2023新高考新教材版物理高考第二轮复习--专题十六 光学 电磁波 相对论 (一).pdf
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1、2023新高考新教材版物理高考第二轮复习专 题 十 六 光 学 电 磁 波 相 对 论高频考点考点一光的折射和全反射基5出 光的折射定律、折射率、全反射、光导纤维等。重难各种玻璃砖模型中折射及全反射光路问题。限 时125分钟,正答率:/21。基础1.(2021江苏,7,4分)某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上,将激光束垂直于AC 面入射,可以看到光束从圆弧面ABC出射,沿 AC 方向缓慢平移该破,在如图所示位置时,出射光束恰好消失。该材料的折射率为()A.1.2 B.1.4答 案 AC.1.6D.1.82.(2021北京2 3 分)如图所示的平面内,光束a 经圆心。射入半圆形玻璃砖,出射
2、光为b、c 两束单色光。下列说法正确的是(A.这是光的干涉现象B.在真空中光束b 的波长大于光束c 的波长C.玻璃砖对光束b 的折射率大于对光束c 的折射率第 1 页 共 2 2 页D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度答 案C3.(2021天津2 5分)光刻机是制造芯片的核心装备,利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力,在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比()A.波长变短 B.光子能量增加C.频率降低 D.传播速度增大答 案A4.(2021辽宁,4,4分)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b
3、两束单色光,光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光,a光的()A.频率小,发生全反射的临界角小 B.频率大,发生全反射的临界角小C.频率小,发生全反射的临界角大 D.频率大,发生全反射的临界角大答 案C5.(2017天津理综,2,6分)明代学者方以智在 阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电
4、压低答 案D第2页 共2 2页6.2019课标1,34,10分 如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的,4激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53(取sin 53。=0.8)。已知水的折射率为十(i)求桅杆到P点的水平距离;(ii)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45时,从水面射出后仍照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。答 案(i)7 m(ii)5.5 m重难7.(2022浙 江1月选考,11,3分)如图所示,用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心。点,发现有a、b、c、d四条细光束
5、,其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕。点逆时针方向转过小角度A9时,b、c、d也会随之转动,则()A.光束b顺时针旋转角度小于A。C.光束d顺时针旋转角度大于A。答 案BB.光束c逆时针旋转角度小于D.光束b、c之间的夹角减小了 2A。8.(2021海南,6,3分)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其 折 射 率 为 一 束 单 色 光 在 纸 面 内 以a=45的入射角从空气射向MQ边的中点O,则该束单色光()A.在MQ边的折射角为60B.在MN边的入射角为45。C.不能从MN边射出D.不能从NP边射出第3页 共2 2页答 案C9.(2022山东,7,3分)柱
6、状光学器件横截面如图所示,0P右侧是以。为圆心、半径为R的 圆,左侧是直角梯形,AP长 为R,AC与CO夹角45,AC中点为B。a、b两种频率的细激光束,垂直AB面入射,器件介质对a、b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变,入射点从A向B移动过程中,能在PM面全反射后,从OM面出射的光是(不考虑三次反射以后的光)()A.仅有a光 B.仅有b光C.a、b光都可以 D.a、b光都不可以答 案A10.(2020浙江7月选考,13,3分)如图所示,圆心为0、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角9=60。时,光线从玻
7、璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,贝 1()A.玻璃石专的折射率为1.5 B.O、P之间的距离为5 RC.光在玻璃砖内的传播速度为g c D.光从玻璃到空气的临界角为30答 案C11.(2020山东,9,4分)(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BBCC面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为6,只考虑由DE直接射向侧面AACC的光线。下列说法正确的是()第4页 共2 2页A1A.光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的52B.光从AACC面出射
8、的区域占该侧面总面积的C.若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将增大D.若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将减小答 案A C12.(2022山东济南二模)如图所示,长方体玻璃砖长为4 cm,宽和高均为2 cm,折射率为紧贴下表面中心轴线处有一点光源,该点光源可沿中心轴线左右移动。当点光源移动至某一位置O时,玻璃砖右侧面各处均有光线射出(不考虑光在玻璃砖内反射后的情况),此时玻璃砖左侧面上光线射出点到下表面的最远距寓为()A.(4-V5)cmB.(2匹)cmC.(V5-V2)cmD.(2A/5-4)cm答 案B13J2021全国甲,34,5分 如图,单色
9、光从折射率n=1.5、厚度d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3Qx108 m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为 m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是 S4tv S(不考虑反射)。答案 2.0 x108 5x10 3A/5X1O-10第5页 共2 2页14.(2022湖北武汉4 月调考)如图所示,半圆形玻璃砖半径为R,直径A B 与荧光屏MN(足够大)平行且相距2R。频率相同的两束平行光a、b 均以53角同时射入玻璃砖,a 光从圆心O 入射,恰好从半圆弧的三等分点D 射出,b 光从半圆弧的中点C 射出。不考虑光在半圆弧上的反射,sin
10、53=0.8,求:(1)玻璃砖的折射率;(2)荧光屏上两光点之间的距离。(结果可用根号表示)M/V答 案(1)1.6(2)”爱 口15.2021全国乙,34(2),10分 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,。和。分别是入射点和出射点,如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为h=15.0 mm;A到过。点的法线O M 的距离AM=10.0 mm,M到玻璃砖的距离M 0=20.0)11111,0到 01/1的距离为5=5.0 mm。(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
11、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。第 6 页 共 2 2 页答 案(i)g (ii)15。16.R022湖南,16(2),8分 如图,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,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n=2,屏障间隙L=0.8 mm。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。防窥屏(i)若把发光像素单元视为点光源,要求可视角度e控制为60,求屏障
12、的高度d;(ii)若屏障高度d=1.0 mm,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)。答 案(i)1.55 mm(ii)0.35 mm17J2021河北,16 将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B 正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示。用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为心当。=60。时,A 右侧恰好无光线射出;当。=30时,有光线沿B 的半径射出,射出位置与A 的圆心相比下移h。不考虑多次反射。求:(i)半圆柱体对该单色光的折射率;(ii)两个半圆柱体之间的
13、距离d。答案(ii)Vh-苧 R18.(2021山东,15,7分)超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖,其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜,顶角为仇一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射,经过前两个棱镜后分为平行的光束,第 7 页 共 2 2 页再经过后两个棱镜重新合成为一束,此时不同频率的光前后分开,完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离d=100.0 mm,l 3 4 5脉冲激光中包含两种频率的光,它 们 在 棱 镜 中 的 折 射 率 分 别 为 和n 2=-。取sin 370=-,cos 37。=于方=1.890。(1)为使两种频率的光
14、都能从左侧第一个棱镜斜面射出,求。的取值范围;若9=37。,求两种频率的光通过整个展宽器的过程中,在空气中的路程差!_(保留3位有效数字)。19J2020课标11,34(2),10分 直角棱镜的折射率廿1.5,其横截面如图所示,图中 =90。,工 人=30。截面内一细束与BC边平行的光线,从棱镜AB边上的D点射入,经折射后射到BC边上。(i)光线在BC边上是否会发生全反射?说明理由;(ii)不考虑多次反射,求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。D7F-20J2020课标川,34,10分 如图,一折射率为百的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,NA=90,/B=30。一束平
15、行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。答 案221J2019海南单科,16(2),8分 一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷,凹面与圆柱体下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料。过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹陷的球心,半径OA与0G夹角9=120。平行光沿轴线方向向下入射时,从凹面边缘A点入射的光线经折射后,恰好由下底面上C点射出。已知AB=FG=1 cm,BC=V3 cm,OA=2 cm第8页 共2 2页(i)求此透明材料的折射率;(ii)撤去平行光,将一点光源置于球心。点处,求下底面上有光出射的圆
16、形区域的半径(不考虑侧面的反射光及多次反射的影响)。答 案(i)W (ii)正/cm考 点 二 光 的 干 涉、衍射和偏振基 础 光 的 干 涉、光的衍射等。重难双缝干涉及相关计算、薄膜干涉及分析等。限时20分钟,正 答 率:/7O基础1.(2020北京,1,3分)以下现象甲属于干涉的是()A.白光经过杨氏双缝得到彩色图样B.白光照射肥皂膜呈现彩色图样C.白光经过三棱镜得到彩色图样 D.白光照射水面油膜呈现彩色图样答 案 C2.(2021江苏,6,4分)铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置时,肥皂膜上的彩色条纹上疏下密面此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()|B C D答 案 B3.(2022山东
17、,10,4分)(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝Si、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离 为 同 一 单 色 光 垂 直 照 射 狭 缝,实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是()第 9 页 共 2 2 页A.图 乙 是 光 的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,也发生了衍射B.遮 住 一 条 狭 缝,另 一 狭 缝 宽 度 增 大,其 他 条 件 不 变,图丙中亮条纹宽度增大C.照 射 两 条 狭 缝 时,增 加L,其 他 条 件 不 变 周 乙 中 相 邻 暗 条 纹 的 中 心 间 距 增 大D.照 射 两 条 狭 缝 时,若 光 从 狭 缱Si、
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