2020年全国名校高三一模物理3-4光学试题解析汇编

1、A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B. a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小3-4光学2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编选修（2020安徽黄山一模）如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（C. a光和b光在玻璃中传播时 a光的波长小于b光的波长D.在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小E. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射【答案】CDE【解析】A.由图可知，经过玻璃棱镜后a光的偏折程度比b光大，所以玻璃对 a光的折

2、射率小于对b光的折射率，即na %,选项A错误；B.光的频率由光源决定，与介质无关，所以 a光和b光 由空气进入玻璃棱镜后频率都不变，选项B错误；C.传播速度由介质决定，所以 a光和b光在玻璃中传播时传播速度相同，因为 na nb ,所以fa fb ,根据v tf可知在玻璃种传播时 a光的波长小于b光的波长，选项 C正确；D.双缝干涉的条纹间距与波长成正比，所以在相同条件下进行双缝干涉实验，a1无的条纹间距比b无小，选项D正确；E.根据sinC ，na nb可知a光和b光以相同的入射角由玻 n璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射，选项 E正确。故选CDE。2、（2020江苏省苏北四

3、市高三上学期期末）下列说法正确的有 A.光的偏振现象说明光是一种纵波B.红外线比紫外线更容易发生衍射C.白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射D.交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速【答案】BD【解析】A.光的偏振现象说明光是一种横波，故 A错误；B.当波长与障碍物的尺寸差不多 或大于障碍物的尺寸，可以发生明显的衍射，故对同一障碍物，波长越长越容易发生明显的衍射；根据电 磁波谱可知红外线比紫外线的波长更长，则红外线更容易出现明显衍射，B正确；C.白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象，且只有一定波长（一定颜色）的光干涉时，才会相互加强，所以

4、看起来有颜色，故 C错误；D.交警借助测速仪根据微波发生多普勒效应时， 反射波的频率与发射波的频率有微小差异，对差异进行精确测定，再比对与速度的关系，就能用电脑自动 换算成汽车的速度，故 D正确；故选BD。3、（2020江苏省常州市高三上学期期末）.一个半径为r的薄软木圆片，在它的圆心处插入一枚大头针.让它们浮在水面上，如图所示.调整大头针露出的长度，直至从水面上方的各个方向向水中看，都恰好看不到大头针，这是因为发生了 现象.若此时木片下方大头针的长度为h,则水的折射率为4、（2020安徽蚌埠第二次检测）如图示为一透明柱体的纵截面，柱体的上半部分是高度为R的圆柱体，其上表面是圆心为 C、半径为

5、R的圆形平面，柱体的下半部分是球心为O、半径为R的半球体，A、B是半球面上的两点且/ AOB=120 , AB与CO垂直。位于C处的光源发出一束单色光射向A点，经球面折射后，恰好沿平行CO的方向射出。（1）求此透明柱体的折射率；（2）若由该单色光组成的截面为圆形的平行光束 垂直上表面射向这个透明柱体，并全部能从下表面射出，则该光束的截面半径最大为多少？（不考虑多次【答案】全反射"2 h2【解析】因为从水面上方的各个方向向水中看，都恰好看不到大头针，这是因r射角i=30。，折射角r=60。，透明材料的折射率为n s叱 M （2）平行光束边缘光线射到球面处的入射sin i角为临界角。则有

6、sin - 4由几何关系可得，平行光束截面半径r Rsin解得r 3Rn -335、（2020重庆市高三上学期一诊） 用某种材料做成的直角三棱镜 ABC,如图所示，一束光线从 AB面的 中点P平行于底边 BC射入棱镜，经BC面反射后垂直于 AC边射出，已知AB长为a,真空中光速为 c,由几何关系可知，光线在P点的入射角i=60。，1 BP a2sin60o c csn常 V3 (2)光线在玻璃中的速度v n & PD为发生了全反射现象.一二二一1二/由光路图可知,sinC 1二二一'nrrr2 h2j 2，解得：n/ h反射的影响）。【答案】（1）用（2） r3R3【解析】（1

7、）由C点射向A点的光路如图中，由几何关系知在球面上折射时的入求：（1）该材料对光的折射率；（2）该光在三棱镜中的传播时间。4c(1)a;(2)更3a折射角为r=30。则折射率n【解析】（1）画出光路如图:sin isin rBD 2PBcos30o -a2DCa,3acos30o21Z3a.3 3ax a 2624传播时间：t xv3、3a4c（1）该材料对该单色光的折射率【解析】（1）经过MN折射后折射角为r,因此可得sin isin rn根据几何关系，因为光束进入透明体后恰好不1从NP边射出，所以有cosr 1联立解得n（2）根据几何关系可知，在透明体内部光线所走的路程为l ，一八，cs

8、光线在透明体内传播速度为n cosrv因此光束从O点射入至到达 PQ边经历的时间为ts9一解得 t 1.0 10 s v6、（2020四川省成都市高三一诊）.如图，矩形MNPQ是某均匀材料制成的透明体的横截面，MNPQ所在平面内，一单色细光束以入射角i 30射到MN边的。点。光束进入透明体后恰好不从NP边射出，接着光束到达PQ边且部分射出。已知 NP边的长度l 0.24m,空气中的光速c 3 108m/S。求：n； （2）光束从O点射入至到达PQ边经历的时间to【答案】(1)叵(2) 1.0 10 9s 27、（2020江苏省苏北四市高三上学期期末） 为了从室内观察室外情况，某同学设计了一个猫

9、眼”装置，即在门上开一个小孔，在孔内安装一块与门厚度相同的圆柱形玻璃体，厚度 L=3.46cm,直径D=2.00cm,如图120。取J3 = 1.73求该玻璃的折射率。Dsin 1折射角设为2,由tan 2=一得2=30根据折射te律=n,得n=l.73Lsin 28、（2020湖北省荆门市高三元月调考）.如图所示，直角三角形ABC为一玻璃三棱镜的横截面其中/ A=30°, 直角边BC=a .在截面所在的平面内，一束单色光从 AB边的中点O射入棱镜，入射角为i.如果i=45 °,光线经折射再反射后垂直 BC边射出，不考虑光线沿原路返回的情况.（结果可用根式表示）(i)求玻璃

10、的折射率 n (ii)若入射角i在090°之间变化时，求从 。点折射到AC边上的光线射出的宽度.【答案】(i)J2(ii) 虫a【解析】(i)设光线进入棱镜是的折射角为r,如图1所示，4由几何关系可知r 30o根据折射定律可求得sin i1n J2 (ii)设光线进入棱镜在 AC面发生全发射时的临界角为 C, sinC 解得：C 45o如图2 sin rn所示，当r 0o时，关系进入棱镜在 AC面的入射点计为P,随着入射角的增大，光线在 AC面的入射点由移，入射角增大，入射角等于C时发生全发射，此时入射点计为Q,所以在AC面上PQ之间有光线射出.a由几何关系知OP 1，作OD垂直AC

11、,则OD OPsin 60 2DQ ODX3a所以AC边三有光线射出的宽度 pq DQtan 45°4(ii) “4.3a4DP1DP OPcos60o a4吏a 故本题答案是：(i) &49、(2020河北省衡水中学下学期高三一调)如图所示，真空中两细束平行单色光a和b从一透明半球的左侧以相同速率沿半球的平面方向向右移动，光始终与透明半球的平面垂直.当b光移动到某一位置时，两束光都恰好从透明半球的左侧球面射出(不考虑光在透明介质中的多次反射后再射出球面).此时a和b都停止移动，在与透明半球的平面平行的足够大的光屏M上形成两个小光点.已知透明半球的半径为R,对单色光a和b的折

12、射率分别为n1号和n22 ,光屏M到透明半球的平面的距离为不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为c,求:(1)两细束单色光 a和b的距离d (2)两束光从透明半球的平面入射直至到达光屏传播的时间差t(2)逅3c【解析】(1)由sinC1得，透明半球对a光和b光的临界角分别为60和30 , n画出光路如图A、B为两单色光在透明半球面的出射点，折射光线在光屏上形成光点为C,AD、BC沿切线方向.由几何关系得 d Rsin60 Rsin30R (2)a光在透明介质中的速FA则tlan1c传播时间t1Rcos603R-一光屏M到透明半球的平面的距离为 3cRcos60AD AF/ cos30R故a光在真空

13、中传播的时间t '1ADt1t'13 3 R 土日一、b光在透明介质中的速度cv2一c-传播时间t2Rcos30,3 R3c在真空中而几何关系得BC RRt 2 一则 tc tbt'2tbta2 .3R3c10、(2020广东省珠海市高三上学期期末)如图所示,横截面为扇形的玻璃砖AOB,。为圆心，半径为R,BOC 60 .一束激光垂直 AO边从距离。点Y2R处的P点入射到玻璃砖中，然后从玻璃砖的2BO边与BO成45。角射出.光在空气中的传播速度为玻璃砖中传播的时间63R3c(1)激光垂直 AO射入玻璃砖后，其光路如图所示(1)玻璃砖折射率;(2)光在因OPsinin sinUr所以2可得n 2PMO OMN 45 MQ/AC 因此 MQO30(2)由几何关系，可求得光在玻璃砖中通过的路程R tan30光在玻璃砖中传播速度c S 一 v t一联立以上各式得t6+ . 3R3c11、( 2020福建省南平市高三一模)如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R的半圆柱，玻璃砖长为L。一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面，已知该单色光在玻璃砖中的折射率为n=J2,真空的光速c=3.0 108m/s,求：（1）