2022届新高考二轮复习光学作业.docx

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1、专题综合评价（四） 光学1. （2021北京朝阳区一楼）抽制高强度纤维细丝时可用激光监测 光屏 抽丝机其粗细。如下图，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即 细丝11A-可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的（）口激光器A.干涉现象B.衍射现象C.折射现象D.色散现象解析：选B当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射， 该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，那么说明桁射现象更加明显，可知 金属丝变细。应选B。2. （2021天滓滨海新区期末）2020年在防控新型冠状病毒疫情期间，在机场、车站、医 院、商场等公共场所出入口，使用了红外线热像仪。红外线热像仪

2、通过红外线遥感，可检 测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪，以下说法 正确的选项是（）A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线比可见光波长短B.红外线热像仪同时还具有消毒灭菌作用C.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测D.红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测 体温解析：选D 选择红外线进行检测，主要是因为一切物体每时每刻地向外释放红外线， 并且温度越高，辐射的红外线强度越大，与红外线的波长无关，故A错误；紫外线具有消 毒灭菌作用，而红外线没有消毒灭菌的作用，故B错误；红外线热像仪通过接收人体向外 辐射的红外线来检测，故C错

3、误；红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频 率和强度不同的原理来检测体温，故D正确。3. （2021 天津一模）汽车的自适应巡航功能能够帮助驾驶员减轻疲劳，亳米波雷达是其 中一个重要部件。毫米波的波长比短波波长短，比红外线波长长，贝!1（）A.这三种电磁波，红外线最容易发生明显的衍射绕过粉尘B.这三种电磁波在真空中传播，短波的传播速度最小C.这三种电磁波中毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘D.这三种电磁波，短波频率最高解析：选C 这三种电磁波中，短波的波长最长，最容易发生明显的衍射绕过粉尘， 故A错误；这三种电磁波在真空中传播时速度相同，都为光速，故B错误；毫米波波长比 红外线

4、波长长，那么毫米波比红外线更容易发生明显衍射绕过粉尘，故C正确；由公式c= 可知，波长越小，频率越高，那么红外线波的频率最高，故D错误。4. （2020山东，级考）双缝干涉实验装置的截面图如下图。玻璃片光源S到$、S2的距离相等，O点为&、S2连线中垂线与光屏的s三三三A。 交点。光源S发出的波长为I的光，经S出射后垂直穿过玻璃片计传播到。点，经S2出射后直接传播到。点，由Si到。点与由S2到。点，光传播的时间差为A/o玻璃片厚度为10；.,玻璃对该波长光的折射率为15空气中光速为c,不计光在玻 璃片内的反射。以下判断正确的选项是（）解析：选A 波长为2的光在玻璃片中的传播速度通过102的距离

5、，光传播的e X 1OZM 10 52 A r.时间差A/=选项A正确。5. （2021潮江高三二模）玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，以下光路图中 正确的选项是（）解析：选B光从玻璃进入空气，即由光密介质进入光疏介质，入 射角小于折射角，后来又从玻璃进入空气，那么入射角大于折射角，其光 ）路图如下图，所以B正确；A、C、D错误；应选B。/、6. （2021葫芦岛一模）水中点光源S沿SO方向射出。、力两种单色光，其中。单色光射 出水面，光路如下图。那么以下说法正确的选项是（）A.水中的反射光是b单色光B. a光的频率大于力光的频率歹1丁，C. a、）在水中的传播速度关系为为V为5D.用

6、同一双缝干涉装置进行实验可看到。光干涉条纹间距比力光的宽解析：选D 水中的反射光是、力两种单色光的复合光，选项A错误；因力光发生了全反射，那么力光的临界角小于。光的临界角，根据sinC=7可得，力光的折射率较大，那么力 光的频率大于a光的须率，选项B错误；根据。=：可知，iiafihf（1、力在水中的传播速 度关系为外办，选项C错误；因。的须率小，波长较大，那么根据 义=今可知，用同一双 缝干涉装置进行实验可看到。光干涉条纹间距比b光的宽，选项D正确。7. （2021 广东高三模拟）（多项选择）如下图，、力为两束颜色不同的单色光，a b 它们以不同的入射角射入等腰梯形玻璃棱镜，两条射出光能合为

7、一束，以下 说法正确的选项是（）二A.力光在玻璃中的折射率小8. 。光在玻璃中的光速大C.对于同种金属，a光能发生光电效应，那么方光一定也能发生光电效应D.假设两束光通过同一双缝装置且都能形成干涉图样，那么光条纹间距较大解析：选AB 根据题意画出光路图，两光束出棱镜时，折射角相同，a a b 光的入射角小，力光入射角大，可得光的折射率大，力光的折射率小，A正 确；在同种介质中的光速，折射率越大，光速越小，在同种介质中b光的速 度较大，B正确；折射率越大，光子频率越大，光子能量越大，。光能发生光电效应，但力光折射率更小，故力光不一定也能发生光电效应，C错误；折射率大的光束 波长小，根据条纹间距公

8、式Ax=伊大，力光折射率较小，故力光条纹间距较大，D错误。9. （2021浙江衢州二楼）夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，Dt c 主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如下图，A 介质球的球心位于。点，半径为R。平行于直径的单色光从空气 了一-一7H 射入介质球，其中一条光线沿oc射入球体，在球内外表经一次反射后，再次折射回空气中，出射光线恰好仍与OC平行，OC与A的距离为乎此 以下说法 正确的选项是（）A.介质球的折射率为=啦B.换不同的单色光线，沿OC入射，在球内外表经一次反射后，再次折射回空气时仍 与OC平行C.在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内外表经一次反射后

9、，再次折射回空气 时与入射光平行D.增大单色光的频率，单色光射入球体后，在球内外表可能发生全反射解析：选C 光路图如图，由几何关系可得sin i=乎，解得i 一上写1 = 60。，由图可知i=2r,那么/*=30。,所以介质球的折射率为=噌/=班，八 Q 故A错误；假设增大入射光的须率，折射率增大，由折射定律知，折射 F ；，、一角r减小，折射光线将射到5点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折 射角/ =it由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；在同一过球心 的极面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内外表经一次反射后，再 次折射回空时与入射光平行，

10、故C正确；增大单色光的频率，假设该光沿FE平行于CD 射入时，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原 理，不可能在介质球内外表发生全反射，故D错误。应选C。10. （2021山东济南一楼）（多项选择）如下图，、）两束单色光通过半圆|形玻璃砖从圆心。点出射。保持入射光的方向不变，让半圆形玻璃砖绕J。点逆时针缓慢转动，当转过角时，。光出射光消失；当转过“角时，r JJ，光出射光消失，aV/?。以下说法正确的选项是（）A.。光在介质中的折射率大于b光在介质中的折射率B. “、，两束光在介质中的光速之比为!器C.通过同一狭缝时，。光的衍射现象更明显D.分别用两束光使用同

11、一装置做双缝干涉实验，。光的条纹间距大于力光的条纹间距 解析：选AB由于a光的临界角小于b光临界角，根据sin C=5，a光在介质中的折 射率大于方光在介质中的折射率，故A正确；由于sina=；, sin=；,而彩=三，所以F flh5=,=鹫，故B正确；由于。光在介质中的折射率大于力光在介质中的折射率，。光的波 Hq sin p长小于力光的波长，通过同一狭缝时，力光的衍射现象更明显，故C错误；。光的波长小于 力光的波长，根据 心=夕，分别用两束光使用同一装置做双缝干涉实验，。光的条纹间距小 于b光的条纹间距，故D错误。应选A、Bo11. （2021山东枣庄二棋）如下图为长方体均匀玻璃砖的截!

12、面，厚度为L。现有两种单色光组成的复合光，从O点射入玻璃 砖，入射角为60。，其折射光线分别沿04、。3方向，对应的折射 X / 1li A角分别为37。、53。，光从。点到A点的传播时间为/cm,从。点到 B 点的传播时间为b8。 sin 60。=cos 600=0.5, sin 37=0.6, cos 370=0.8o 那么以下对fc和口“大小关系的比拟，正确的选项是()A. toA = tottB. toAt()BD.无法确定解析：选A 玻璃砖对沿。4方向的单色光的折射率为川=普然，此单色光在玻璃中 olll 0 /传播的速度为V1=光在玻璃砖中的路程为$QA=光从0点到A点的传播时间为

13、_SOA_ Lsin60。_25小 LtoA =TT=cos 370-sin 37 = 24c玻璃砖对沿OB方向的单色光的折射率为小=普管此单色光在玻璃中传播的速度为光在玻璃转中的路程为S()B=光从0点到B点的传播时间为_sob_ in 60。_25小Lt(,B vi 一ccos 53o,sin 53 一 24c那么有 tOA = t()Bo12. (2021覆阳模拟)双缝干涉实验装置的原理图如下图。光源S到与、S2的距离相 等，。点为&、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出光的波长为九Pi是第1级亮纹, 那么Pi52-PiSi=；现在Si与修间垂直SiPi连线插入厚度为5z的玻璃片，玻璃

14、对 该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,经Si出射后垂直穿过玻璃片传播到Px所在位置, 那么Pi所在位置将变为(选填“亮条纹”或“暗条纹” )o解析：根据双缝干涉的条件产上2一尸尸1=人 在&与P间插入厚度为9的玻璃片， 光在玻璃中的传播速度为v=可知光在$与Pi间传播多用的时间5x 52 2.5At=即相当于多传播的距离为As=cAf=%此时光源Si和Sz到达Pi的光程差为Ax=（PiSi4-As）-PiS2=根据双缝干涉的条件可知Pi点将变为暗条纹。答案：2暗条纹13. .小明同学为探究光的折射规律设计了如下图的实验装 小激光笔置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和尸两个半圆形光屏组成

15、，兴飞其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的分界线，其中光屏尸可绕直 hMf黑&屏E从空气斜射入水中，在光屏户上（选填“能”或“不能”）看到折射后的光束；小明将光屏F向后折转一定角度后，那么在光屏F上（选填“能”或“不能”）看到折射光线，这说明折射光线和入射光线（选填“在”或“不在”）同一平面内；（2）小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示。由 表中数据可知，光从水斜射入空气中时,折射角（选填“大于” “等于”或“小于”） 入射角。入射角 折射角解析：（1）先让光屏E、尸位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中， 在光屏尸上能看到折射后的光束；当尸板向后折转

16、一定的角度后，那么呈现折射光线的尸板 和呈现入射光线的E板不在同一平面内，所以在尸板上不能看到折射光线；这说明折射光 线和入射光线在同一平面内；（2）分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入 射角，且入射角增大时，折射角也增大。答案：能不能在（2）大于14. （2021广东高考）如下图，一种光学传感器是通过接收 例产/外器。接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P 力/挡风玻璃 点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为“，折射角为从 光源， 接收器Q内便 光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角0的 正弦值表达式。解析：根据光的折射定律有

17、=丑，根据光的全反射规律有sin 0=1,联立解得sin =舒。牝安 .n sm” 答案：sin 0. z.M15. (2021娄底模拟)如下图,AB是半径为R的玻璃球的水平直径、 CO为竖直直径，。为圆心，P点为C弧上的一点，且P与。的连线与 的夹角为30。，一个点光源贴在4点，发出的光经玻璃球传播到C点 刚好发生全反射，光屏刚好与圆球相切于3点，求：(1)玻璃球对光的折射率；照射到尸点的光折射后，折射光照射在光屏上的位置离3点的距离(tan 150=2-V3)o解析：(1)根据题意画出光路图如下图。由于照射在。点的光线刚好发生全反射，由几何关系可知，光在C点的入射角为45。，那么全反射临界

18、角。=45。，折射率=二三=也。sin l(2)由于NCOP=30。，根据几何关系，照射在P点光线的入射角i=30。，根据折射率公式=碧，Sill 解得r=45,设光线照射到屏上的位置为。点，由几何关系得Q = Rsin 60。+(RRcos 60)tan 15。=/?。答案：(lh/5 (2)R16. (2020金QD卷DI)如图,一折射率为小 的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC, ZA=90, ZB=30% 一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的屡次反射，求 八AC边与3C边上有光出射区域的长度的比值。解析：如图(a)所示，设从。点入射的光线经折射后恰好射向

19、。点，o,屋光在AB边上的入射角为仇，折射角为仇，由折射定律有8 曜图(a)sin i = sin 优设从D3范围入射的光折射后在3c边上的入射角为，由几何关系有。=30。+优由式并代入题给数据得。2=30。/sin O 1所以，从08范围入射的光折射后在3c边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边,AC边上全部有光射出。设从AO范围入射的光折射后在AC边上的入射角为：如图(b) 所示。由几何关系有0 =90。一2 由式和条件可知sin1即从40范围入射的光折射后在4c边上发生全反射，反射光线垂直射到边上。设 。边上有光线射出的局部为CF,由几何关系得。尸=4Csin30。AC边与BC边有光出射

20、区域的长度的比值为优=2。答案：216.(2020全国必E)直角棱镜的折射率=1.5,其横截面如下图，力图中NC=90。，NA=30。，截面内一细束与8C边平行的光线，从棱镜AB边上的。点射入，经折射后射到5C边上。/(1)光线在8c边上是否会发生全反射？说明理由；I(2)不考虑屡次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。解析：(1)如图，设光线在D点的入射角为/,折射角为九 折 /射光线射到3C边上的点。设光线在E点的入射角为。，由几何 上经 r E c 关系，有0=90。一(30-r)60。根据题给数据得sin sin 60：即夕大于全反射临界角，因此光线会在E点发生全反射。(2)设光线在AC边上的尸点射出棱镜，光线的入射角为i,折射角为/ ,由几何关 系、反射定律及折射定律，有i=30。i =90。一碗sin i=sin rwsin i1 =sin r 联立式并代入题给数据，得 .，26一小sin r =由几何关系，/即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。答案：(1)见解析(2/也;小