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶3B.在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶2C.换成折射率大一些的扇形透亮体,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小D.将紫光换成红光,在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小11.(2024湖北荆州中学三模)如图所示,图中阴影部分ABC为一透亮材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧的圆心,ABCD构成正方形。D处有一红色点光源,在纸面内照耀弧线AC,只考虑首次从圆弧AC干脆射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则下列说法正确的是()A.红光在该材料中传播的速度为2cB.点光源发出的光射到AB面上的最长时间为(C.照耀在AC圆弧上的入射光,有弧长为16πD.将点光源换成紫光,则AB边上有光射出的长度增大12.(2024全国乙卷)一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射后射至AB边的E点,如图所示。渐渐减小i,E点向B点移动,当sini=16时,恰好没有光线从AB边射出棱镜,且lDE=lDA13.(2024河南洛阳模拟)如图所示,一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖,AB=L,∠A=60°,∠C=30°,一束单色光从AB的中点D处射入玻璃砖,单色光经BC面反射后从AC边的E点射出玻璃砖,出射光线恰好平行于BC边,光在真空中传播的速度为c。求:(1)玻璃砖对该单色光的折射率n;(2)该单色光从D点传播到E点经验的时间t。答案：专题分层突破练13光学1.A解析激光其中的一个特点是亮度高,激光束照耀到物体上,可以使物体的被照部分在极短时间内熔化,医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是利用了激光亮度高的特点,A正确;自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且沿着各个方向振动的光波的强度都相同,而偏振光在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动,偏振是横波特有的现象,光的偏振现象说明光是横波,B错误;激光是一种波,具有波的特性,包括干涉、衍射等,C错误;3D眼镜利用光的偏振产生立体效果,D错误。2.D解析甲图中条纹间距相等,是光的双缝干涉图样,A错误;乙图中中间亮条纹最宽,向外条纹变窄,间距变小,是光的单缝衍射图样,B错误;丙图为圆孔衍射图样,C错误;丁图是光射到圆盘后的衍射图样(出现泊松亮斑),D正确。3.D解析从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为Δx=2d,即光程差为薄膜厚度的2倍,当光程差Δx=nλ时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为12λ4.A解析画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示,全反射的条件sinθ=1n,由几何关系知sinθ=56,联立解得n=15.D解析由双缝干涉条纹间距的公式Δx=λLd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,反射光射入三棱镜后分成两束色光,由图可知N处出射的光的折射角大,又由折射定律可知,N处出射的光折射率小,由于λ1>λ2,则n1<n2,所以N是波长为λ16.C解析设玻璃砖的半径为R,全反射的临界角为C0,发生全反射时如图甲所示,有n=1sinC0,入射角为60°时,折射角为α,光路图如图乙所示,折射率n=sinθsinα,由图中几何关系可得OP=RsinC0,tanα=sinαcosα=OPR=RsinC0R=1n=sin甲乙7.B解析光从BC边射入,从AC边射出,则在AB边发生全反射,不考虑光的多次反射,则光线在玻璃中的光路图如图所示,由几何关系可得∠AMN=180°-∠A-(90°-∠2)=105°,光在AC边上的M点射出,∠3=∠AMN-90°=15°,∠4=90°-60°=30°,玻璃的折射率为n=sin∠48.C解析由图甲可知,复色光能够入射进入水珠,依据光路的可逆性,两光均不行能在水珠内发生全反射,所以A错误;依据Δx=Ldλ可知,图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将减小,所以B错误;图丙中若得到明暗相间的平行等距条纹,说明待测工件表面平整,所以C正确;自然光为偏振光,若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P9.C解析光线从O点入射,设折射角为β,由折射定律有sinα=nsinβ,解得β=30°,即该束单色光在MQ边的折射角为30°,A错误;设边长NP=l,则MN=2l,作出光路图如图所示,由几何关系可知光在MN边的入射角为60°,B错误;设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C,有sinC=1n=22,即C=45°,而光在MN边的入射角大于45°,所以光在MN边发生全反射,不能从MN边射出,C正确;依据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的10.BD解析由题意可得,光线的光路如图所示,依据几何关系可知,光线从OA、OB射入的入射角为α=45°,设其折射角为β,有sinαsinβ=n,解得β=30°,因为sinC=1n,则C=45°,由几何关系可知,离A、B两处越近的光线经折射后的入射角越大,当恰好发生全反射时,设其在弧AB上的法线与OA夹角为θ,则有θ=180°-β-C-90°=15°,则弧AD的长度为112πR,弧DC的长度为16πR,依据对称性可知,弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1∶2,A错误,B正确;换成折射率大一些的扇形透亮体,全反射的临界角和折射角都变小,角度11.C解析由v=cn,可知红光在该材料中的传播速度为c2,故A错误;由题意可知,沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大,时间最长,做出如图所示光路图,由几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R,在材料中的传播距离为s=(2-1)R,在材料中的传播时间为t1=sv=(2-1)Rc2=2(2-1)Rc,光在空气中传播的时间为t2=Rc,点光源发出的光射到AB面上的最长时间为t=t1+t2=(22-1)Rc,故B错误;依据sinC=1n,可知该材料的临界角为C=30°,如图所示,若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,则∠ADF=12.答案1.5解析因为当sini=16