《高考物理光学知识点之几何光学分类汇编及答案解析(5)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理光学知识点之几何光学分类汇编及答案解析(5)（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考物理光学知识点之几何光学分类汇编及答案解析(5) 一、选择题 1某种介质对空气的折射率是 2 ，一束光从该介质射向空气，入射角是 60 ，则下列光 路图中正确的是（图中 I 为空气，为介质）（） A B C D 2半径为 R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，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 n 3，则两条光线 经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（） A 3 R B 2 R C 2R DR 3题图是一个 1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、 G、H 将半径 OM 分成 5 等份，虚线 EE1、FF1、 GG1、 HH
2、1平行于半径ON，ON 边可吸收到达其上的所有光线已知该棱镜的折 射率 n= 5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A不能从圆孤射出B只能从圆孤射出 C能从圆孤射出D能从圆孤射出 4甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中 心距离分别记为 x1和 x2，已知 x1 x2。另将两单色光在真空中的波长分别用1、 2， 在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2，光子能量分别用 E1、E2、在同种介质中的折 射率分别用n1 、n 2表示。则下列关系正确的是 A12 Bv1v2 C E1n2 5如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面
3、的圆心，下图中能 正确描述其光路的是() A B C D 6一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A波长一定变长 B频率一定变小 C传播速度一定变小 D一定发生全反射现象 7图 1、2 是利用 a、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样下列关于 a、b 两束单色光的说法正确的是（） A真空中， a光的频率比较大 B同一介质中，a光传播的速度大 Ca光光子能量比较大 D同一介质对a光折射率大 8下列说法中正确的是 A白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象 B照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象 C门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象 D用
4、标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 9如图所示为用a、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样现让a、 b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是 （） ABCD只有 10 已知单色光a的频率低于单色光b 的频率，则（） A通过同一玻璃三棱镜时，单色光a的偏折程度小 B从同种玻璃射入空气发生全反射时，单色光a的临界角小 C通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a 照射时相邻亮纹间距小 D照射同一金属发生光电效应，用单色光a照射时光电子的最大初动能大 11 如图所示，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，
5、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 3 C光在 F 点发生全反射 D光从空气进入棱镜，光速变大 12华裔科学家高锟获得2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“ 光纤通讯之父 ” 光纤通讯中信 号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中 传播下列关于光导纤维的说法中正确的是 A内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D频率越大的光在光
6、纤中传播的速度越大 13 如图所示是一透明玻璃球体，其半径为R，O 为球心， AB为水平直径。M 点是玻璃球 的最高点，一条平行于AB 的光线自D 点射入球体内，其折射光线为DB，已知 ABD 30 ，光在真空中的传播速度为c、波长为 ，则 A此玻璃的折射率为 B光线从D 传播到 B 的时间是 C光在玻璃球体内的波长为 D光在 B点会发成全反射 14 如图，半径为 R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，半圆 柱玻璃体与桌面相切于A 点。一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内（入射面即纸 面），入射角为60 ，出射光线射在桌面上B 点处。测得AB 之间的距离为 3 3 R
7、，则下列 说法正确的是（） A该玻璃体的折射率为 6 2 n B该玻璃体折射率为2n C若将入射光束在纸面内向左平移，移到距O 点 2 3 R位置时射入玻璃体的光线在玻璃体 下表面处恰好发生全反射 D若用同样频率、宽度为R 的光束 CO 沿与玻璃体上表面成 30 入射，从玻璃体下表面折 射出的弧长占圆柱体弧长的 1 3 15 如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到 另一端，如图所示在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，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
8、的全反射B光的衍射 C光的干涉 D光的折射 16 如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c 三束单色光 .比较 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涉实验，a 光的干涉条纹中相邻亮 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 17 如图潜水员在水深为h 的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对 空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是( ) A2htanCB2hsinCC2hcosCD2h 18 下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不
9、正确的( ) A用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理 BB 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波 C通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致 D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄 19打磨某剖面如题图所示的宝石时，必须将OP、OQ 边与轴线的夹角切磨在 12 的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP边和 OQ 边都发生全反射 （仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ过后射向MN 边的情况），则下列 判断正确的是 ( ) A若2，光线一定在 OP 边发生全反射 B若 2，光线会从 OQ 边射出 C若1，光线会从OP 边
10、射出 D若 1，光线会在 OP边发生全反射 20 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数 n2 的能级跃迁到n=2 的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A对应的前后能级之差最小 B同一介质对的折射率最大 C同一介质中的传播速度最大 D用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 21 如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在 真空中沿直线BC 传播，并于玻璃球表面的C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中，已知 120COD ，玻璃球对该激光的折射率为 3，则下列说 法中正确的是（） A出射光线的频率变
11、小 B改变入射角 的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射 C此激光束在玻璃中穿越的时间为 3 t R c （c 为真空中的光速） D激光束的入射角为 =45 22 很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气 时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( ) A B C D 23 如图所示，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( ) Aanb Bab，nanb Cab，na b，na nb 24 以往，已知材料的折射率都为正值（n0）现已有针对某些电磁波
12、设计制作的人工 材料，其折射率可以为负值（n30 0，而光在 F 点的 入射角为300C，则不可能发生全反射，选项 C 错误；由公式v=c/n 可知，光从空气进入 棱镜，光速变小，故D 错误；故选B. 12B 解析： B 【解析】 试题分析：当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反 射 A 错， B对；波长越短的光，频率越大，介质对它的折射率n 越大，根据公式， 光在光纤中传播的速度越小，CD错，所以本题选择B。 考点： 光的折射定律全反射 13A 解析：A 【解析】 【详解】 A：如图所示： 由几何知识得入射角，折射角，则此玻璃的折射率为： ，A 正确； B：BD
13、 长度，光在玻璃球内传播的速度，所以光线从B 到 D 的 时间为，B 错误； C、光在玻璃体内的波长， C 错误 D、在玻璃体内，发生全反射时，根据几何知识可知光在 B 点的入射角为 30，而 ，即临界角，所以光线不可能在B点发生全反射现象，D 错误。 14C 解析： C 【解析】 【分析】 【详解】 AB作出光路图如图 根据几何关系可知 22 22 3 1 3 sin 21 3 R AB r ABR RR 根据折射定律可知玻璃体的折射率为 sinsin60 3 1 sin 2 i n r AB 错误； C根据题意作出光路图，假设光在 D点发生全反射 已知 30r ，则 60OEDEODEDO
14、 根据全反射定律 11 sinsin60 3 C n 所以光在 D点发生全反射， C 正确； D若从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的 1 3 ，作出光路图如图 假设光在 M 点发生全反射，则 MN 对应的圆心角 60MON ，则 EM 对应的圆心角 60EOM ，则 60OPM ，故30 ，入射角与折射角相同，不符合折射定律， 所以若用同样频率、宽度为R的光束 CO 沿与玻璃体上表面成 30 入射，从玻璃体下表面 折射出的弧长不可能占圆柱体弧长的 1 3 ，D 错误。 故选 C。 15A 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
15、 不出去，是利用了全反射， A正确 16A 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 c f ，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，再由双缝干涉的条纹间距： l x d 知 a光的干涉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： 1 sinC n 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 17A 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，如图所示，有几何 关系可知，此圆形亮
16、斑的直径是： A 符合题意。 BCD 不符合题意 18C 解析： C 【解析】 用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，A 正确，光的偏振也证明了光是一种 波，而且是横波，横波传播方向与振动方向垂直，所以B 正确，通过两枝铅笔的狭缝所看 到的远处日光灯的彩色条纹，是光的色散现象，C错误，在光的双缝干涉实验中，若仅将 入射光由黄光改为绿光，波长减小，根据公式 l x d ，间距变窄， D 正确 19D 解析： D 【解析】 试题分析：由全反射的临界角满足 1 sinC n ，则入射角满足iC发生全反射；作出光路 可知当 2 时，根据几何关系，可知光线在PO边上的入射角较小，光线将从PO 射出， AB项错误；同理当 1 时，光线在PO 边上的入射角较大，大于临界角，光线将在PO 射边上发生全反射，D 项正确 考点：本题考查了光的折射和全反射. 20A 解析： A 【解析】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系 分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件
