押遼寧卷第4題-光學(遼寧卷)(原卷版)

押遼寧卷第4題光學高中物理光學部分，涉及知識點游離于高中物理主線之外，相對獨立，考題相對簡單，可以說是必得分模塊。遼寧為新高考省份，自主命題，在兩年新高考真題中，光學部分均考察光的折射、全反射知識點。該模塊還有其它考點，如下表：考點細分幾何光學光的折射全反射物理光學光的干涉光的衍射、偏振各種光學現(xiàn)象1．折射率(1)光從真空射入某種介質，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫作介質的折射率，公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(2)實驗和研究證明，某種介質的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v)。2．臨界角折射角等于90°時的入射角，稱為臨界角。當光從折射率為n的某種介質射向真空(空氣)時發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)。3．全反射的條件(1)光從光密（速度?。┙橘|射向光疏（速度大）介質。(2)入射角大于或等于臨界角。4.解決光的折射問題的思路（1）根據(jù)題意畫出正確的光路圖。（2）利用幾何關系確定光路中的邊、角關系，要注意入射角、折射角均以法線為標準。（3）利用折射定律、折射率公式求解。（4）注意折射現(xiàn)象中光路是可逆的。（5）常見介質對光路的控制類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結構玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向5.物理光學知識體系6．兩類問題(1)光的色散問題①在同一介質中，不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。②由n＝eq\f(c,v)，n＝eq\f(λ0,λ)可知，光的頻率越高，在介質中的波速越小，波長越小。(2)光的衍射和干涉問題①光的衍射是無條件的，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的：障礙物尺寸遠遠小于光的波長，衍射越明顯。②兩列光波發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象時，光的頻率相等，相位差恒定，條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ。1．（2021年·遼寧卷）一束復色光從空氣射入光導纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內芯中的a、b兩束光，a光的（）A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大2．（2022年·遼寧卷）完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平面內，用單色平行光照射這一水球。下列說法正確的是（

）A．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變小C．若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D．若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射1．如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以的入射角射入球中，其折射光線剛好與內壁相切，則該透明材料的折射率為（）A． B．1.5 C． D．22．如圖所示的平面內，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（

）A．這是光的干涉現(xiàn)象B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度3.(多選)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邊中點與AB邊成30°角由真空射入三棱鏡，從BC邊射出的光線與BC邊的夾角為30°。光在真空中的速度為c，則()A．玻璃的折射率為eq\r(3)B．玻璃的折射率為eq\r(2)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)4．“道威棱鏡”是廣泛用于圖形翻轉的光學儀器，其橫截面ABDC是底角為45°的等腰梯形（如圖所示）。若此玻璃棱鏡的折射率n=2，從M點發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從ACA．折射角為30°B．光在棱鏡中的傳播速度等于光速cC．折射光線經(jīng)CD邊再次折射后進入空氣D．光線最終在BD邊某點折射時的入射角為60°5．如圖所示，一均勻透明體上部分為半球、下部分為圓柱，半球的半徑和圓柱上表面的半徑均為R，圓柱高度為5R，在圓柱體的底部中心O點放一點光源，半球上發(fā)光部分的表面積S=0.8πR2（已知球冠表面積的計算公式為S=2πr?，r為球的半徑，A．1.33 B．1.41 C．1.67 D．2.006．如圖所示，邊長為2a的正方體玻璃磚，底面中心有一單色點光源O，從外面看玻璃磚的上表面剛好全部被照亮，不考慮光的反射。從外面看玻璃磚四個側面被照亮的總面積為（）A．2a2 B．a(chǎn)2 C．2π7．如圖所示是某款手機防窺屏的原理圖，在透明介質中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內折射到空氣后最大折射角的2倍）。發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點光源，位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的行射。下列說法正確的是（）A．屏障的高度d越大，可視角度θ越大B．透明介質的折射率越大，可視角度θ越大C．防窺屏實現(xiàn)防窺效果主要是因為光發(fā)生了全反射D．防窺屏實現(xiàn)防窺效果主要是因為防窺屏使光的波長發(fā)生了變化8．（多選）日暈是一種常見的大氣光學現(xiàn)象，如圖甲所示。太陽光線經(jīng)卷層云中同一冰晶的兩次折射，分散成單色光，形成日暈。冰晶截面可看作正六邊形。如圖乙所示為一束紫光在冰晶上的折射光路，θ1為冰晶上的入射角，θ2為經(jīng)過第一個界面的折射角，θ3A．在冰晶內紅光的傳播速度比紫光的小B．若θ1=C．保持入射角不變，將紫光改為紅光，偏轉角將增大D．若紅光和紫光均能使同一金屬發(fā)生光電效應，紫光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能大9．（多選）如圖，ΔABC是某種透明材料三棱鏡的橫截面，已知∠A=90°，∠C=30°，一束僅含有紅光和紫光的復色光垂直于ABA．紫光的波長比紅光長B．紫光在BC邊上沒有發(fā)生全反射C．紅光在棱鏡中的傳播速度比紫光大D．紅光在AC邊的出射光線方向與BC邊平行10．（多選）為了研究某種透明新材料的光學性質，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成θ角射入。CD為光學傳感器，可以探測光的強度，從AB面反射回來的光強隨角θ變化的情況如圖乙所示．現(xiàn)將這種新材料制成的一根光導纖維束暴露于空氣中（假設空氣中的折射率與真空相同），用同種激光從光導纖維束端面EF射入，且光線與EF夾角為β，如圖丙所示。則（

）A．圖甲中若減小入射角θ，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小B．該新材料的折射率為2C．若該激光在真空中波長為λ，則射入該新材料后波長變?yōu)?D．若該束激光不從光導纖維束側面外泄，則β角需滿足0°<β<180°11．（多選）半徑為R的均質透明半圓柱體的橫截面示意圖如圖所示。一綠色細光束平行于直徑AC從P點射向半圓柱體，進入半圓柱體后，經(jīng)PC面反射，到達AC面。P點到直徑AC的距離為22R，透明半圓柱體對綠光的折射率為2，僅考慮第一次到達A．綠光束在AC面上一定發(fā)生全反射B．綠光束在AC面上一定不會發(fā)生全反射C．若入射光束為紅色光束，則到達AC面的光一定不會發(fā)生全反射D．若入射光束為紅色光束，則到達AC面的光一定發(fā)生全反射12．關于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（

）A．用復色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍光干涉條紋的間距比紅光的大13．如圖甲所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在屏上觀察到如圖乙所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖丙所示．他改變的實驗條件可能是（）A．減小雙縫到光屏之間的距離B．增大雙縫之間的距離C．將綠光換為紅光D．減小光源到單縫的距離14.某一質檢部門為檢測一批礦泉水的質量，利用干涉原理測定礦泉水的折射率．方法是將待測礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為真空)，如圖所示，特制容器未畫出，通過對比填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率．單縫S0、雙縫中點O、屏上的P0點均位于雙縫S1和S2的中垂線上，屏上P點處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點處的亮條紋)的中心．已知入射光在真空中的波長為λ，真空中的光速為c，雙縫S1與S2之間距離為d，雙縫到屏的距離為L，則下列說法正確的是()A．來自雙縫S1和S2的光傳播到P點處的時間差為eq\f(3λ,c)B．x2>x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)D．僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動的過程中，P點處能觀察到暗條紋15.用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖5所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是()16．利用光的干涉原理可以檢測甲烷、二氧化碳、瓦斯等氣體的濃度，具有精度高、操作簡便的特點。如圖為一甲烷檢測儀的工作原理圖，其中P點為雙縫中垂線與光屏的交點。則（）A．空氣室和甲烷室內的介質不同，不能在光屏上觀察到干涉條紋B．P點出現(xiàn)亮條紋，可知此時甲烷室中沒有甲烷C．隨著甲烷室中甲烷濃度的變化，光屏上相鄰兩干涉條紋的間距也相應變化D．通過測量干涉條紋在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空氣中的含量17．如圖所示，凸透鏡的彎曲表面是個球面，球面的半徑叫作這個曲面的曲率半徑。把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋。這個現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些環(huán)狀條紋叫作牛頓環(huán)。下列說法正確的是（）A．圓環(huán)狀條紋是由于凸透鏡上、下表面的反射光發(fā)生干涉形成的B．圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越稀疏C．如果改用一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，觀察到的圓環(huán)狀條紋間距將變小D．如果改用波長更長的單色光照射，觀察到的圓環(huán)狀條紋間距將變大18.如圖所示，把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個矩形平行玻璃板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從上方射入，這時可以看到明暗相間的條紋，下列關于這些條紋的說法中正確的是()A．條紋方向與AB邊平行B．條紋間距不是均勻的，越靠近BC邊條紋間距越大C．減小薄片的厚度，條紋間距變小D．將紅單色光換為藍單色光照射，則條紋間距變小19.以線狀白熾燈為光源，通過狹縫觀察該光源，可以看到()A．黑白相間的條紋，這是光的干涉B．黑白相間的條紋，這是光的衍射C．彩色的條紋，這是光的干涉D．彩色的條紋，這是光的衍射20.（多選）利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉一個角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關。將θ的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是()A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片B轉過的角度等于θD．將偏振片A轉動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A轉過的角度等于θ21.（多選）下列關于光的性質說法正確的是()A．托馬斯·楊通過光的單縫衍射實驗，證明了光是一種波B．日落時分，在岸上拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振片可以使影像更清晰C．馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象D．照相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是應用了光的全反射現(xiàn)象22．如圖所示是觀看立體電影時放映機鏡頭上的偏振片和觀看者所帶的偏光眼鏡的配置情況，其中正確的是（）A． B．C． D．23．科學家早在1966年就研究發(fā)現(xiàn)藍光可引起視網(wǎng)膜細胞的損傷，其中波長400~450納米的藍光對視網(wǎng)膜危害程度最大，生活中的電視、