2024届高考物理二轮专题复习与测试专题强化练十四几何光学与物理光学

专题强化练（十四）几何光学与物理光学

1.以下现象不属于衍射的是（）

A.白光经过狭窄的单缝得到彩色图样

B.白光照射肥皂膜呈现出彩色图样

C.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清

D.光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑

解析：白光照射单缝后，在光屏，出现彩色条纹是光的衍射现象，A项错误；白光照射肥皂

膜呈现彩色图样是光的薄膜干涉现象，B项正确；光照射刀片的阴影轮廓模糊不清是光的衍

射造成的，C项错误；白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射

现象造成的，I）项错误.故选B.

答案：B

2.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的

干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）.在下

面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（）

mmIlliIIIIIIIIIIII

1234

A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄

C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫

解析：双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中吴亮条纹最宽、最亮之外，两供!条纹

亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹.双缝干涉条纹

的宽度（即相邻亮、暗条纹间距）红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大

于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光.而在单缝衍射中，当单缝宽度一定

时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，2、4分别对应于紫光和黄光.综上所

述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确.

答案：B

3.•束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是

（）

邑二

AB

cD

解析：一束单色光穿过两块玻璃砖，分别经过两次从空气中射入到玻璃，和两次从玻璃射入

空气的折射，且两块玻璃转的两面都是平行的，根据折射定律可知，最后的出射光线与最初

的入射光线平行，B、C两项错误.光由空气斜射进入玻璃砖，折射光线、入射光线在空气

和玻璃砖两种介质中，折射角小于入射角；当光再由玻璃砖斜射进入空气时，折射角大于入

射角，故最后的出射光线应该位于最初的入射光线延长线的左侧，A项正确，D项错误.故

选A.

答案：A

4.如图所示为一光导纤维的示意图.光纤内芯的折射率为

〃（力1.1）,外套的折射率为1.1.已知光在内芯和外套界面发

生全反射时的临界角为乙且sinC=3■.为使光在内芯和外

套界面发生全反射，光在光纤一端端面由空气直接射入内芯时的入射角〃应满足（）

A.sin0B.sin〃21.1。。一1

C.sing粘=1D.sin，

解析：若光在内芯和外套界面恰能发生全反射，则在端面入射时在内芯与外套发

sina

生全反射时sin（90。-<z）=sin，解得sin一1.21,则光在光纤一端端面

由空气直接射入内芯时的入射角〃应满足sin0W6一1.21,故选A.

答案：A

5.（2023•江苏卷）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，

改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置.则双缝间的距离

变为原来的（）

UM

1~1~

A.鼻倍B.J倍

C.2倍D.3倍

解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有卜x=（/,由题图知乙=2Ax甲，则d乙

=；d甲,故选B.

答案：B

6.（多选）某半导体激光器发射波长为1.5X10迷叫功率为5.0X10"3的连续激光.已知

可见光波长的数量级为IL?m，普朗克常量力=6.63X10—3,J-s,该激光器发出的（）

A.是紫外线

B,是红外线

C.光子能量约为L3X1CL8j

D.光子数约为每秒3.8X1016个

解析：波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故A项错误，B项正确.光子能量£=

s

rovinDf

3,

/T7=6.63X10~X1，xl0-t,J=l.326X10FJ.故C项错误.每秒钟发出的光子数/『三

=3.8X102故D项正确.故选BD.

答案：B〃

7.（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激

光光束与水面的夹角为明如图所示.他发现只有当。大于41。时，岸上救援人员才能收

到他发出的激光光束，下列说法正确的是（）

岸卜.救援人员

水面

潜水爱，皿

好番■，二激光器

A.水的折射率为福

1

B.水的折射率为77而

C.当他以60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小

于60°

D.当他以a=60。向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大

于60°

解析•：他发现只有当a大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明a

=41°时激光恰好发生全反射,则sin（9。。一“）=：,则〃=岛＞,4项错误、B

解析：(1)根据题设条件作出光路图，如图所示，研究a光，入射角为氏=53°,

折射角为%=30°,

根据折射定律可得〃=*V=|=L6.

(2)根据光路图可知，a、6两束光打到荧光屏上的点4、月的距离为

4—2*\/3

d=PR=Rtan53°-2Rtan30。=--^~R.

o

答案：⑴〃=1.6⑵」：人4

J

10.如图所示，直角三棱镜月8。置于空气中，一细束单色光从直角三棱镜的面的中点垂

直射入，进入三棱镜后在力8面恰好发生全反射，已知/4％=30°,〃'边长等于乙拗为一

光屏，且与比边垂直.请求出：

(1)该三棱镜的折射率〃；

(2)最终打在光屏上的光斑到/，点的距离£

解析：(1)由几何关系可知光线在/历面上的入射角为60°,由

临界角公式可知sin600=；,得〃=邛&

II*5

(2)光线在雨面上的后点同时发生反射和折射，投射到光房上的

N两点.且由几何关系可得线段比三

在£'点发生反射现象时，眼据几何关系光斑尸点到8点的距离如=8仇an600=L,

在£点发生折射时，由片系B，

BE加

可得sina=L

3，“FT—3

答案：（1）¥（2）坐£

11.如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂史于屏幕平行排

列，可实现对像素单元可视角度〃的控制（可视角度〃定义为某像素单元发出的光在图示平

面内折射到空气后最大折射角的2倍）.透明介质的折射率〃=2,屏障间隙£=0.8mm.发光

像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间.不考虑光的衍射.

（D若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度。控制为60°,求屏障的高度d；

（2）若屏障高度d=L0mm,且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多

少时.，其可视角度。刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像

素单元）.

空气

防

A窥

屏屏

障

14T发光像素单元

解析：（1）发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到透明介质

o

和空气界面，折射后从界面射向空气，由