高考物理二輪復習高頻考點專項訓練-光與電磁波（解析版）

高考物理二輪復習高頻考點專項訓練---光與電磁波1．(多選)(2019·杭州地區(qū)重點中學期末)如圖所示是一玻璃球體，其半徑為R，O為球心，AB為水平直徑．M點是玻璃球的最高點，點光源B發(fā)出的光線BD從D點射出，出射光線平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的傳播速度為c，則()A．此玻璃的折射率為eq\r(3)B．光線從B到D需用時eq\f(3R,c)C．B發(fā)出的光線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象D．B發(fā)出的光線從AD段射出時均平行于AB答案AB解析由幾何知識可得入射角i＝∠ABD＝30°，折射角r＝2∠ABD＝60°，則此玻璃的折射率為n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\r(3)，故A正確．BD長度s＝2Rcos30°＝eq\r(3)R，光在玻璃球內(nèi)傳播的速度v＝eq\f(c,n)，故光線從B傳到D的時間為t＝eq\f(s,v)＝eq\f(3R,c)，故B正確．若增大∠ABD，則光線射向DM段時入射角增大，sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)＜eq\f(\r(2),2)，則臨界角C＜45°，光線射向M點時的入射角為45°，所以光線在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象，故C錯誤．要使出射光線平行于AB，入射角必為30°，若減小∠ABD，入射角減小，則從AD段射出的光線與AB不平行，故D錯誤．2.(多選)(2019·臺州3月一模)圖中所示，Ox軸沿水平方向，Oy軸沿豎直向上方向．在x≥0，y≥0的矩形區(qū)域內(nèi)存在某種分布范圍足夠廣的介質(zhì)，其折射率只能隨著y的變化而變化．有兩束細光束a、b入射到介質(zhì)表面，沿如圖所示的路徑傳播，下列判斷正確的是()A．此介質(zhì)的折射率隨著y的增大而增大B．介質(zhì)對光a的折射率比對光b的折射率大C．產(chǎn)生海市蜃景現(xiàn)象與上述現(xiàn)象的光學原理類似D．細光束a在繼續(xù)傳播的過程中可能會發(fā)生全反射答案CD解析由光的傳播路徑可知，此介質(zhì)的折射率隨y的增大而減小，與產(chǎn)生海市蜃景現(xiàn)象的光學原理類似，故A錯誤，C正確；介質(zhì)對b的偏折更厲害，即對b光的折射率比對a光的折射率大，B錯誤；由題圖知，光是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，故可能發(fā)生全反射，故D正確．3．如圖，某同學將一枚大頭針從一邊長為6cm的正方形不透光的輕質(zhì)薄板正中心垂直于板插入，制作成了一個測定液體折射率的簡單裝置．他將該裝置放在某種液體液面上，調(diào)整大頭針插入深度，當插入液體中深度為4cm時，恰好無論從液面上方任何方向都看不到液體中的大頭針，則該液體的折射率為()A.eq\f(5,3)B.eq\f(4,3)C.eq\f(5,4)D.eq\f(3,4)答案A解析要恰好在液面上各處均看不到大頭針，要求光線射到薄板邊緣界面處時恰好發(fā)生全反射，作出光路圖如圖所示，設(shè)臨界角為C.由臨界角與折射率的關(guān)系得：sinC＝eq\f(1,n)①由幾何關(guān)系得：sinC＝eq\f(r,\r(r2＋h2))＝eq\f(3,\r(32＋42))＝eq\f(3,5)②聯(lián)立①②式可得：n＝eq\f(5,3)4.(多選)(2019·山西五地聯(lián)考上學期期末)下列說法正確的是()A．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象B．海嘯發(fā)生后尚未到達海岸邊，沿海漁民沒有察覺，但狗顯得煩躁不安，這是因為次聲波傳播速度比超聲波大C．一質(zhì)點做簡諧運動，質(zhì)點每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同D．光學鏡頭上的增透膜利用了光的干涉現(xiàn)象答案ACD解析所有的波都具有的特性是：能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，故A正確．海嘯發(fā)生時，發(fā)出很強的次聲波，狗能感受到次聲波，但人無法感受到次聲波，故B錯誤．做簡諧運動的質(zhì)點每次通過同一位置時，位移一定，速度有兩種可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正確．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，故D正確．5.(多選)(2019·貴州部分重點中學3月聯(lián)考)如圖所示，足夠長的平行玻璃磚厚度為d，底面鍍有反光膜CD，反光膜厚度不計，一束光線以45°的入射角由A點入射，經(jīng)底面反光膜反射后，從頂面B點射出(B點圖中未畫出)．已知該光線在玻璃磚中的傳播速度為eq\f(\r(2),2)c，c為光在真空中的傳播速度，則()A．平行玻璃磚的折射率為eq\r(2)B．入射點A與出射點B之間的距離為eq\f(2\r(3)d,3)C．平行玻璃磚的全反射臨界角為30°D．為了使從A點以各種角度入射的光線都能從頂面射出，則底面反光膜CD長度至少2d.答案ABD解析作出光路圖如圖所示，n＝eq\f(c,v)＝eq\r(2)，則n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(2)，解得β＝30°，則xAB＝2dtanβ＝eq\f(2\r(3),3)d，故A、B正確；sinC＝eq\f(1,n)，則C＝45°，則LCD＝2dtanC＝2d，故C錯誤，D正確．6.(多選)(2019·遼寧沈陽市質(zhì)量檢測)a、b、c三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的橫截面直徑從空氣射向玻璃磚，如圖所示，光線b正好過圓心O，光線a、c從光線b的兩側(cè)對稱入射，光線a、c從玻璃磚下表面進入空氣后分別與光線b交于P、Q，則下列說法正確的是()A．玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率B．在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比c光窄C．a(chǎn)、c光分別從某種介質(zhì)射入空氣中，c光發(fā)生全反射時臨界角較小D．a(chǎn)光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長答案ABD解析由題圖可知，a光和c光入射角相同，但是c光折射角較大，根據(jù)折射率公式可知玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率，故選項A正確；由于a光的折射率大，波長較短，則在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比c光窄，故選項B正確；a、c光分別從某種介質(zhì)射入空氣中時，能發(fā)生全反射，根據(jù)臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知a光發(fā)生全反射時臨界角較小，故選項C錯誤；由于a光的折射率大，則根據(jù)公式v＝eq\f(c,n)可知，a光在玻璃中傳播速度較小，而且在玻璃磚中傳播距離大，故a光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長，故選項D正確．7.(多選)(2019·四川綜合能力提升卷)如圖所示，等邊三角形ABC為某透明玻璃三棱鏡的截面圖，邊長等于L，在截面上一束足夠強的細光束從AB邊中點以與AB邊成30°的入射角由真空射入三棱鏡，從BC邊射出的光線與BC的夾角為30°.則()A．玻璃的折射率為eq\r(3)B．在BC邊能發(fā)生全反射C．光在三棱鏡中的傳播路程0.5LD．光在三棱鏡中的傳播時間為eq\f(\r(3)L,2c)答案ACD解析光射入三棱鏡的光路如圖所示，i1＝90°－30°＝60°，由折射定律得：n＝eq\f(sini1,sinr1)①光在BC邊折射時，由折射定律有：eq\f(1,n)＝eq\f(sini2,sinr2)②由題意知r2＝90°－30°＝60°，則i2＝r1③則由幾何關(guān)系可知i2＝r1＝30°聯(lián)立①②③解得：n＝eq\r(3)又因sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)則sini2＜sinC，在BC邊不能發(fā)生全反射．由幾何知識知：從AB邊上射入的光在三棱鏡中的傳播路程s＝0.5L，光在三棱鏡中傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c，光在三棱鏡中的傳播時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(\r(3)L,2c).故A、C、D正確，B錯誤．8.(多選)(2019·浙南名校聯(lián)盟高三期末)如圖，將黃色平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，部分圓形柱面有光線射出．已知透明半圓柱體對黃光折射率為n＝2，半徑為R＝1m，長為L＝2m，不考慮二次反射，那么()A．黃光從空氣射入半圓柱體速度變小B．黃光從空氣射入半圓柱體，其光子能量變小C．有黃光從圓形柱面射出部分的區(qū)域面積S＝eq\f(2,3)πm2D．若只將黃光換成藍光，有光線從圓形柱面射出部分的面積將增大答案AC解析由v＝eq\f(c,n)可知，黃光從空氣進入半圓柱體速度變小，故A正確；由于頻率不變，故光子能量不變，故B錯誤；在半圓面上發(fā)生全反射時，sinC＝eq\f(1,n)，臨界角C＝30°＝eq\f(π,6)，由幾何知識知照亮面積S＝2RCL＝eq\f(2,3)πm2，故C正確；若換成藍光，全反射臨界角變小，則有光線射出的面積也變小，故D錯誤．9.如圖所示為一橫截面為直角三角形的三棱鏡，∠B＝90°，∠C＝30°.一束與AB邊成θ＝30°角的光線射向AB面，在棱鏡中經(jīng)過BC邊一次反射后從AC邊射出，出射光線的折射角為60°.則這種材料的折射率為()A.eq\r(2)B.eq\r(3)C.eq\f(4,3)D．2答案B解析作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系和折射定律有n＝eq\f(sin60°,sini)＝eq\f(sin60°,sin60°－i)，可得：i＝30°，n＝eq\r(3)，故B正確．10.(多選)下列現(xiàn)象或技術(shù)涉及光的干涉的是()答案CD11．(2019·貴州六校聯(lián)考)如圖所示，實線為空氣和水的分界面，一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上，圖中O1點和入射光線都未畫出)射向水中，折射后通過水中的B點．圖中O點為A、B連線與分界面的交點．下列說法正確的是()A．O1點在O點的右側(cè)B．藍光從空氣中射入水中時，速度變小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點正下方的C點D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點正上方的D點E．若藍光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過B點正上方的D點【答案】：BCD【解析】：據(jù)折射定律知，光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角，則畫出光路圖如圖所示，知O1點應(yīng)在O點的左側(cè)，故A錯；光從光疏介質(zhì)(空氣)進入光密介質(zhì)(水)中時，速度變小，故B對；紫光的折射率大于藍光，所以折射角要小于藍光的，則可能通過B點正下方的C點，故C對；若是紅光，折射率小于藍光，折射角大于藍光的，則可能通過B點正上方的D點，故D對；若藍光沿AO方向射入，根據(jù)折射定律知，折射光線不可能過B點正上方的D點，故E錯．12．一束光從空氣射向折射率n＝eq\r(2)的某種玻璃的表面，如圖所示，i代表入射角，則()A．當入射角i＝30°時，折射角r＝45°B．無論入射角i為多大，折射角r都不會超過45°C．欲使折射角r＝30°，應(yīng)以i＝45°的角度入射D．當入射角i＝arctaneq\r(2)時，反射光線跟折射光線恰好互相垂直E．當入射角大于臨界角時，會發(fā)生全反射【答案】：BCD【解析】：根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin30°,sinr)＝eq\r(2)，sinr＝eq\f(\r(2),4)，故A錯誤；當入射角最大時，折射角最大，最大入射角為90°，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin90°,sinr)＝eq\r(2)，解得最大折射角r＝45°，故B正確；欲使折射角r＝30°，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sini,sin30°)＝eq\r(2)，解得i＝45°，故C正確；設(shè)入射角為α時反射光線與折射光線垂直，則折射角為(90°－α)，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(2)＝tanα，解得α＝arctaneq\r(2)，故D正確；光從空氣射入玻璃時，無論入射角多大，都不會發(fā)生全反射，故E錯誤．13.如圖所示，AOB為扇形玻璃磚，一細光束照射到AO面上的C點，入射光線與AO面的夾角為30°，折射光線平行于BO邊，圓弧的半徑為R，C點到BO面的距離為eq\f(1,2)R，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空氣中的傳播速度為c，求：(1)玻璃磚的折射率及光線在圓弧面上出射時的折射角；(2)光在玻璃磚中傳播的時間．【答案】：(1)eq\r(3)60°(2)eq\f(2R,c)【解析】：(1)光路如圖所示，由于折射光線CE平行于BO，因此光線在圓弧面上的入射點E到BO的距離也為eq\f(R,2)，則光線在E點的入射角α滿足sinα＝eq\f(1,2)，得：α＝30°由幾何關(guān)系可知，∠COE＝90°，因此光線在C點的折射角為：r＝30°由折射定律知，玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)由于光線在E點的入射角為30°，根據(jù)折射定律可知，光線在E點的折射角為60°.(2)由幾何關(guān)系可知CE＝eq\f(R,cos30°)＝eq\f(2\r(3)R,3)光在玻璃磚中傳播的速度為v＝eq\f(c,n)因此光在玻璃磚中傳播的時間為：t＝eq\f(CE,v)＝eq\f(2R,c)14.如圖，某同學在一張水平放置的白紙上畫了一個小標記“?”(圖中O點)，然后用橫截面為等邊三角形ABC的三棱鏡壓在這個標記上，小標記位于AC邊上．D位于AB邊上，過D點做AC邊的垂線交AC于F.該同學在D點正上方向下順著