2022高考物理一輪復習光的有關現象和規(guī)律配套練習

2022走向高考系列物理一輪復習配套練習--光的有關現象和規(guī)律 一、選擇題1．(2022·江蘇百校3月)在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，下列四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是 ()[答案]BD[解析]A為單色光的干涉圖樣，B為單色光的衍射圖樣，C是水波通過小孔發(fā)生衍射的圖樣，D為復色光的衍射圖樣，故選B、D.2．(2022·永安一中高三模擬考試)太陽光照射在平坦的大沙漠上，我們在沙漠中向前看去，發(fā)現前方某處射來亮光，好像太陽光從遠處水面反射來的一樣，我們認為前方有水．但走到該處仍是干燥的沙漠，這現象在夏天城市中太陽光照射瀝清路面時也能觀察到．對這種現象正確的解釋是 ()A．越靠近地面，空氣的折射率越大B．這是光的干涉形成的C．越靠近地面，空氣的折射率越小D．這是光的衍射形成的[答案]C[解析]由于沙漠或瀝青路面溫度高，空氣密度小，相對于上層空氣是光疏介質，折射率小，因此上面射來的光就會在上下層空氣間形成全反射，會看到蜃景，C正確．3．(2022·江蘇省泰州地區(qū)高考模擬)以下說法中正確的是 ()A．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉B．對于同一障礙物，波長越大的光波，越容易繞過去C．白光通過三棱鏡在屏上出現彩色條紋是光的一種干涉現象D．用光導纖維傳播信號是光的全反射應用[答案]ABD[解析]用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，A正確；對于同一障礙物，波長越大的光波，越容易發(fā)生衍射，即越容易繞過去，B正確；白光通過三棱鏡在屏上出現彩色條紋是光的一種色散現象，C錯誤；用光導纖維傳播信號是光的全反射的應用，D正確．4．(2022·浙江金華3月)如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍光組成的細光束平行于BC面從P點射入，通過兩棱鏡后，從a、b兩點射出．對于從a、b射出的這兩束光下列說法正確的是 ()A．從a、b兩點射出的兩束光不平行B．從a、b兩點射出的兩束光仍平行，且平行于BCC．從a點射出的為紅光，從b點射出的為藍光D．從a點射出的為藍光，從b點射出的為紅光[答案]BC[解析]細光束在AB面折射時，藍光偏折大，從b點射出的是藍光，C對，D錯．光通過兩棱鏡之間相當于經過平行玻璃磚，故藍光在玻璃中的光束①、②互相平行，光束②射到AB面時的入射角與光束①對應的折射角相等，故兩束光從a、b點射出時互相平行．A錯，B對．5．如圖所示，a和b兩束光平行射入一半圓柱體玻璃磚，且入射光線與AOB面垂直，若從圓面射出時，兩光束交于P點，則下列說法中正確的是 ()A．a光束的光子能量大B．在同一玻璃中a光傳播速度大C．若用b光照射某一光電管能發(fā)生光電效應，那么用a光照射光電管時一定不能發(fā)生光電效應D．兩種色光分別通過同一雙縫干涉裝置形成的干涉條紋，相鄰亮條紋的間距a光較大[答案]BD[解析]a、b兩束光交于P點，可知b光的折射率較大，光的頻率越高，則在玻璃中的折射率越大，故νa<νb.光子能量E＝hν，可見b光光子能量大，A錯；由n＝eq\f(c,v)知玻璃中a光傳播速度大于b光傳播速度，B正確；b光頻率大于極限頻率并不能得出a光照射光電管時是否發(fā)生光電效應，故C項錯誤；由c＝λν知，λa>λb而Δx＝eq\f(l,d)λ，故Δxa>Δxb，即D項正確．6．雅敏干涉儀可以用來測定氣體在各種溫度和壓強下的折射率，其光路如圖所示．圖中S為光源，G1、G2為兩塊完全相同的玻璃板，彼此平行放置，T1、T2為兩個等長度的玻璃管，長度均為d.測量時，先將兩管抽空，然后將氣體徐徐充入一管中，在E處觀察干涉條紋的變化，即可測得該氣體的折射率．某次測量時，將待測氣體充入T2管中，從開始進氣至到達標準狀態(tài)的過程中，在E處看到共移過N條干涉亮紋．待測光在空氣中的波長為λ，該氣體在標準狀態(tài)下的折射率為 ()\f(Nλ,d)－1 \f(Nλ,d)\f(Nλ,d)＋1 \f(Nλ,d)＋2[答案]C[解析]每看到一條亮紋移過，一定是光程差增大了一個波長．由于移動了N條干涉條紋，所以有(n－1)d＝Nλ，解得n＝eq\f(Nλ,d)＋1，所以C正確．二、非選擇題7．(2022·廣東肇慶1月)如圖所示，甲、乙兩圖是單色光分別入射到兩圓孔形成的圖像，由圖判斷甲是光的________(選填“干涉”或“衍射”)圖像．圖甲所對應的圓孔孔徑________(選填“大于”、“小于”或“等于”)圖乙所對應的圓孔孔徑．[答案]衍射小于[解析]如圖甲所示，單色光通過小孔出現明暗相間且寬度不等的條紋，這是光的衍射現象．圖乙是個圓亮斑，說明光沿直線傳播，沒有發(fā)生衍射，圖乙所對應的圓孔孔徑遠大于單色光的波長，也大于發(fā)生衍射現象的圖甲所對應的圓孔孔徑．8．為了減少玻璃表面光的反射損失，在玻璃表面上涂一層折射率為n＝5/4的增透膜，設入射光波長λ＝700nm，為了使這種波長的反射光能最大限度地被減弱，所涂薄膜的最小厚度是________nm.[答案]140[解析]當增透膜厚度等于光在膜介質中波長的1/4時反射光能最大限度地被減弱，由折射率公式n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ,λ′)λ′＝eq\f(λ,n)＝eq\f(700,5/4)nm＝560nm.故薄膜的最小厚度是d＝eq\f(λ′,4)＝eq\f(560nm,4)＝140nm.9．2022年廣州亞運會，光纖通信網覆蓋了所有奧運場館，為各項比賽提供安全可靠的通信服務，光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸．如圖所示，一條圓柱形的光導纖維，長為L，它的玻璃芯折射率為n1，外層材料的折射率為n2，光從一端射入經全反射后從另一端射出所需的最長時間為t，請?zhí)骄糠治鲆韵聠栴}：(1)n1和n2的大小關系．(2)最長時間t的大?。?圖中標的C為全反射的臨界角，其中sinC＝eq\f(n2,n1))[答案](1)n1>n2(2)eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)[解析](1)欲使光在n1和n2的界面上發(fā)生全反射，需有n1>n2.(2)光在介質n1中的傳播最長路程為x＝eq\f(L,sinc)傳播速度為v＝eq\f(c,n1)故最長時間t＝eq\f(x,v)＝eq\f(n1L,csinC)＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)10．(2022·江蘇百校3月)如圖所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，∠A＝30°，∠O＝90°.三棱鏡材料的折射率是n＝eq\r(3).一束與BO面成θ＝30°角的光線射向OB面，試通過計算判斷這束光通過BO面后的折射光線在AO面上能否發(fā)生全反射．[答案]見解析[解析]如圖所示，在BO界面由折射定律，有sin60°＝eq\r(3)sinγ，得γ＝30°.由臨界角公式得sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(3))，光線在AO面上的入射角為60°大于∠C，所以光通過BO面后的折射光線在AO面上會發(fā)生全反射．11．用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知使用的雙縫間距離d＝0.1mm，雙縫到屏的距離l＝6.0m，測得屏上干涉條紋中亮紋的間距是3.8cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長λ是多少？假如把整個裝置放入折射率是4/3的水中，這時屏上的條紋間距是多少？[答案]×10－7m×10－[解析]由Δx＝eq\f(l,d)λ可以得出紅光的波長λλ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f×10－3××10－2,m≈×10－7m激光器發(fā)出的紅光的波長是×10－7如果整個裝置放入水中，激光器發(fā)出的紅光在水中的波長為λ′λ′＝eq\f(λ,n)＝eq\f×10－7×3,4)m≈×10－7m這時屏上條紋的間距是：Δx′＝eq\f(l,d)λ′＝eq\f××10－7,×10－3)m≈×10－2m.12．一個圓柱形筒，直徑12cm，高16cm.人眼在筒側上方某處觀察，所見筒側的深度為9cm，當筒中裝滿液體時，則恰能看到筒側的最低點．求：(1)此液體的折射率；(2)光在此液體中的傳播速度．[答案](1)eq\f(4,3)(2)×108m/s[解析]根據題中的條件作出光路圖如圖所示．(1)由圖可知：sinθ2＝eq\f(d,\r(d2＋H2))，sinθ1＝sini＝eq\f(d,\r(d2＋h2)).折射率：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\r(d2＋H2),\r(d2＋h2))＝eq\f(\r(122＋162),\r(122＋92))＝eq\f(4,3).(2)傳播速度：v＝eq\f(c,n)＝eq\f×108,\f(4,3))m/s＝×108m/s.13．(2022·廣東揭陽市3月)光線從空氣射向玻璃磚，當入射角為60°時，折射光線與反射光線恰好垂直．求：(1)該玻璃磚的折射率是多少？(2)光