高二下学期物理期末复习冲刺训练04光学（基本概念典型题型）（人教版2019选择性）2

期末复习讲义三机械振动机械波(精选各地最新试题，老师们可根据学情灵活选取)知识梳理1．光的反射与折射如图所示，当光射到两种介质的________时，一部分光仍________原来的介质里继续传播的现象叫作光的反射；另一部分光________第二种介质继续传播的现象叫作光的折射。2．折射定律(1)内容：入射光线、折射光线和法线在________________________，入射光线与折射光线分居________的两侧；__________的正弦值与____________的正弦值之比为一常数。(2)表达式：eq\f(sini,sinr)＝n(i为入射角，r为折射角)。3．光路可逆：在光的反射和折射现象中，光路是________的。3．全反射临界角光从某种介质射向__________________、折射角为________时的入射角，称为这种介质的临界角。设该介质折射率为n，临界角为C，有：sinC＝________。4．全反射发生的条件(1)光从________介质射入________介质。(2)入射角________________临界角。5．光的干涉a.当光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长eq\f(λ,2)的________________(即波长λ的整数倍)时，这些点出现亮条纹；当路程差为半波长eq\f(λ,2)的________________时，这些点出现暗条纹。b.相干光：光干涉的必要条件是两列光的________相同。能发生干涉的两束光称为相干光。c.光的干涉现象充分表明光是一种________。d．干涉图样(1)单色光的干涉图样：如图所示，干涉条纹是的明暗相间的条纹。(2)白光的干涉图样：中央条纹是的，两侧干涉条纹是条纹。(3)干涉条纹间距公式：6．光的衍射a：明显衍射的条件：b：单色光通过狭缝时，在屏上出现明暗相间的条纹，中央条纹，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为条纹。c：.圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环。如图所示。中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。d：圆板衍射(泊松亮斑)若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。中央是亮斑(与圆孔衍射图样中心亮斑比较，泊松亮斑较小)，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。7.光的偏振a．偏振现象(1)当狭缝的方向与绳的振动方向________时，绳上横波可以传过去；狭缝的方向与绳的振动方向________时，绳上横波就不能通过了，这种现象叫作偏振。(2)偏振现象是________波特有的现象。种类项目自然光偏振光不同点光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光波的强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向(与偏振片透光方向一致)相同点不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直8.激光a．激光的特性：强度大、______________、单色性好、____________、覆盖波段宽而且可调谐等。b．激光的应用：____________、激光全息照相、激光检测、____________、激光医学、激光照排等。同步练习一、单选题1．下列说法正确的是（）A．真空中红光的传播速度比紫光的大B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的2．图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（）A．a的折射率比b的大 B．a的频率比b的大C．a的传播速度比b的小 D．a的波长比b的大3．某同学让一个半径为r、厚度为d的软木塞浮在折射率为n的液体液面上，将一细杆从圆心小孔中穿过，调整杆没入液体中的深度，软木塞上表面恰好与液面相平，如图所示。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到细杆，则细杆在水中露出软木塞的长度为（）A．rn2-1 BC．rn2-14．某科学小组在进行光纤的模拟试验过程中，如图把中空透明玻璃管水平放置在试验台上，从玻璃管外平视观察到管的内径为d，若该玻璃管的折射率为n，则管的实际内径约为（）A．dn2 B．dn+1 C．d5．照相机、摄影机镜头上都涂有增透膜，以便减少光的反射损失，增强光的透射强度，从而提高成像质量。已知某光在空气中的波长为λ，增透膜对该光的折射率为n1，镜头对该光的折射率为n2，且A．3λ4n1 B．λn1 C6．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光B．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光C．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光D．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光7．某采用的是光学指纹识别，其识别原理示意图如图甲所示。手指按压指纹识别区时，与镜片接触的嵴线破坏接触区域的全反射，使得反射光线明暗分布，CCD图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进行识别，如图乙所示。若镜片的折射率为n1=1.45，实验测得人手指折射率n2在A．手指未按压指纹识别区时，光线在镜片的上表面不能发生全发射B．手指未按压时，入射角越小，光线在镜片的上表面越容易发生全反射C．手指按压指纹识别区时，光线在与镜片接触的嵴线处不能发生全反射D．当光线垂直入射镜片下表面时，仍然可以实现指纹识别功能8．如图所示，水平地面上放有一个装满折射率n=2的透明液体的正方体透明容器（容器壁厚度不计），其底面ABCD是棱长为2R的正方形，在该正方形的中心处有一点光源S已知真空中光速为cA．光自S发出到从正方体的四个侧面（不含棱与顶面）射出所经历的最长时间为2B．光自S发出到从正方体的四个侧面（不含棱与顶面）射出所经历的最长时间为2C．当点光源S移动到正方体的中心时，光能从正方体四个侧面上射出部分的总面积为16D．当点光源S移动到正方体的中心时，光能从正方体四个侧面上射出部分的总面积为4π二、多选题9．1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色线光源，M为一平面镜。S发出的光直接照到光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这两束光在光屏上叠加发生干涉形成明屏暗相间条纹。事实证明光从光疏介质射向光密介质时，反射光会产生π大小的相位突变，即发生所谓半波损失。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为d和L，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（）A．在整个光屏上都会呈现明暗相间的干涉条纹B．若将平面镜向左平移，则光屏上相邻明条纹中心间距离将增大C．若将光屏向左平移到平面镜右端B处，光屏上与B接触处出现暗条纹D．在光屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离为Δ10．对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（）A．图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从玻璃砖下表面射出C．图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波11．如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为1，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A．光在透明介质中发生全反射的临界角为30°B．该透明介质的折射率为23C．光在透明介质中的传播速度为3D．光从射入AB面开始到射到E点的时间为4+12．安全是企业的生命线。为保安全，管理人员恪尽职守。如图所示，某工厂巡查员站在一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况，已知贮液池宽为L，照明灯到池底的距离为H。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为H3时，池底的光斑距离出液口LA．若H=L，则该液体的折射率为104B．当液面高度为2H3，池底的光斑距离出液口C．若向贮液池中缓慢注入该种液体，液面上升的速度为v0，则池底的光斑移动的速度为D．若贮液池排出口缓慢排出该种液体，液面下降的速度为v0，则池底的光斑移动的速度为13．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如右图所示。光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离设为x，已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，折射率为2，光在真空中的速度为c，不考虑多次反射。下列关于光线b的说法正确的是（

）

A．当x=R时，光不能进入内圆B．当x=R时，光线从外圆射出的折射角为45°C．当x=2RD．当x=2R14．如图，在折射率n=2的液体表面上方有一单色激光发射器S，它能垂直液面射出细激光束，在液体内深h处水平放置一平面镜，双面反光，平面镜中心O在光源S正下方。现让平面镜绕过O点垂直于纸面的轴开始逆时针匀速转动，转动周期为T，液面上方的观察者跟踪观察液面，观察到液面上有一光斑掠过，进一步观察发现光斑在液面上P、Q

A．在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为T8B．液面上P、Q两位置间距离为2C．光斑刚要到达P点时的瞬时速度为8πhD．光斑由Q点运动到P点所用的时间为T三、实验题15．某同学利用顶角为θ的直角三角形玻璃砖ABC做“测量玻璃砖折射率”实验，实验步骤如下：①在木板上铺一张白纸，将三角形玻璃砖放在白纸上并描出玻璃砖的轮廓。②在垂直于AB边方向上插上两枚大头针P1和P2，从BC一侧透过玻璃砖观察，在观察位置插第三个大头针P3，使其挡住P1、P2两大头针的像，再插第四个大头针P4，使它挡住P(1)为了精确测量玻璃砖折射率，下列实验操作正确的是______；A．选用粗的大头针完成实验B．大头针应垂直插在纸面上C．大头针P1和P2、P3D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线(2)将实验需要的光路图补充完整；(3)该同学用量角器测量光线P3P4与BC边夹角为α，则三棱镜的折射率16．某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。A．将单缝向双缝靠近B．将红色滤光片换成绿色滤光片C．使用间距更小的双缝(2)若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b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__________。A．13倍 B．12C．2倍 D．3倍(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.30mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为mm。所测单色光的波长为m（结果保留2四、解答题17．用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和O'分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为h=15.0mm，A到过O点的法线OM的距离AM=10.0mm，M到玻璃砖的距离MO=20.0mm，O'（ⅰ）求玻璃砖的折射率；（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。18．如图所示为某型号光的双缝干涉演示仪结构简图，玻璃砖的横截面为等腰直角三角形ABC，∠A=90°，光源发出频率f=4.8×1014Hz的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃砖，在BC面发生全反射，从AC面射出后，经过单缝和双缝，最后在光屏上呈现出干涉图样。已知玻璃砖的直角边长x=0.03m，双缝间距d=0.1mm（1）玻璃砖折射率的最小值和此折射率下光线在玻璃砖中传播的时间；（2）光屏上相邻亮条纹间的距离；（3）若仅将单缝的位置稍微下移，中央亮条纹在光屏上的位置将上移、下移还是不变？（不必回答理由）19．如图所示，—种透明柱状材料的横截面是由一个直角三角形OAB和一个半圆组成的，∠AOB=30°，半圆的圆心恰好位于O点，OB为半圆的一条半径，圆的半径为R。一束单色光从OA面上的D点由空气射入材料中，进