2022高考物理一轮复习光的有关现象和规律配套练习

2022走向高考系列物理一轮复习配套练习--光的有关现象和规律 一、选择题1．(2022·江苏百校3月)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ()[答案]BD[解析]A为单色光的干涉图样，B为单色光的衍射图样，C是水波通过小孔发生衍射的图样，D为复色光的衍射图样，故选B、D.2．(2022·永安一中高三模拟考试)太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水．但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象在夏天城市中太阳光照射沥清路面时也能观察到．对这种现象正确的解释是 ()A．越靠近地面，空气的折射率越大B．这是光的干涉形成的C．越靠近地面，空气的折射率越小D．这是光的衍射形成的[答案]C[解析]由于沙漠或沥青路面温度高，空气密度小，相对于上层空气是光疏介质，折射率小，因此上面射来的光就会在上下层空气间形成全反射，会看到蜃景，C正确．3．(2022·江苏省泰州地区高考模拟)以下说法中正确的是 ()A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉B．对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象D．用光导纤维传播信号是光的全反射应用[答案]ABD[解析]用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，A正确；对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易发生衍射，即越容易绕过去，B正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种色散现象，C错误；用光导纤维传播信号是光的全反射的应用，D正确．4．(2022·浙江金华3月)如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，从a、b两点射出．对于从a、b射出的这两束光下列说法正确的是 ()A．从a、b两点射出的两束光不平行B．从a、b两点射出的两束光仍平行，且平行于BCC．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光D．从a点射出的为蓝光，从b点射出的为红光[答案]BC[解析]细光束在AB面折射时，蓝光偏折大，从b点射出的是蓝光，C对，D错．光通过两棱镜之间相当于经过平行玻璃砖，故蓝光在玻璃中的光束①、②互相平行，光束②射到AB面时的入射角与光束①对应的折射角相等，故两束光从a、b点射出时互相平行．A错，B对．5．如图所示，a和b两束光平行射入一半圆柱体玻璃砖，且入射光线与AOB面垂直，若从圆面射出时，两光束交于P点，则下列说法中正确的是 ()A．a光束的光子能量大B．在同一玻璃中a光传播速度大C．若用b光照射某一光电管能发生光电效应，那么用a光照射光电管时一定不能发生光电效应D．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻亮条纹的间距a光较大[答案]BD[解析]a、b两束光交于P点，可知b光的折射率较大，光的频率越高，则在玻璃中的折射率越大，故νa<νb.光子能量E＝hν，可见b光光子能量大，A错；由n＝eq\f(c,v)知玻璃中a光传播速度大于b光传播速度，B正确；b光频率大于极限频率并不能得出a光照射光电管时是否发生光电效应，故C项错误；由c＝λν知，λa>λb而Δx＝eq\f(l,d)λ，故Δxa>Δxb，即D项正确．6．雅敏干涉仪可以用来测定气体在各种温度和压强下的折射率，其光路如图所示．图中S为光源，G1、G2为两块完全相同的玻璃板，彼此平行放置，T1、T2为两个等长度的玻璃管，长度均为d.测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入一管中，在E处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率．某次测量时，将待测气体充入T2管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到共移过N条干涉亮纹．待测光在空气中的波长为λ，该气体在标准状态下的折射率为 ()\f(Nλ,d)－1 \f(Nλ,d)\f(Nλ,d)＋1 \f(Nλ,d)＋2[答案]C[解析]每看到一条亮纹移过，一定是光程差增大了一个波长．由于移动了N条干涉条纹，所以有(n－1)d＝Nλ，解得n＝eq\f(Nλ,d)＋1，所以C正确．二、非选择题7．(2022·广东肇庆1月)如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图像，由图判断甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像．图甲所对应的圆孔孔径________(选填“大于”、“小于”或“等于”)图乙所对应的圆孔孔径．[答案]衍射小于[解析]如图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象．图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径．8．为了减少玻璃表面光的反射损失，在玻璃表面上涂一层折射率为n＝5/4的增透膜，设入射光波长λ＝700nm，为了使这种波长的反射光能最大限度地被减弱，所涂薄膜的最小厚度是________nm.[答案]140[解析]当增透膜厚度等于光在膜介质中波长的1/4时反射光能最大限度地被减弱，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年广州亚运会，光纤通信网覆盖了所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务，光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输．如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光从一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，请探究分析以下问题：(1)n1和n2的大小关系．(2)最长时间t的大小．(图中标的C为全反射的临界角，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的界面上发生全反射，需有n1>n2.(2)光在介质n1中的传播最长路程为x＝eq\f(L,sinc)传播速度为v＝eq\f(c,n1)故最长时间t＝eq\f(x,v)＝eq\f(n1L,csinC)＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)10．(2022·江苏百校3月)如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A＝30°，∠O＝90°.三棱镜材料的折射率是n＝eq\r(3).一束与BO面成θ＝30°角的光线射向OB面，试通过计算判断这束光通过BO面后的折射光线在AO面上能否发生全反射．[答案]见解析[解析]如图所示，在BO界面由折射定律，有sin60°＝eq\r(3)sinγ，得γ＝30°.由临界角公式得sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(3))，光线在AO面上的入射角为60°大于∠C，所以光通过BO面后的折射光线在AO面上会发生全反射．11．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d＝0.1mm，双缝到屏的距离l＝6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？[答案]×10－7m×10－[解析]由Δx＝eq\f(l,d)λ可以得出红光的波长λλ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f×10－3××10－2,m≈×10－7m激光器发出的红光的波长是×10－7如果整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为λ′λ′＝eq\f(λ,n)＝eq\f×10－7×3,4)m≈×10－7m这时屏上条纹的间距是：Δx′＝eq\f(l,d)λ′＝eq\f××10－7,×10－3)m≈×10－2m.12．一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm.人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点．求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度．[答案](1)eq\f(4,3)(2)×108m/s[解析]根据题中的条件作出光路图如图所示．(1)由图可知：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)传播速度：v＝eq\f(c,n)＝eq\f×108,\f(4,3))m/s＝×108m/s.13．(2022·广东揭阳市3月)光线从空气射向玻璃砖，当入射角为60°时，折射光线与反射光线恰好垂直．求：(1)该玻璃砖的折射率是多少？(2)光