高中物理選修34課時(shí)精練：光章末復(fù)習(xí)總結(jié)

高中物理選修3-4課時(shí)精練：第十三章光章末復(fù)習(xí)總結(jié)04課后穩(wěn)固訓(xùn)練

1．[2023·江蘇高考]某同學(xué)用單色光進(jìn)展雙縫干預(yù)試驗(yàn)，在屏上觀看到題(甲)圖所示的條紋，僅轉(zhuǎn)變一個(gè)試驗(yàn)條件后，觀看到的條紋如題(乙)圖所示。他轉(zhuǎn)變的試驗(yàn)條件可能是(

)

A．減小光源到單縫的距離

B．減小雙縫之間的距離

C．減小雙縫到光屏之間的距離

D．換用頻率更高的單色光源

解析：由Δ*＝λ可知，為使干預(yù)條紋變寬，可增大雙縫與光屏間距，減小雙縫之間的距離或使用波長(zhǎng)更長(zhǎng)，頻率更低的單色光，故只有B項(xiàng)正確。

答案：B

2.

[2023·福建高考]如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下列圖能正確描述其光路的是(

)

解析：光束沿玻璃磚半徑射向O點(diǎn)，在界面處入射角大于臨界角時(shí)，發(fā)生全反射，小于臨界角時(shí)，在空氣中的折射角大于入射角，A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時(shí)，由發(fā)生全反射的條件可知B錯(cuò)誤；在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角，D錯(cuò)誤。

答案：A

3．[2023·浙江高考]與通常觀看到的月全食不同，小虎同學(xué)在2023年12月10日晚觀看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜測(cè)，其中最為合理的是(

)

A．地球上有人用紅色激光照耀月球

B．太陽照耀到地球的紅光反射到月球

C．太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球

D．太陽光中的紅光在月球外表形成干預(yù)條紋

解析：月全食時(shí)不行能有人用很大能量的紅色激光照耀月球，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；只有地球攔住了太陽光，才能形成月全食，不會(huì)是太陽光照耀到地球，再反射到月球上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，符合物理原理，故C項(xiàng)正確；太陽光中的紅光在月球外表不滿意形成干預(yù)的條件，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

4.

[2023·浙江高考]關(guān)于以下光學(xué)現(xiàn)象，說法正確的選項(xiàng)是(

)

A．水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快

B．光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射

C．在岸邊觀看前方水中的一條魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深

D．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干預(yù)試驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬

解析：由于頻率f藍(lán)＞f紅，則n藍(lán)＞n紅，又由于在水中v＝，得到v藍(lán)＜v紅，則A錯(cuò)。光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才有可能發(fā)生全反射，則B錯(cuò)。在岸邊看水中物體時(shí)比實(shí)際深度淺，則C項(xiàng)正確。Δ*＝λ，λ紅＞λ藍(lán)，同一裝置L/d一樣，所以用紅光時(shí)條紋間距更寬，D項(xiàng)正確。

答案：CD

5.

[2023·四川高考]如下圖，口徑較大、布滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球。則(

)

A．小球必需位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球

B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出

C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大

D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大

解析：設(shè)發(fā)光小球在P點(diǎn)，如圖甲，當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時(shí)，仍有光線從側(cè)面射出，所以A錯(cuò)誤。光從水面射入空氣時(shí)，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，如圖乙，只有在入射角θ小于臨界角C的范圍內(nèi)光才能從水面射出，B錯(cuò)誤。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率保持不變，C錯(cuò)誤。光在水中的傳播速度v＝，光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度c，所以D正確。

答案：D

6．[2023·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ]

一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如下圖。玻璃的折射率為n＝。

(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下外表，若光線到達(dá)上外表后，都能從該外表射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？

(2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O點(diǎn)相距

R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置。

解析：

(1)在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上外表的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上外表折射后都能從玻璃磚射出，如圖。由全反射條件有sinθ＝①

由幾何關(guān)系有OE＝Rsinθ②

由對(duì)稱性可知，若光線都能從上外表射出，光束的寬度最大為l＝2OE③

聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得l＝R④

(2)設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后，在上外表的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得

α＝60°＞θ⑤

光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最終由G點(diǎn)射出，如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得

OG＝OC＝R⑥

射到G點(diǎn)的光有一局部被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出。

答案：(1)R

(2)見解析

7．[2023·山東高考]

如圖，三角形ABC為某透亮介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角i入射，第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射。已知θ＝15°，BC邊長(zhǎng)為2L，該介質(zhì)的折射率為。求：

(1)入射角i；

(2)從入射到發(fā)生第一次全反射的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin75°＝或tan15°＝2－)。

解析：(1)依據(jù)全反射定律可知，光線在AB面上P點(diǎn)的入射角等于臨界角C，由折射定律得

sinC＝①

代入數(shù)據(jù)得

C＝45°②

設(shè)光線在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得

r＝30°③

由折射定律得

n＝④

聯(lián)立③④式，代入數(shù)據(jù)得

i＝45°⑤