高考物理（山東專用）一輪復(fù)習(xí)專題十四光訓(xùn)練課件

考點一光的折射與全反射五年高考1.

(2023江蘇,5,4分)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大,太陽光斜射向地面的過程中會發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是

(

)A2.

(2023湖北,6,4分)如圖所示,楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°,OP邊上的點光源S到頂點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.

d

B.

d

C.d

D.

dC3.

(2022山東,7,3分)柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示,OP右側(cè)是以O(shè)為圓心、半徑為R的

圓,左側(cè)是直角梯形,AP長為R,AC與CO夾角45°,AC中點為B。a、b兩種頻率的細激光束,垂直AB面入射,器件介質(zhì)對a、b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射

方向不變,入射點從A向B移動過程中,能在PM面全反射后,從OM面出射的光是(不考慮

三次反射以后的光)

(

)A.僅有a光

B.僅有b光C.a、b光都可以

D.a、b光都不可以A4.

(2020山東,9,4分)(多選)截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB'C'C面的線狀單色可見光光源,DE與三棱鏡的ABC面垂直,D位于

線段BC的中點。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為

,只考慮由DE直接射向側(cè)面AA'C'C的光線。下列說法正確的是

(

)ACA.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的

B.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的

C.若DE發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將增大D.若DE發(fā)出的單色光頻率變小,AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將減小5.

(2023湖南,7,5分)(多選)一位潛水愛好者在水下活動時,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,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

(

)

BCA.水的折射率為

B.水的折射率為

C.當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時,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,岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大

于60°6.

[2023全國乙,34(2),10分]如圖,一折射率為

的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形△ABC,AB=AC=l,BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細光束沿垂直于BC方向經(jīng)

AB邊上的M點射入棱鏡,若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點A,求M點到A點的距

離。答案

l7.

(2023山東,16,8分)一種反射式光纖位移傳感器可以實現(xiàn)微小位移測量,其部分原理簡化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為d,直徑均為2a,折射

率為n(n<

)。M、N下端橫截面平齊且與被測物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測物體,經(jīng)被測物體表面鏡面反射至N下端面,N下端面被照亮的

面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關(guān)。(1)從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為θ,求θ的正弦值;(2)被測物體自上而下微小移動,使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應(yīng)范圍(只考慮在被測物體表面反射一次的光線)。答案

(1)由題意可知光在M內(nèi)恰好發(fā)生全反射時,從M下端面出射的光與豎直方向的

偏角最大為θ,設(shè)光在M下端面的入射角為α,則有α=90°-C,故有sinα=cosC,又sinC=

,n=

,聯(lián)立解得sinθ=

。(2)由題意可知,從M下端面最右側(cè)射出的與豎直方向夾角為θ的光,剛好能反射到N下端面,如圖所示,設(shè)光剛好反射到N下端面最左側(cè),此時玻璃絲下端面到被測物體距離為

b0,由圖可知tanθ=

,又sinθ=

,解得b0=

;設(shè)被測物體下移Δb時,光剛好反射到N下端面最右側(cè),則tanθ=

,解得Δb=a

,所以玻璃絲下端面到被測物體的距離b的范圍是b0≤b≤b0+Δb,即

≤b≤

。

8.

(2021山東,15,7分)超強超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎,其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡,頂角為

θ。一細束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射,經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束,

再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束,此時不同頻率的光前后分開,完成脈沖展寬。已

知相鄰兩棱鏡斜面間的距離d=100.0mm,脈沖激光中包含兩種頻率的光,它們在棱鏡

中的折射率分別為n1=

和n2=

。取sin37°=

,cos37°=

,

=1.890。

(1)為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出,求θ的取值范圍;(2)若θ=37°,求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中,在空氣中的路程差ΔL(保留3位

有效數(shù)字)。答案

(1)0<θ<45°(或θ<45°)

(2)14.4mm考點二光的波動性9.

(2023江蘇,6,4分)用某種單色光進行雙縫干涉實驗,在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示,改變雙縫間的距離后,干涉條紋如圖乙所示,圖中虛線是亮紋中心的位置。

則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼?/p>

(

)A.

B.

C.2倍

D.3倍B10.

(2023山東,5,3分)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準石英環(huán),C為待測柱形樣品,C的上表面與上方標(biāo)準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行

光垂直照射上方石英板,會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù),當(dāng)溫

度升高時,下列說法正確的是

(

)A.劈形空氣層的厚度變大,條紋向左移動B.劈形空氣層的厚度變小,條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大,條紋向右移動D.劈形空氣層的厚度變小,條紋向右移動A11.

(2022山東,10,4分)(多選)某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象,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狹縫,實驗中

分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是

(

)

圖甲ACDA.圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當(dāng)光通過狹縫時,也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫,另一狹縫寬度增大,其他條件不變,圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時,增加L,其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時,若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍,P點處一定是暗條紋12.

(2021山東,7,3分)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜,觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像,可能正確的是(

)D13.

(2020山東,3,3分)雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等,O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為λ的光,經(jīng)S1出射后垂

直穿過玻璃片傳播到O點,經(jīng)S2出射后直接傳播到O點,由S1到O點與由S2到O點,光傳播

的時間差為Δt。玻璃片厚度為10λ,玻璃對該波長光的折射率為1.5,空氣中光速為c,不

計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是

(

)A.Δt=

B.Δt=

C.Δt=

D.Δt=

A三年模擬考點一光的折射與全反射1.

(2024屆山東高三開學(xué)考)如圖所示為圓柱形透明介質(zhì)的截面,圓的半徑為R,S為過圓心O的水平線上的一個光源,S到O的距離為

R。從S點射出一束單色光,照射到圓面上的A點,折射光線從圓面上的B點射出,出射光線恰好與SO平行,光束SA與SO的夾角θ=30°,則透明介質(zhì)對該單色光的折射率為

(

)A.

B.

C.

D.

A2.

(2023屆聊城三模)汽車的前擋風(fēng)玻璃設(shè)計成雙層玻璃,會使駕駛員在視覺上有“縮短”距離的作用。如圖甲,在水平路面上行駛的某型號重卡的雙層玻璃中夾的是

空氣,雙層玻璃的傾斜角為30°(與豎直方向的夾角),將重卡駕駛員前方的小轎車尾燈

簡化為一個點光源A,若其發(fā)出的與水平方向成30°角的光線在B點到達重卡外層玻璃

外表面,該光線在外層玻璃內(nèi)部的折射光線恰好沿水平方向,光線射出外層玻璃經(jīng)過

中間的空氣層進入內(nèi)層玻璃,折射后進入重卡駕駛員的眼睛,部分光路圖如圖乙所

示。已知雙層玻璃的厚度均為d。則雙層玻璃使駕駛員的視覺上“縮短”的距離AA'

的長度為(忽略兩層玻璃之間的距離)

(

)B

A.

d

B.

d

C.

d

D.

d3.

(2023屆德州高三期末)某課題組要研究某光導(dǎo)纖維(可視為均勻材質(zhì))的導(dǎo)光原理,他們垂直截取了如圖所示長為L的一段直光導(dǎo)纖維,讓一單色光射向右側(cè)截面某點,

緩慢減小入射角α,發(fā)現(xiàn)減小至α=53°時便不再有光從長側(cè)面逸出。已知光在真空中的

傳播速度為c,sin53°=0.8。求:(1)該光導(dǎo)纖維對這種單色光的折射率;(2)入射角α=53°時,此單色光在這段光導(dǎo)纖維中的傳播時間。答案

(1)

(2)

4.

(2024屆青島開學(xué)考)古代學(xué)者早已認識到光沿直線傳播,戰(zhàn)國時期《墨經(jīng)》中就記載了小孔成倒像的實驗。如圖,一身高L的實驗者站在水平地面上,距他正前方s處

的豎直墻上有一個圓形孔洞,其直徑為d(d?L),深度為h,孔洞距水平地面的高度是實驗

者身高的一半。由于孔洞深度過大,使得光屏上成像不完整?，F(xiàn)用厚度等于洞深的透

明均勻介質(zhì)填充孔洞,不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。求:(1)若實驗者通過小孔能成完整的像,介質(zhì)折射率的最小值n1;(2)若從實驗者一側(cè)進入孔洞的光均能成功出射,介質(zhì)折射率的最小值n2。答案

(1)

(2)

5.

(2024屆山東高三開學(xué)考)如圖所示為半圓柱體玻璃磚的截面示意圖。MN為直徑,O點為圓心,半徑為R。一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光沿AM方向射入玻璃磚,分

成兩束單色光后各自傳播到B、C兩點,兩束光分別記作B光、C光。已知∠AMN=150

°,∠MOB=60°,∠MOC=90°,光在真空中的傳播速度為c,求:(1)玻璃對C光、B光的折射率(結(jié)果可用根式表示);(2)C光與B光從M點射入到第一次射出玻璃磚所經(jīng)過的時間之比。答案

(1)

(2)1∶3考點二光的波動性6.

(2024屆青島高三開學(xué)考)關(guān)于光在豎直肥皂液薄膜上產(chǎn)生的干涉條紋,下列說法正確的是

(

)A.若明暗相間的條紋相互平行,說明薄膜厚度均勻B.薄膜上的干涉條紋基本上是豎直的C.用紫光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比用紅光照射時大D.干涉條紋是光在薄膜前、后兩個表面反射后疊加的結(jié)果D7.

(2023屆泰安二模)如圖所示為雙縫干涉實驗原理圖,單縫S0、雙縫中點O、屏上的P0點位于狹縫S1和S2連線的中垂線上,當(dāng)雙縫與光屏距離為8cm時,屏上P處為中央亮

紋一側(cè)的第3條亮紋,現(xiàn)將光屏靠近雙縫,觀察到P處依舊為亮紋,則光屏移動的最小距

離為

(

)

A.2cm

B.3.2cm

C.4cm

D.6cmA8.

(2023屆青島三模)如圖,利用平面鏡也可以實現(xiàn)楊氏雙縫干涉實驗的結(jié)果,下列說法正確的是

(

)A.光屏上的條紋與鏡面垂直B.相鄰亮條紋的間距為Δx=

λC.若將平面鏡向右移動一些,相鄰亮條紋間距不變D.若將平面鏡向右移動一些,亮條紋數(shù)量保持不變C9.

(2023屆淄博一中二模)(多選)某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究光的干涉和衍射,光電傳感器可用來測量光屏上光強的分布。某次實驗時,在電腦屏幕上得到圖乙所示

的光強分布。下列說法正確的是

(

)BC

A.這位同學(xué)在縫屏上安裝的是雙縫B.這位同學(xué)在縫屏上安裝的是單縫C.當(dāng)做干涉現(xiàn)象研究時,若使干涉條紋的間距變大,應(yīng)選用狹縫間距較小的雙縫D.當(dāng)做干涉現(xiàn)象研究時,若使干涉條紋的間距變小,應(yīng)增大縫屏與光屏間的距離10.

(2024屆歷城二中開學(xué)考)如圖甲所示,把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個待測矩形平行玻璃板上,BC一側(cè)用薄片墊起,將紅單色光從上方射入,這時可以看到

明暗相間的條紋,如圖乙所示,下列關(guān)于這些條紋的說法中正確的是

(

)DA.條紋與DC邊平行B.乙圖彎曲條紋表示下方待測板在該處有凹陷C.如果用手用力捏右側(cè)三層,會發(fā)現(xiàn)條紋保持間距不變,整體向AD側(cè)移動D.看到的條紋越多,說明薄片的厚度越厚微專題19光路分析微專題專練1.

(2023屆濟南三模)如圖所示,由同種材料制成的玻璃吊墜下部分是半徑為R的半球體,上部分是高為R的圓錐體,O點為半球體的球心,M為圓錐體的頂點。平行于MO的光線從半球體表面N點射入玻璃吊墜,經(jīng)折射后恰好經(jīng)過M點,N點到直線MO的距離為

R,則該玻璃吊墜的折射率為

(

)A.

B.

C.

D.

C2.

(2024屆萊蕪一中期中)(多選)如圖所示,一折射率為

的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC,AB=AC=l,BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細光束沿垂直于BC

方向經(jīng)AB邊上的M點射入棱鏡,若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點A,真空中光速為

c。則

(

)A.M點到A點的距離為

lB.M點到A點的距離為

lC.光在棱鏡中傳播的時間為

D.光在棱鏡中傳播的時間為

AD3.

(2023浙江1月選考,13,3分)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊AB以角度θ入射,依次經(jīng)AC和BC兩次反射,從直角邊AC出射。出

射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)了α角,則α

(

)A.等于90°B.大于90°C.小于90°D.與棱鏡的折射率有關(guān)A4.

(2022江蘇,12,8分)如圖所示,兩條距離為D的平行光線,以入射角θ從空氣射入平靜水面,反射光線與折射光線垂直。求:(1)水的折射率n;(2)兩條折射光線之間的距離d。答案

(1)tanθ

(2)D·tanθ5.

[2022全國甲,34(2),10分]如圖,邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面,M為AB邊的中點。在截面所在平面內(nèi),一光線自M點射入棱鏡,入射角為60°,經(jīng)折射后在BC

邊的N點恰好發(fā)生全反射,反射光線從CD邊的P點射出棱鏡。求棱鏡的折射率以

及P、C兩點之間的距離。答案

a6.

[2022全國乙,34(2),10分]一細束單色光在三棱鏡ABC的側(cè)面AC上