高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编(1).docx

高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编(1)高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编(1)一、选择题1如下图，ABC为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下面判定正确的是()A在真空中，a光光速大于b光光速B在真空中，a光波长大于b光波长Ca光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间Da、b两束光从同一介质射入真空经过中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角2某单色光在真空中传播速度为c，波长为0，在水中的传播速度为v，波长为，水对这种单色光的折射率为n，当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为i，折射角为r，下列正确的是Av=nc，=nc0B0=n，v=sinicsinrCv=cn，=cv0D0=/n，v=sinrcsini3半径为R的玻璃半圆柱体，截面如下图，圆心为O，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，AOB60°，若玻璃对此单色光的折射率n3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为A3RB2RC2RDR4如下图，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上外表，进入玻璃砖中后构成复合光束c则下列讲法中正确的是Aa光的能量较大B在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度C在一样的条件下，a光更容易发生衍射Da光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角5两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了如下图的折射现象a>。下列结论中正确的是A光束的频率比光束低B在水中的传播速度，光束比小C水对光束的折射率比水对光束的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大6a、b两种单色光以一样的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如下图下列讲法正确的是Aa光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B该玻璃对a光的折射率较小Cb光的光子能量较小Db光在该玻璃中传播的速度较大7下列讲法中正确的是A白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B照相机镜头外表涂上增透膜，以加强透射光的强度，是利用了光的衍射现象C门镜能够扩大视野是利用了光的干预现象D用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干预8如下图，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为12APAD，则()A若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角的最小值为arcsin12nB若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角的最小值为arcsin55nC若要此光束在AD面上发生全反射，角的范围应知足arcsin12narcsin21n-D若要此光束在AD面上发生全反射，角的范围应知足arcsin255narcsin21n-9如下图，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角30=?，E、F分别为边AB、BC的中点，则A从F点出射的光束与入射到E点的光束平行B该棱镜的折射率为3C光在F点发生全反射D光从空气进入棱镜，光速变大10如下图，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心下列判定中正确的是()A光线在B点可能发生了全反射B光从空气进入球形水珠后，波长变长了C光从空气进入球形水珠后，频率增大了D仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间增加了11如下图，放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水，缸底中心有一红色发光小球可看作点光源，从上往下看，则观察到A水面有一个亮点B充满水面的圆形亮斑C发光小球在水面上的像D比小球浅的发光小球的像12下列现象中属于光的衍射现象的是A光在光导纤维中传播B马路积水油膜上呈现彩色图样C雨后天空彩虹的构成D泊松亮斑的构成13假如把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就能够从一端传到另一端，如下图在医学上，光导纤维能够制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察光在光导纤维中的传输利用了()A光的全反射B光的衍射C光的干预D光的折射14以往，已知材料的折射率都为正值n>0现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率能够为负值nAABBCCDD15如下图，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的a、b、c三束单色光.比拟a、b、c三束光，可知()Aa为波长较长的光B当它们在真空中传播时，a光的速度最大C分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干预实验，a光的干预条纹中相邻亮纹的间距最小D若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大16如图潜水员在水深为h的地方向水面张望，发现本人头顶上有一圆形亮斑，假如水对空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是()A2htanCB2hsinCC2hcosCD2h17一束光从某介质进入真空,方向如下图,则下列判定中正确的是()3A该介质的折射率是B该介质的折射率是3C该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D光线从介质射入真空的经过中,无论如何改变入射方向都不可能发生全反射现象18如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC,底面水平,罩内为空气。发光点D位于BC中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列讲法正确的是AD发出的光照射到CB界面时可能发生全反射B液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮C液体的折射率为233D液体的折射率为3E.液体的折射率为319物理教师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖玻璃较厚，经折射分成两束单色光a、b，下列讲法正确的是Aa光光子的能量小于b光光子的能量B若增大入射角i，则a光可能先消失C进行双缝干预实验，在其他条件一样的情况下，a光条纹间距大于b光条纹间距D在玻璃砖中，a光的波长比b光的波长短20彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如下图为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的单色光对于这两束光，下面讲法中正确的是A单色光a比单色光b的频率高B由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角C在水中a光的传播速度小于b光的传播速度D假如b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应21如下图两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M则下列讲法中正确的是A假如a为蓝色光,则b可能为红色光B在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大C棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大Da光的折射率小于b光折射率22如下图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，.则()AanbBa>b，nab，na>nb23已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B以一样的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D用同一装置进行双缝干预实验，蓝光的相邻条纹间距较大24如下图为一块透明光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小，现有一束单色光a从原点O以某一入射角由空气射入该材料内部，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是ABCD25如下图，一束红光从空气穿过平行玻璃砖，下列讲法正确的是A红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化B红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化C若紫光与红光以一样入射角入射，则紫光不能穿过玻璃砖D若紫光与红光以一样入射角入射，在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C解析：C【解析】【分析】【详解】由于两束光折射后相交于图中的P点，根据折射定律可知a光的折射率nanb，a光的频率ab，光在真空中的传播速度相等，A错误；由得B错误；由v和t得C正确；根据sinC得a光的临界角小于b光的临界角，D错误2B解析：B【解析】试题分析：光在水中的传播速度是cvn=折射率12sinnsin=，则21sinvcsin由cvn=，v=f，c=0f得：00fnf=得：0=n故B正确，ACD错误故选B考点：光的折射定律3A解析：A【解析】【分析】【详解】光路图如下图，1=60°根据，得：2=30°由几何关系得：光线射到底边上时的入射角3=30°光线在底边折射时，由折射定律得可得：4=60°由几何知识得：CO=CB，所以在OCD中可得：所求距离；故选项A正确【点睛】先根据折射定律求出光线2在玻璃半圆柱体圆弧面上和底面上的折射角，再运用折射定律求出光线1在底面上的折射角，根据几何知识求解即可【考点】光的折射定律4C解析：C【解析】试题分析：由图看出，a光的入射角小于b光的入射角，而折射角一样，根据折射定律分析玻璃对两束光的折射率的大小关系，即可知道两光的频率关系、波长关系，由cvn=分析光在玻璃中速度关系由公式1sinCn=分析临界角大小a光的入射角小于b光的入射角，而折射角一样，根据折射定律得知，玻璃对b光的折射率大于a光的折射率，则b光的频率大于a光的频率，根据Eh=可知b光的能量较大，根据cvn=可知a光在玻璃中的传播速度较大，AB错误；频率越大，波长越小，即a的波长大于b的波长，在一样条件下，波长越长，越容易发生衍射现象，所以a更容易发生衍射现象，C正确；根据1sinCn=可得b光的全反射角小，D错误5C解析：C【解析】试题分析：光束b的偏折角大，水对光束b的折射率，光束b的频率大，波长小，速度小，临界角小，故选C考点：考察光的折射点评：此题难度较小，熟记7中单色光中折射率、频率、波长、速度和临界角的大小关系6B解析：B【解析】试题分析：从玻璃射入空气中会发生全反射现象，由光路图可知，a、b光入射角一样，在分界面上a光发生反射及折射，而b光发生全反射，因而a光的折射率小于b光折射率，故B正确；a光折射率小，因而a光发生全反射的临界角大，故A错误；b光折射率大，则b光在玻璃中的传播速度小，b光的波长小，b光的光子能量大，故C、D均错误考点：折射率，临界角，光子的能量7D解析：D【解析】【分析】【详解】A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，一样的入射角经过折射后折射角不同，故A错误；B.外表涂上增透膜，以加强透射光的强度，是利用了光的干预现象，故B错误；C.门镜能够扩大视野是利用了光的折射现象，故C错误；D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干预，故D正确故选D.8B解析：B【解析】A、B、当光束进入长方体后恰好射至AD面上D点时，角的值最小设此光阴线在AB面的折射角为根据几何知识得：22sinAPAPAD=+12APAD=代入解得：5sin=，由sinsinn=得：5sinsinn=，可得5arcsin=，故A错误，B正确C、D、设光束射AD面上的入射角为，若要此光束在AD面上发生全反射，则必须有C，得到1sinsinCn=，由几何知识得：+=90°，可得：2221sincos1sin1sin1Cn=-=-sinsinn=得2sinsin1nn=，则C>300，而光在F点的入射角为300CD.由于光的折射，在水面上可看到比小球浅的发光小球的像，如下图，选项C错误，D正确.12D解析：D【解析】光在光导纤维中传播为光的全反射现象，A错误；马路积水上的油膜呈现彩色图样，是由于日光照射在油膜上出现彩色条纹是薄膜干预现象，故B错误；雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故C错误；光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，讲明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故D正确13A解析：A【解析】光在光导纤维中传播时，其入射角大于或等于临界角，光线只能在光导纤维中传播，折射不出去，是利用了全反射，A正确14B解析：B【解析】【分析】【详解】AD此题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误BC折射率为-1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B正确，C错误15A解析：A【解析】【详解】A三种色光，a的偏折程度最小，知a的折射率最小，a的频率最小，根据cf=，得a的波长最长，符合题意；B三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；Ca的波长最长，再由双缝干预的条纹间距：lxd?=知a光的干预条纹中相邻亮纹的间距最大，不符合题意；D根据全反射公式：1sinCn=得：折射率越大，临界角越小，所以c光的临界角最小，不符合题意16A解析：A【解析】【详解】在圆形亮斑边缘从空气射入水中的光线，折射角的大小等于临界角C，如下图，有几何关系可知，此圆形亮斑的直径是：A符合题意。BCD不符合题意17B解析：B【解析】【详解】AB入射光线与法线之间的夹角为入射角：r=90°-60°=30°；折射光线与法线之间的夹角为折射角：i=90°-30°=60°；根据折射定律60330sinisinnsinrsin?=?A错误，B正确；C根据公式sinC=1/n得：3arcsin45C=?，故C错误；D光从介质射入真空中，即从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角C的时候会发生全反射，故D错误18C解析：C【解析】【分析】此题考察光的反射和折射，重点考察全反射时临界角与折射率的关系。【详解】CDE由D发出的垂直于BC的光在上液面的入射角为60?，且恰好不能射出液面，则发生全反射，液体的折射率123sin60n=?C正确，DE错误；AD发出的光照射到CB界面时入射角最大为60?，故不发生全反射，A错误；BD发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面，则D发出的在垂直于BC之下的光也不能射出液面，液面上方不能看到透明罩所有位置都被照亮，B错误；故选C。19D解析：D【解析】【详解】A由折射率的定义式可知sinsininr=通过比拟a光折射率大，频率大，光子的能量大于b光光子的能量，故A错误；B从空气射向玻璃不可能发生全反射，增大入射角i，当入射角为直角时，a光、b光同时消失，故B错误；C进行双缝干预实验，在其他条件一样的情况下，条纹间距lxd?=a光频率大，波长短，条纹间距小于b光条纹间距，故C错误；D光线通过玻璃砖比拟折射角，可知a光折射率大，频率大，波长短，故D正确。故选D。20B解析：B【解析】【分析】【详解】A由图可看出两种光从空气射入水珠时，入射角一样，而b光的折射角小于a光，故b光的折射率大于a光，b光的频率大于a光，选项A错误；B根据1sinCn=则由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，选项B正确；C根据cnv=，在水中a光的传播速度大于b光的传播速度，选项C错误；D由于b光的频率大于a光，所以假如b光能使某金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误故选B。21A解析：A【解析】【分析】【详解】由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b可能为红光故A正确，D错误由cvn=，知a光的折射率大于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误由临界角公式1sinCn=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C错误故选A.【点睛】此题是光的色散问题，考察光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；22B解析：B【解析】【详解】由图知，三棱镜对b光的折射率较大，又由于光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以nab.Aanb与分析结果不相符；故项错误Ba>b，nab，na>nb与分析结果不相符；故D项错误23C解析：C【解析】【分析】根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，能够判定这两种光在该玻璃中的波速大小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答【详解】A由Cvn=可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，故A错误；B以一样的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B错误；C从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式1sinCn=可知，红光的折射率小，临界角大，故C正确；D用同一装置进行双缝干预实验，由公式Lxd?=可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，故D错误24D解析：D【解析】【分析】【详解】光线从空气射入透明的光学材料后，由于该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小，以平行于x轴的平面作为界面，可得折射角越来越大，最终在某一平行于x轴的平面处发生全反射；全反射后，由于该光学材料的折射率沿y轴负方向均匀增大，以平行于x轴的平面作为界面，可得折射角越来越小。故D正确，ABC错误。故选D。25D解析：D【解析】【详解】AB、波在传播的经过中频率和周期保持不变，在玻璃中，红光的传播速度为cvn=，故红光进入玻璃后的速度会发生变化，在玻璃中，红光的波长cTvTn=，波长发生改变，故AB错误；CD、紫光与红光以一样入射角入射，光从光疏介质射入光密介质，折射角一定小于全反射的临界角，所以能再次从玻璃砖中穿出来，故C错误，由于sinsinn=，紫光的折射率大于红光的折射率，故在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小，D正确。