2025版高考物理全程一轮复习单元素养评价十五光习题

单元素养评价(十五)光一、单项选择题(本题共5小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．一束红光经过狭缝在光屏上得到如图所示的图样，由此可知()A．该图样属于红光的干涉图样B．狭缝宽度必远大于红光波长C．光沿直线传播只是近似规律D．换用紫光照射，条纹间距变宽2．[2024·云南昆明市模拟]下列说法正确的是()A．图(a)中，观看3D电影时佩戴特殊的眼镜是运用了双缝干涉的原理B．图(b)叫牛顿环，是光的衍射现象C．图(c)水中的气泡看上去特别明亮，是由于光发生了折射引起的D．图(d)所示光导纤维的内芯折射率比外套大3.[2024·广东珠海校考模拟]在折射率为n＝eq\r(2)的液体内部有一点光源S，点光源可以向各个方向移动．某时刻，在液面上观察到半径为R＝0.2m的圆形光斑．现让点光源S向某个方向匀速移动，发现光斑最右侧边沿B位置不动，最左侧边沿D向左侧移动，经过2s，最左侧边沿D向左移动了x＝2eq\r(2)m，侧面图如图所示，则点光源S的移动速度方向和大小()A．水平向左B．水平向右C．v＝1m/sD．v＝eq\r(2)m/s4.如图用频率为f的单色光，垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹，P点是O上方第二条亮条纹中心，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是()A．该单色光的波长λ＝cfB．r2－r1＝2cfC．OP之间的距离为eq\f(2Lc,df)D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点上方5.[2024·湖南模拟预测]一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为R的四分之一圆OPQ与直角三角形OPM组成，∠OPM＝90°，∠OMP＝60°.现有一束单色光从OM边上的S点以入射角i＝45°射入玻璃砖，折射光线与OQ平行，再经圆弧界面反射后从N点垂直边界OQ射出．已知光在真空中的速率为c，则()A．该单色光在玻璃砖材料中的折射率为eq\r(3)B．ON＝eq\f(\r(3),2)RC．OS＝eq\f(\r(6),3)RD．该单色光在玻璃砖材料中的传播时间为(2＋eq\f(\r(3),2))eq\f(R,c)二、多项选择题(本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)6．全息技术通过记录被拍摄物体反射(或透射)光波中的信息(振幅、相位)实现3D视觉效果．原理图如图所示，被拍摄物体在激光辐照下形成漫反射的物光束，另一部分激光作为参考光束照射到全息胶片上和物光束叠加，把物体光波上各点的振幅和相位转换成在空间上变化的光波强度．显像时用激光照射全息胶片，激光与胶片上的纹路相互作用，能在胶片一侧重现物体影像．则下列关于全息技术的说法正确的是()A．胶片上纹路的形状与所用激光的频率有关B．物光束和参考光束可以用不同频率的激光C．显像时激光的频率需要和拍摄时所用激光频率一致D．改变摄像时所在空间的介质，对胶片上的纹路无影响7．如图1所示，等腰△ABC为一棱镜的横截面，AB＝AC；一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色的甲、乙两束光．图2是这两束光分别通过相同的双缝和单缝装置后形成的图样，下列说法正确的是()A．甲光的波长比乙光的长B．甲光在棱镜中的传播速度比乙光的小C．图2中a是乙光的干涉图样D．图2中c是甲光的衍射图样8．某公园的水池底部有一排等间距的光源(可视为点光源)，如图所示，每个光源可以依次发出红、黄、蓝三种颜色的光．水池底部水平，水深为h，红、黄、蓝三种颜色的光在水中的折射率分别为n1、n2、n3，下列说法正确的是()A．蓝光在水中的传播速度最大B．红光在水中的波长最长C．单个光源发出的黄光照亮的水面面积为eq\f(πh2,neq\o\al(2,2)－1)D．相邻光源的距离只要大于eq\f(2h,\r(neq\o\al(2,3)－1))就可以使所有的光色在水面不交叠三、非选择题(本题共3小题，按要求答题)9．[2024·安徽滁州校考模拟预测]如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图．(1)已知单缝与双缝间的距离L1＝100mm，双缝与屏间的距离L2＝800mm，双缝间距d＝0.25mm.用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度线对准第1条亮纹的中心(如图乙所示)，此时手轮的读数如图丙所示，是________mm，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第4条亮纹的中心，此时手轮的读数如图丁所示．则该被测光的波长为________m(保留两位有效数字).(2)图戊为上述实验装置的简化示意图．S为单缝，S1、S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹．若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到________．A．干涉条纹消失B．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移C．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移10.[2024·江西南昌统考模拟]半径为R的半球形透明介质截面如图所示，底面AOB与EOF夹角为60°，D为OB的中点．一束平行光垂直底面AOB射入介质，由D点入射的光线沿着与EOF平行的方向射出介质．现将一不透光的圆形挡板贴在底面AOB上，使所有光线都不能由球面射出，求：(1)透明介质的折射率；(2)不透光圆形挡板的最小面积．11．如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的，光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α＝30°，折射角为β＝60°；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，已知挡风玻璃的厚度为d，光在真空中的传播速度为c，求：(1)该挡风玻璃的折射率；(2)光从光源P经过N点到接收器Q的时间t.单元素养评价（十五）光1．解析：该图样属于红光通过单狭缝的衍射图样，狭缝宽度必小于红光波长，A、B错误；通过光的衍射实验，可知光沿直线传播只是近似规律，C正确；换用紫光照射，由于紫光波长小于红光，条纹间距变窄，D错误．答案：C2．解析：看3D电影时需要带特制的眼镜，这是利用了光的偏振现象，故A错误；牛顿环属于光的干涉现象，故B错误；水中的气泡看起来特别明亮是因为光从水中射向气泡时（即从光密介质射向光疏介质）一部分光在界面上发生了全反射，故C错误；光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大，使光能够在内芯与外壳的界面处发生全反射，故D正确．答案：D3．解析：设全反射临界角为C，则满足sinC＝eq\f(1,n).根据几何关系可知h＝eq\f(R,tanC)＝0.2m．若保持B位置不动，最左侧边沿D向左运动，则光源S应沿着光路斜向下运动，光板移动距离s＝xcosC，光源移动的速度为v＝eq\f(s,t)解得v＝1m/s，故选C.答案：C4．解析：根据波速、波长关系，c＝λf，λ＝eq\f(c,f)，故A错误；P点是O点上方第二条亮条纹中心，r2－r1＝2λ＝eq\f(2c,f)，故B错误；双缝干涉两条相邻亮条纹中心间距Δx＝eq\f(L,d)λ＝eq\f(Lc,df)，OP之间的距离为2Δx＝eq\f(2Lc,df)，故C正确；若换用频率更大（波长更短）的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点下方，故D错误．故选C.答案：C5．解析：从N点将光线反向延长交圆弧于E点，连接SE，得到玻璃砖内的光路如图所示折射光线与OQ平行，由几何关系可知折射角为r＝30°则折射率为n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，故A错误；因OP、NE都垂直OQ，所以OP∥NE；则有α＝θ，α＝β，θ＋β＝90°可得α＝β＝45°则有ON＝Rsin45°＝eq\f(\r(2),2)R，OS＝eq\f(Rsin45°,sin60°)＝eq\f(\r(6),3)R，故B错误，C正确；该单色光在玻璃砖材料中的传播距离为x＝2Rsin45°＋OSsin30°＝（eq\r(2)＋eq\f(\r(6),6)）R所以该单色光在玻璃砖材料中的传播时间为t＝eq\f(x,v)＝eq\f(nx,c)＝（2＋eq\f(\r(3),3)）eq\f(R,c)，故D错误．故选C.答案：C6．解析：光的频率不同时，光的波长不同，两点到胶片的波程差不变，波长改变，结合干涉知识可知，干涉条纹的形状会发生变化，A正确，D错误；只有相干光才能发生干涉，物光束和参考光束只能用同种频率的激光，B错误；结合干涉知识可知，光能与胶片上的纹路发生作用，则光的频率一定和拍摄时所用激光频率相同，C正确．答案：AC7．解析：由折射定律可得，乙光的折射角小，折射率大，所以乙光的频率大，波长小，故A正确；由折射率n＝eq\f(c,v)得，甲光在棱镜中的传播速度比乙光的大，故B错误；干涉条纹间距与波长成正比，乙光的波长小，故a是甲光的干涉图样，故C错误；衍射图样中央亮条纹宽度与波长成正比，故图2中c是甲光的衍射图样，故D正确．故选AD.答案：AD8．解析：根据v＝eq\f(c,n)，红光的折射率最小，故红光在水中的传播速度最大，故A错误；根据λ＝eq\f(c,f)红光的频率最小，故红光在水中的波长最长，故B正确；黄光的临界角为sinC＝eq\f(1,n2)，单个光源发出的黄光照亮的水面面积为S＝π（htanC）2＝eq\f(πh2,neq\o\al(2,2)－1)，故C正确；红光的临界角最大，故单个光源发出的红光照亮的水面面积最大，故相邻光源的距离只要大于2htanC1＝eq\f(2h,\r(neq\o\al(2,1)－1))，就可以使所有的光色在水面不交叠，故D错误．故选BC.答案：BC9．解析：（1）对准第1条亮纹中心时手轮的读数为x1＝2mm＋0.01×19.0mm＝2.190mm对准第4条亮纹中心时手轮的读数为x2＝7.5mm＋0.01×37.0mm＝7.870mm相邻两亮条纹的间距为Δx＝eq\f(x2－x1,3)＝eq\f(7.870－2.190,3)×10－3m≈1.89×10－3m根据Δx＝eq\f(l,d)λ，得波长为λ＝eq\f(Δr·d,L2)＝eq\f(1.89×10－3×0.25×10－3,0.8)m＝5.9×10－7m（2）实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A错误；对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0，SS1>SS2，SS1＋S1P＝SS2＋S2P，那么S1P<S2P则中央亮纹O的位置略向上移动，故B正确，C错误．答案：（1）2.1905.9×10－7（2）B10．解析：（1）光路如图所示由几何知识可知α＝30°，θ＝60°由折射定律n＝eq\f(sinθ,sinα)可得n＝eq\r(3).（2）刚好发生全反射时sinC＝eq\f(1,n)挡板的半径r＝RsinC挡板的面积S＝πr2＝eq\f(πR2,3).答案：（1）eq\r(3)（2）eq\f(πR2,3)11．解析：（1）光线在M点发生折射，由折射定律得n＝eq\f(sinβ,sinα)＝eq\r(3)（2）光在N点恰好发生全反射，则sinθ＝eq\f(1,n