8.2光（高考真題與課后專項(xiàng)提升練）

8.2光——高考真題與課后專項(xiàng)提升練（2023?河北）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉 D．薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色【解答】解：A．上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光通過水珠發(fā)生的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯(cuò)誤；BC．硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，滿足振動(dòng)加強(qiáng)條件，振動(dòng)加強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時(shí)，滿足加強(qiáng)條件（厚度為波長的四分之一）的波長也會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)的顏色發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2023?福建）如圖，一教師用側(cè)面開孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶內(nèi)裝有適量清水。水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）A．減弱激光強(qiáng)度 B．提升瓶內(nèi)液面高度 C．改用折射率更小的液體 D．增大激光器與小孔之間的水平距離【解答】解：激光能沿水流傳播，是由于光線在水流中不斷的發(fā)生全反射，一直在液流內(nèi)部沿直線傳播，當(dāng)液流的高度越高，則全反射的次數(shù)越多，現(xiàn)象越明顯。A、減小激光強(qiáng)度，會(huì)使發(fā)生全反射的光束減少，現(xiàn)象不明顯，不符合題意；故A錯(cuò)誤；B、提高瓶內(nèi)液面的高度，液體壓強(qiáng)越大，水流出去的距離更遠(yuǎn)，激光發(fā)生全反射的光束更多，現(xiàn)象更明顯；故B正確；C、改用折射率更小的液體，全反射臨界角會(huì)越大，激光在液體中發(fā)生全反射的光束減少，不利于沿液流傳播；故C錯(cuò)誤；D、增加激光器與小孔之間的水平距離，不會(huì)影響光束在流液中的傳播；故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023?湖北）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為（）A．12d B．22d C．d【解答】解：設(shè)光線在OQ界面點(diǎn)的入射角為α，折射角為β，幾何關(guān)系可知α＝30°由于光路可逆，根據(jù)折射定律可得n=光線射出OQ面的臨界條件為發(fā)生全反射，光路圖如圖所示光線在AB兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有公式sinC=在AB兩個(gè)位置臨界角為45°，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知AB＝2AC＝2CS由于∠QOP＝30°，所以2CS＝OS＝d故AB＝d故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C。（多選）（2023?湖南）一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（）A．水的折射率為1sin41°B．水的折射率為1sin49°C．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°【解答】解：AB、他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，由此可知當(dāng)α＝41°時(shí)激光恰好能發(fā)生全反射，根據(jù)全反射的臨界公式可得：sin(90°-解得：n=1sin49°，故B正確，CD、當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時(shí)的入射角i為30°，根據(jù)折射定律可得：n=sini由此可知，折射角r大于30°，因此岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC。（2023?廣東）某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界。（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點(diǎn)水平入射，到達(dá)ef面上的O點(diǎn)后反射到N點(diǎn)射出。用大頭針在白紙上標(biāo)記O點(diǎn)、M點(diǎn)和激光筆出光孔Q的位置。②移走玻璃磚。在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點(diǎn)，如圖（a）所示。③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數(shù)如圖（b）所示，d1為cm。測得d2為3.40cm。（3）利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝。由測得的數(shù)據(jù)可得折射率n為（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（4）相對誤差的計(jì)算式δ=測量值-真實(shí)值真實(shí)值×100%。為了減小d1、d2測量的相對誤差，實(shí)驗(yàn)中激光在M點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角【解答】解：（2）刻度尺的分度值為0.1cm，需要估讀到分度值的下一位，則d1＝2.27cm；（3）根據(jù)題意標(biāo)出光線對應(yīng)的入射角和折射角，如圖所示：結(jié)合幾何關(guān)系和折射定律可得：n=sinα代入數(shù)據(jù)解得：n=3.40（4）為了減小d1、d2測量的相對誤差，應(yīng)使d1、d2長度增大，故實(shí)驗(yàn)中激光在M點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角小一些。故答案為：（2）2.27；（3）d2d1；1.50一、單項(xiàng)選擇題（2023秋?新市區(qū)校級期末）甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個(gè)亮條紋的中心距離為Δx，若Δx甲＜Δx乙，則下列說法正確的是（）A．甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而乙光不能 B．真空中甲光的波長一定大于乙光的波長 C．在同一種玻璃中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度 D．甲光從玻璃到空氣的臨界角小于乙光從玻璃到空氣的臨界角【解答】解：A．偏振現(xiàn)象是橫波的特有屬性，光屬于橫波，所以一切光都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．由于Δx甲＜Δx乙，根據(jù)雙縫干涉條紋公式Δx=LdλC．由波速、波長與頻率的關(guān)系公式c＝λν可知，波長λ越大，則頻率ν越小，可知甲光的頻率一定大于乙光的頻率，在同一均勻介質(zhì)中，頻率越大，則折射率越大，由v=cn知，n越大，則速度v越小，即在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度小于乙光的傳播速度，故D．根據(jù)公式sinC其中n甲＞n乙則甲光從玻璃到空氣的臨界角小于乙光從玻璃到空氣的臨界角，故D正確。故選：D。（2023秋?新市區(qū)校級期末）如圖所示，橫截面為半圓的玻璃磚放置在平面鏡上，直徑AB與平面鏡垂直。一束激光a射向半圓柱體的圓心O，激光與AB的夾角為60°，已知玻璃磚的半徑為12cm，平面鏡上的兩個(gè)光斑之間的距離為163A．2 B．3 C．2 D．6【解答】解：光路如圖所示由題意可得，激光在AB面上發(fā)生折射時(shí)的入射角α＝30°在直角△OBD中，根據(jù)數(shù)學(xué)知識BD＝OBtan60°根據(jù)題意BC＝CD﹣BD設(shè)半圓玻璃磚的折射率為n，折射角為β，則tanβ=BO解得β＝60°根據(jù)折射定律，折射率n=sinβ故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選：B。（2023秋?福田區(qū)校級期末）如圖所示，光束PO從半圓形玻璃磚的圓心O射入后分成Ⅰ、Ⅱ兩束，分別射向玻璃磚圓弧面上的a、b兩點(diǎn)。比較Ⅰ、Ⅱ兩束光（）A．玻璃磚對光束I的折射率更大 B．光束Ⅰ在玻璃磚中的速度更大 C．光束Ⅰ在玻璃磚里傳播的時(shí)間更短 D．增大光束PO的入射角θ，光束Ⅰ會(huì)發(fā)生全反射【解答】解：A.根據(jù)折射率的公式n=sinθsinγ，由于兩束光入射角相等，折射角γ1＜γ2，故n1＞n2，故BC.根據(jù)公式v=cn可知，折射率n越大，光速越小，光束Ⅰ在玻璃中的傳播速度更小，又因?yàn)閮墒庠诓Ａе袀鞑サ木嚯x相同，故光束Ⅰ的傳播時(shí)間更長，故D.由于光束是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不滿足發(fā)生全反射的條件，增大入射角也不能發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤；故選：A。（2023秋?天寧區(qū)校級期末）如圖甲所示為研究光的干涉與衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射在狹縫上，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣（圖中陰影部分表示暗條紋）。下列說法不正確的是（）A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，圖丙是光的衍射圖樣 B．遮住一條狹縫，僅減小另一狹縫的寬度，圖丙中亮條紋寬度將增大 C．照射雙縫時(shí)，僅增大L，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距減小 D．照射雙縫時(shí)，若S1、S2到屏上P點(diǎn)的距離差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處是暗條紋【解答】解：A、雙縫干涉圖樣的相鄰亮或暗條紋的間距不變，故乙為雙縫干涉圖樣，而衍射圖樣為中間寬兩側(cè)窄的特點(diǎn)，故圖丙為光的衍射圖樣，故A正確；B、狹縫越小，衍射的范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度減小，其他條件不變，則衍射現(xiàn)象增強(qiáng)，圖丙中亮條紋寬度將增大，故B正確；C、根據(jù)雙縫干涉公式Δx=Ldλ，可知當(dāng)僅增加LD、照射雙縫時(shí)，若S1、S2到屏上P點(diǎn)的距離差為半波長的奇數(shù)倍，即為暗條紋，故D正確。本題選擇不正確的，故選：C。（2023秋?廈門期末）如圖所示，冰雪大世界里的冰雕閃爍著各色光芒，小廈同學(xué)發(fā)現(xiàn)冰面下方裝有各色彩燈，冰塊中還分布有氣泡，則（）A．真空中紅光的波長比綠光短 B．冰塊中紅光的傳播速度比綠光大 C．冰面下方的燈，看起來比實(shí)際位置深 D．冰塊中氣泡看起來更亮是由于光從氣泡內(nèi)部入射到冰時(shí)發(fā)生了全反射【解答】解：A、真空中紅光的波長比綠光長，故A錯(cuò)誤；B、紅光和綠光在真空中的速度相同，紅光在冰塊中的折射率比綠光的折射率小，由n=cv可知，冰塊中紅光的傳播速度比綠光大，故C、根據(jù)折射定律可知，冰面下方的燈，看起來比實(shí)際位置淺，故C錯(cuò)誤；D、冰塊中氣泡看起來更亮是由于光從冰入射到氣泡時(shí)發(fā)生了全反射，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023秋?西安期末）如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，分為a、b兩束單色光。則（）A．玻璃對b光的折射率較大 B．在真空中a光的速度大于b光的速度 C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻 D．如果b光是綠光，那么a光可能是紅光【解答】解：A、由折射光路可知，玻璃對a光的折射程度較大，則折射率較大，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)v=cn可知，在該玻璃磚中，a光的傳播速度比b光小，故C、根據(jù)折射率大頻率大知，a光頻率大，故C正確；D、由于a光的頻率大，則波長短，如果b光是綠光，那么a光不可能是紅光，故D錯(cuò)誤；故選：C。（2023秋?西安期末）關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波 B．拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰 C．一束自然光通過某偏振片時(shí)，只有振動(dòng)方向與該偏振片透振方向垂直的光波才能通過 D．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，一定有反射光且反射光不是偏振光【解答】解：A．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故A錯(cuò)誤；B．拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰，故B正確；C.一束自然光通過某偏振片時(shí)，只有振動(dòng)方向沿著該偏振片透振方向的光波才能通過，故C錯(cuò)誤；D.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一定有反射光，且反射光為偏振光，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023秋?蘇州期末）如圖甲所示，水面下有一點(diǎn)光源S，同時(shí)發(fā)射出a光和b光后，在水面上形成一個(gè)被照亮的圓形區(qū)域（見圖乙），陰影區(qū)域?yàn)閍、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光，周邊環(huán)狀區(qū)域?yàn)閎光，則下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光小 B．水對a光的折射率比b光小 C．a(chǎn)光在水中的傳播速度比b光小 D．在同一裝置的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，a光的干涉條紋間距比b光寬【解答】解：ABC、因單色光b照亮的區(qū)域半徑較大，根據(jù)：tanC=可知b光的臨界角較大，根據(jù)臨界角公式：sinC=可知，b光折射率較小，頻率也較小，根據(jù)：v=可知，b光在水中的速度較大，故C正確，AB錯(cuò)誤；D、因b光的頻率較小，波長較大，根據(jù)雙縫條紋間距公式：Δx=ldλ，可知，在同一裝置的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，b光的干涉條紋間距比a故選：C。（2023秋?西安期末）如圖所示，在空氣中，一束單色光由兩面平行的玻璃板的a表面射入，從b表面射出，則以下說法中正確的是（）A．出射光線不一定與入射光線平行 B．隨著θ角的增大，光可能在a表面發(fā)生全反射 C．隨著θ角的增大，光可能在b表面發(fā)生全反射（θ＜90°） D．無論如何改變?chǔ)冉牵饩€從a表面射入，不可能在b表面發(fā)生全反射【解答】解：A、由于a、b兩表面平行，光線在a表面的折射角等于b表面的入射角，根據(jù)光路的可逆性可知，光線在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由幾何關(guān)系可知出射光線一定與入射光線平行，故A錯(cuò)誤；B、發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角，可知光不可能在a表面上發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤。CD、根據(jù)幾何知識可知：光經(jīng)過表面b上的入射角與在表面a上的折射角相等，根據(jù)光路可逆性可知：所以不管入射角多大，不可能在b表面發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。（2023秋?西安期末）如圖甲所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖。圖乙為用綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，在屏上觀察到的條紋情況，a為中央亮條紋，丙圖為換用另一顏色的單色光做實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的條紋情況，a'為中央亮條紋。若已知紅光、綠光和紫光的波長大小關(guān)系為紅光的波長最長，紫光的波長最短。則以下說法正確的是（）A．丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長 B．丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長 C．丙圖可能為用紫光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短 D．丙圖可能為用紅光實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短【解答】解：根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)，入射光的波長越長，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大，由本題的條件可確定一種顏色的單色光比綠光的波長長，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。二、多項(xiàng)選擇題（多選）（2023秋?新市區(qū)校級期末）如圖所示，水下光源S向水面A點(diǎn)發(fā)射一束光線，折射光線分成a、b兩束，則（）A．若保持入射點(diǎn)A位置不變，將入射光線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則從水面上方觀察，b光先消失 B．在水中，b光波長比a光波長大 C．a(chǎn)、b兩束光相比較，在真空中的傳播速度a光比b光大 D．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距【解答】解：A、兩光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根據(jù)折射定律可得折射率na＜nb．由公式sinC=1n分析得知，b光的臨界角較小，將入射光線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則從水面上方觀察，b光的折射角先達(dá)到90°，發(fā)生全反射，最先消失。故B、根據(jù)折射角ra＜rb，有頻率fa＜fb，波長λa＞λb，故B錯(cuò)誤。C、在真空中兩束的傳播速度相同，故C錯(cuò)誤。D、根據(jù)公式Δx=Ldλ知，因?yàn)閍光的波長長，所以a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距。故故選：AD。（多選）（2023秋?渝中區(qū)校級期末）某透明介質(zhì)的截面圖如圖所示，一束光線與上表面成θ1＝45°角射入，在下表面剛好發(fā)生全反射，介質(zhì)的折射率為n=2A．光線在上表面的折射角θ2＝15° B．光線在上表面的折射角θ2＝30° C．下底邊與虛線的夾角α＝15° D．下底邊與虛線的夾角α＝30°【解答】解：AB、根據(jù)光的折射定律可得：n=sinθ1sinθ2，代入數(shù)據(jù)解得光線在上表面的折射角：θ2＝CD、光在下表面剛好發(fā)生全反射，則：sinC=1n=12根據(jù)幾何關(guān)系有：β＝90°﹣30°＝60°而β＝α+（90°﹣C），解得：α＝15°，故C正確、D錯(cuò)誤。故選：BC。（多選）（2023秋?重慶期末）如圖所示，在第十四屆中國航展上空，殲﹣20穿云破霧、呈現(xiàn)了駕“七彩祥云”的壯觀景象。因?yàn)轱w機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)噴出高溫尾流會(huì)使得飛機(jī)周圍的空氣經(jīng)過機(jī)翼后膨脹降溫，在飛機(jī)表面形成一層水霧。陽光照射到水霧上，由于不同顏色的光折射率不同，就會(huì)形成七彩光芒。如圖所示，將原理簡化并作出光路圖。已知a光與界面的夾角為30°。b光的折射率為2，b光與法線的夾角為45°，光在空氣中的傳播速度為c，水霧半球的半徑為R。則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光在水霧半球中的傳播時(shí)間為3RB．a(chǎn)光在水霧半球中的傳播時(shí)間為3RC．b光從水霧半球進(jìn)入空氣速度變快，波長變長 D．在水霧半球中a光的速度比b光的速度大【解答】解：AB．設(shè)入射角為θ，對于b光，由折射定律可知，nb=sin45°sinθ=2，解得sinθ＝0.5，即對于a光，由折射定律可知，na=sin60°sinθ，解得na=3，即假設(shè)a光在水霧半球中傳播的速度為va，則va=所以a光在水霧半球中的傳播時(shí)間為t=解得t=3Rc，故AC．b光從水霧半球進(jìn)入空氣速度變快，根據(jù)λ=vf，光的頻率不變，則波長變長，故D．根據(jù)v=cn，可知在水霧半球中a光的速度比b光的速度小，故故選：AC。三、非選擇題（2023秋?石家莊期末）如圖所示，一個(gè)桶的高為32d，底面直徑為2d，當(dāng)桶空時(shí)，從P點(diǎn)剛好能夠看到桶底上的C點(diǎn)。當(dāng)桶