第 29讲光学一一新情境专练

第29讲.光学一一新情境专练

新1帕士苴基础练

1.如图所示，蓝光光盘（BD）可用以储存高品质的影音以及高容量的数据。它采用波长

约为405nm的蓝色激光进行读写操作，高密度数字视频光盘（DVD）则采用波长约为

650nm的红色激光进行读写操作。若BD和DVD由相同材料制成，则（）

A.蓝光在光盘里传播速度比红光大

B.蓝光光子的能量比红光光子能量小

C.蓝光比红光波长短，聚焦后焦点直径更小，因此BD容量更大

D.相同尺寸的空盘最大存储数据能力由写入方式决定，与采用蓝光还是红光写入无关

【答案】C

【解析】

AB.蓝光频率大，在光盘内传播速度小，光子能量大，A、B错误；

CD.蓝光波长短，聚焦后焦点直径更小，可以缩短轨距，记录单元一一凹槽也更小，大大

增加储存容量，C正确、D错误。

故选C.

2.如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医

疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙所示，管芯的发光面紧贴半球形透

明介质，人们能从半球形表面看到发出的光。已知半球球心。点为发光面AB的中点，半

球和发光面的半径分别为R和，则（）

A.发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化

D

B.若半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，则介质折射率应小于上

r

C.若透明介质的折射率为1.7,发光面的直径为2mm,为了半球形表面（弧面）的任意位

置都有整个发光面的光射出，R必须大于3.4mm

D.无论R和/•大小关系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有整个发光面的光

射出

【答案】B

【解析】

A.光的颜色由频率决定，所以光进入透明介质后，光的颜色不变，故A错误；

BD.从发光面的两端点A或8沿垂直A8方向射出的光线有最大的入射角，如果此时不发

生全反射，那么任意位置都有整个发光面的光射出，可得

..1r

sine=—>—

nR

则有

R

—>n

r

介质折射率应小于史，故B正确，D错误；

r

c.由〃<£,解得

r

/?>nr=1.7mm

则R必须大于1.7mm,C错误；

故选Bo

3.如图所示，由波长为力和力的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光

和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。0是两单色光中

央亮条纹的中心位置，P和尸2分别是波长为力和处的光形成的距离。点最近的亮条纹中

心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（）

A.XKh,M是波长为力的光出射位置B.AI<A2,N是波长为小的光出射位置

C.入1>方，M是波长为力的光出射位置D.入［>方，N是波长为力的光出射位置

【答案】D

【解析】

由双缝干涉条纹间距的公式

,祝

Ax=——

d

可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位

置可知

4>%

反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知用光的折射角大，又由折射定律可知，入射

角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于

4>4

则

所以N是波长为力的光出射位置，故D正确，ABC错误。

故选Do

4.用激光笔照射光具盘上的半圆形玻璃砖，观察到的现象如图所示。以下说法正确的是

()

A.光线。是入射光线

B.玻璃砖的折射率”=任sin之30°

sin50

C.顺时针转动玻璃砖时，光线6也顺时针方向转

D.逆时针转动玻璃砖时，光线。逐渐减弱最后消失

【答案】C

【解析】

A.如图可知，c是入射光线，6是反射光线，a是折射光线，故A错误；

B.玻璃砖的折射率

sinzsin50°

n=-----=---------

sinrsin30°

故B错误；

C.顺时针转动玻璃砖时，入射角r增大，故反射角也增大，光线b顺时针方向转，故C正

确；

D.逆时针转动玻璃砖时，入射角，•减小，故折射角也减小，不可能发生全反射，光线〃不

会消失，故D错误。

故选C。

5.如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图，由于疏忽，他忘记标记光路方

向，同时手上也没有量角器。已知图中AABC为正三角形玻璃砖边界，a、b、c为边界中

点，且光束1与光束2平行。则下列说法正确的为（）

A.光束2为入射光

B.该激光在玻璃砖中的折射率为1.5

C.光束3的光强大于光束1、2的光强之和

D.无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出

【答案】D

【解析】

A.由图根据反射定律和折射定律可知，光束1为入射光，故A错误；

B.由图根据儿何关系可知，6c与法线的夹角为30°,光束2与8c的夹角为30",则光束1

与法线夹角为60',则该激光在玻璃砖中的折射率为

故B错误：

C.根据A分析可知，光束1为入射光束，在8点只发生折射，则光速1与光束6c的光强

相等，由图可知，在c点光束秘部分折射为光速3、部分反射为光束恒，则光束1的光强

大于光束3的光强，故C错误;

D.根据题意，当光束1垂直ZC进入，则光速1直接穿过玻璃砖从8点飞出；设光在玻璃

砖中发生全反射的临界角为C,则

sinC」=且」

“32

可知，临界角大于30°,设光束1在b点的入射角为a,折射角为户，折射光束be交

于c'点，光束be在c点入射角为了,根据几何关系可知

夕+T

当/<C时，即

sin/<——

光束6c在c点不发生全反射，可以从c点射出玻璃砖，此时，可得

.n.\3V2-V3

即

..〃n

sina=nsinp>--------

2

则当光束1的入射角的正弦值满足

\/6—1.

--------<sina<1

2

时，光束可从48边射出玻璃枝；当光束1的入射角的正弦值满足

0<sina4—~-

2

光束儿’在c点发牛.全反射，反射光束ca交8。于°点，且在a点的入射角为。，根据几何

关系可知

0=（3

此时

则

0=/3<C

则光束ca在a'点不发生全反射，可以从*点射出玻璃砖，即当光束1的入射角的正弦值

满足

八,一>/6-1

0<sina<--------

2

时，光束可从8c边射出玻璃砖，即无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出，故

D正确。

故选D。

6.平行玻璃砖的厚度为d,折射率为“，一束光线以入射角a射到玻璃砖上，出射光线相

对于入射光线的侧移距离为©，如图所示，则以决定于下列哪个表达式（）

cosa

A.&c=d(l-〒、.,)

\Jn-sina

sina

B.Ax=d(l—I,)

yJn0-cos~a

cosa

C.Ax—t/sincz(lI-~)

\Jn-sina

sina

D.Ax=c/cosa(l—­7=,)

yjn~-cos~a

【答案】C

【解析】

由于Ar随厚度"、入射角a、折射率〃的减小而减小，因此若将d、a、〃推向极端，即

当a=0时

Ax=0

d—0时

Ax=0

n=l时

Ax=0

考查四个选项中能满足此三种情况的只有C项，ABD错误，C正确。

故选C。

7.某透明材料制成的管道的横截面如图所示，a、6为过0点的同心圆。用两束平行光

。、「射向管道，光束尸通过圆心，光束。进入材料的折射光线恰好与圆a相切，并与光

束尸交于圆b上的M点。已知6的半径是。的两倍，则该材料的折射率为()

A.1.25B.1.5C.y/2D.V3

【答案】D

【解析】

已知6的半径是。的两倍，且根据几何关系可知，两光线入射点与O点组成了正三角形,

所以0光线入射角为60。，折射角为30。，折射率为

故选Do

8.如图所示，平静的湖面上漂浮着一圆形荷叶，。为荷叶圆心，。点的正下方4处有一条

小鱼（可视为质点），已知O到/的距离。4=36cm,荷叶的半径R=12阮m,水的折射

4

率〃=§,则（）

A''

A.小鱼位于4点时，小鱼不能看到水面上方的景物

B.小鱼位于4点时，水面上方的人看到小鱼的深度大于36cm

C.当小鱼上浮10cm时，水面上方的人不可能看到小鱼

D.当小鱼上浮10cm时，小鱼还能看到水面上方的景物

【答案】C

【解析】

A.临界角为

・八13

sinC=—=—

n4

又因为

12"S3

sinL=i--------=——<—

加+（12々『44

所以彳<C,不发生全反射，小鱼能看到水面上方的景物，A错误；

B.根据折射定律，小鱼位于N点时，水面上方的人看到小鱼的深度小于36cm,B错误；

C.当小鱼上浮10cm时

sin/,='2屿=-0.77>a=0.75

­,26+（12/丫4

所以

i2>C

发生全反射，水面上方的人不可能看到小鱼，小鱼也不能看到水面上方的景物，C正确，D

错误。

故选Co

9.将一透明体平放于平整坐标纸上，并在一端放上光屏，如图（俯视图）所示，用激光平

行于坐标纸照射该透明体右侧表面上的尸点，调整入射光角度，在光屏上仅出现了〃、N

两个亮斑，则该透明体对该激光的折射率约为（）

/

A.1.25B.1.33C.1.50D.1.67

【答案】B

【解析】

由题意可知，光点N是由设到P点的光线直接反射后射到N点：而光斑”是由射到尸点

的光折射后射到左侧表面，然后发生全反射射到加点；

则在尸点，由光的折射定律结合几何关系可知

〃=出=竺=1.33

sinr0.6

故选Bo

10.如图所示，AMC为一等腰直角棱镜的横截面，其材料的折射率为0,同一颜色的光

线1、2、3都平行8C入射到A8面，经8c面反射后都能从4c面射出。不考虑光在棱镜

内的多次反射，则下列叙述错误的是（）

A

A.三条光线都在8c面上发生全反射

B.三条光线在AC面上射出后仍平行BC

C.从AC射出后，光线从上到下的顺序为3、2、1

D.若光线3绕入射点逆时针转过角度，则可能从BC面射出棱镜

【答案】D

【解析】

A.光线射到48面上的折射角为

则

r=30"

因临界角

sinC=一

n

则

C=45°

而射到面上的入射角为75。＞。，则三条光线都在8c面上发生全反射，选项A正确；

B.由几何关系可知，光线射到4C面上的入射角仍为30。，从/C射出时的折射角仍为

45。，则三条光线在AC面上射出后仍平行8C,选项B正确；

C.根据光路图可知，光线1射到8c边上时的位置离C点最近，则从AC射出后离。点最

近，则从AC射出后光线从上到下的顺序为3、2、1,选项C正确；

D.若光线3绕入射点逆时针转过角度，则在Z8面上的入射角变大，折射角变大，光线射

到8C边上的入射角大于75。，仍能在8c边发生全反射，不可能从BC面射出棱镜，选项

D错误。

此题选择不正确的选项，故选D。

11.某同学用如图所示的装置进行“双缝干涉测量光的波长”实验，安装红色滤色片后，测

量头观察到明暗相间的红色条纹，则下列操作可使观察到的条数目增加的是（）

A.提高小灯泡的电压，增加亮度

B.将红色滤色片换为蓝色滤色片

C.换间距更小的双缝

D.将遮光筒靠近透镜

【答案】B

【解析】

A.提高小灯泡的电压，增加亮度，对两条纹间的距离变化没有影响，A错误；

B.根据公式

Ax=—2

d

将红色滤色片换为蓝色滤色片，波长变短，则可得两条纹间的距离变小，观察到的条^数

目增加，B正确；

C.根据公式

Ax=­A

d

可知，换间距更小的双缝，两条纹间的距离变大，故观察到的条纹数目减小，C错误；

D.将遮光筒靠近透镜，对两条纹间的距离变化没有影响，D错误。

故选B„

12.如图所示，在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光，把铁丝圈在肥

皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。通过这层液膜观察灯焰的像与下面的哪幅图相

符（）

A.B.

【解析】

液膜卜.的像是液膜前后两个面反射的光形成的，此像由明暗相间的水平条纹组成。

故选D。

13.将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥

皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图所示，则从上往下可看到

B.内疏外密的平行条纹

C.间距相等的环状条纹

D.内疏外密的环状条纹

【答案】D

【解析】

从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光

程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条

纹是环状条纹；因从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，所以干涉条纹疏密不均匀，从里到外

相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，即内疏外密的环状条纹。

故选D。

14.下列四幅插图中主要原理涉及到光的全反射的是（）

【答案】A

【解析】

A.水中明亮的气泡是由于全反射造成的，选项A正确；

B.彩色的肥皂膜是由于光的干涉造成的，选项B错误；

C.光经过大头针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，选项C错

误：

D.电影院中的3D电影是光的偏振，选项D错误。

故选A。

15.如图所示为双缝干涉的原理图，一束单色光投射到一个有两条狭缝S和邑的挡板上,

狭缝、和邑相距很近，挡板右侧放置有光屏。则（）

A.在光屏上得到两个亮斑

B.在光屏上得到中央宽、两边窄的明暗条纹

C.仅增大5、S?两缝中心之间的距离力可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大

D.仅增大挡板到光屏的距离乙可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大

【答案】D

【解析】

AB.一束单色光投射到一个有两条狭缝，和邑的挡板上，狭缝R和S?相距很近，发生双缝

干涉，则在挡板右侧放置有光屏上形成等间距明暗相间的条纹，故AB错误：

CD.光屏上相邻两个亮条纹的中心间距

Ax=A—

d

则仅增大豆、邑两缝中心之间的距离乩光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变小，仅增大

挡板到光屏的距离L光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大，故C错误，D正确。

故选D。

16.电焊时会产生较强的紫外线，为减少紫外线的照射，电焊工防护面罩的镜面上要镀上

一层膜，如紫外线中某成分在真空中的波长为儿，镜面所镀膜对该紫外线的折射率为〃，

为更有效地减少这种紫外线通过镜面，镜面上镀膜的最小厚度应为（）

A.&B.&C.&D.&

22〃44〃

【答案】B

【解析】

为更有效地减少这种紫外线通过镜面，则

a,=2—

2

又有

„_c_/A）_A）

V2

联立得镜面上镀膜的最小厚度应为

d=当

2n

故选Bo

17.如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置（上表面为圆形平面，纵截面为等腰三

角形）紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红

色光垂直于上表面照射，从装置的正上方向下观察，可以看到（）

A.系列不等间距的三角形条纹B.一系列明暗相间的等间距圆形条纹

C.若将红光换成白光，则看到黑白相间的条纹D.若将红光换成紫光，则看到的亮条

纹数将变少

【答案】B

【解析】

AB.由于截面是等腰三角形，从圆心向外，经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同，根据

光的干涉原理，从装置的正上方向下观察，可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹，

A错误，B正确；

C.若将红光换成白光，则看到明暗相间的彩色条纹，C错误；

D.由于红光的波长比紫光的长，若将红光换成紫光，则看到条纹间距减小，从而亮条纹

数将增多，D错误；

故选Bo

18.如图甲是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有

凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结光旺构。光照射翅脊上"台阶结构”的典型光路

如图乙所示，则（）

图甲图甲

A.翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象

B.翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象

C.光经翅脊反射后的频率变大

D.光在翅脊中的波长大于在空气中波长

【答案】A

【解析】

蓝色大闪蝶的翅膀凸起的翅脊上的"台阶结构"都隔着空气层，自然光会不断地在空气层和

“台阶结构"里发生反射和折射，蓝色大闪蝶无论是它的厚度，材质，还是它树状脊脉上“台

阶结构"的位置，都适合蓝光发生相长干涉，鳞片绽放出的绚丽光彩，正是蓝光相干干涉的

产物，故A正确，BCD错误。

故选Ao

19.如图为用光传感器演示双缝干涉现象的实验装置，红色光源在铁架台的最上端，中间

是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，传感器得到的光照信息经计算机处理后，在显示器

上显示出来。则（）

A.仅将红光换为蓝光，相邻两个亮条纹的中心间距将增大

B.仅将光传感器向上移，相邻两个亮条纹的中心间距将增大

C.仅将挡板换成单缝的挡板，显示器上一定不会显示出明暗相间的条纹

D.仅将挡板换成双缝间距更小的挡板，相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间

距将增大

【答案】D

【解析】

A.根据

d

仅将红光换为蓝光，波长变短，相邻两个亮条纹的中心间距将减小，A错误：

B.根据

Ax=-/l

d

仅将光传感器向上移，A变小，邻两个亮条纹的中心间距将减小，B错误；

C.仅将挡板换成单缝的挡板，会发生单缝衍射，显示器上一定会显示出明暗相间的条纹,

C错误；

D.根据

Ax=—4

d

仅将挡板换成双缝间距更小的挡板，即d变小，相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理

器心间距将增大，D正确。

故选D。

20.小明同学分别用红光和绿光借助光传感器（不改变单缝与双缝）做"双缝干涉实验"和

"单缝衍射实验”，得到四幅图。其中是用红光做的单缝衍射的图像是（）

C.D.

【答案】A

【解析】

单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹。

故选A。

新靖境堤升练

21.某原子在下列各能级间跃迁：（1）从〃=2到〃=1；（2）从〃=5至lj"=3；（3）从〃=4

到〃=2。在跃迁过程中辐射出三种颜色光分别为。、b.c,下列说法正确的是（）

n5

4

3

2

1----------------------------------

A.通过同一双缝装置产生干涉，干涉条纹。最密集，，最稀疏

B.a、h,c三种颜色的复色光以某一角度从玻璃向空气中入射，在界面处没有光线透射

出去，则减小入射角后b先透射出去

C.如果b光能让某种金属恰好发生光电效应，则。、。光也可以

D.三种光在真空中传播的速度相同

【答案】BCD

【解析】

A.由图可以看出a、b、C三者的频率高低

匕＞匕＞喙

由

C

v=­

2

知

双缝干涉条纹间距正比于光的波长，所以双缝干涉条纹“最密集，b最稀疏，A错误；

B.由折射率与光的频率的关系可知，频率越高，介质对其折射率就越大，所以有

%＞«＜＞0

光从光密介质到光疏介质的临界角公式为

.八1

sinC--

n

所以临界角。的最大，b先透射出去，B正确；

C.。的频率为极限频率，由匕＞匕＞以知“、c的频率都超过金属的极限频率，所以都可

以发生光电效应，故C正确；

D.所有频率的光在真空中光速都为c,故D正确。

故选BCD.,

22.如图所示，半圆形进明介质的折射率〃=2,半径为7?,。为圆心，为直径,P为

4。的中点。点光源可以紧贴直径自左向在移动，只考虑从光源直接发出射到半圆弧上的光

B.当光源位于4的位置，半圆弧的g部分有光线射出

C.当光源位于P的位置，半圆弧的g部分有光线射出

D.当光源位于P与。之间的位置，整个半圆弧均有光线射出

【答案】BD

【解析】

AB.当光源位于4位置时，如图在圆弧位置。发生了全反射

则有

・C1

sinC=—

n

解得

/c=3(r

故圆弧上有光线射出，且

ZBOD=60

故半圆弧的;部分有光线射出，故A错误，B正确:

CD.设任一入射光线的入射角为。，如图

在中有

OPOE

sin6sin<p

解得

sin0=—sin^?

因为9的取值范围为：0-〃，故

sin6»<-

2

即

0<C

故整个半圆弧均有光线射出，故C错误，D正确。

故选BD。

23.某玻璃砖中有一个空气三棱柱，其截面如图所示。现有一束很细的具有二种不同颜色

的复色光尸从AB边射向空气，经过二次折射后，有。、b两束光分别从AC边上/?、。两

点射回玻璃中（R、。点未画出，已知R点离/点近）。则（）

A.4光子的动量比6光子的动量大

B.在氢原子能级跃迁中，产生6光的能级能量差比产生。光的能级能量差小

C.当。、b两束光由玻璃射向空气中，。光临界角比方光临界角大

D.用。、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，b光干涉相邻条纹间距比〃光大

【答案】ABD

【解析】

A.因为。光的偏折程度大，则。光的折射率大于6光的折射率，则。光的频率大于6光的

频率，根据

hhv

丁一

P=AC

所以〃光子的动量比b光子的动量大，则A正确；

B.根据

E=hv

可知在氢原子能级跃迁中，产生b光的能级能量差比产生。光的能级能量差小，所以B正

确；

C.根据

sinC=—

n

。光的折射率大于b光的折射率，则。光临界角比匕光临界角小，所以C错误；

D.由于。光的折射率大于方光的折射率，则a光的波长小于6光的波长，用〃、b两束光

在相同条件下做双缝干涉实验，根据

Ax=—2

d

可知，匕光干涉相邻条纹间距比。光大，所以D正确；

故选ABDo

24.透明烧杯中装有适量的水和食用油，现将--根筷子竖直插入到烧杯内的左侧，在一定

的角度观察发现筷子被“折断"成多节，如图所示，则（）

空气

食用油

水

A.食用油的折射率比水大

B.光从食用油向水中传播时频率减小

C.光从食用油向水中传播时，达到一定角度后会发生全发射

D.当筷子竖直放置于烧杯正中间时，筷子不会被"折断"

【答案】ACD

【解析】

A.由题图偏折情况可知，光线在食用油中偏折程度比在水中大，则食用油的折射率大于

水的折射率，故A正确；

B.光在不同介质中传播，频率不变，故B错误；

C.光从光密介质进入光疏介质，当入射角大于临界角时，会发生全发射，故C正确；

D.当筷子竖直放置于烧杯正中间时，来自浸入水中的筷子的光几乎垂直地射到水与空气

的界面，射出的光线偏折较小，所以筷子看上去仍然是直的，感觉筷子不会被"折断"，故

D正确。

故选ACD0

25.如图所示，两束激光束对称地射到上下对称的三棱镜上Z和8点上，光线方向与三棱

镜中心轴00'平行，/、8与三棱镜中心线距离为乩已知每束激光束的功率为外。三棱镜

的顶角为6=30。，对激光的折射率为“=石。假若激光射到三棱镜后全部通过，不考虑反

A.激光通过三棱镜后方向改变60。角

B.若不计三棱镜左右厚度，则两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为64

C.激光束对三棱镜水平方向作用力大小为F=2且（l-cos30。）

C

D.增加三棱镜顶角，激光可能不能通过三棱镜

【答案】BD

【解析】

A.两束激光进入三棱镜时，垂直入射则沿平行于对称轴的方向在三棱镜内传播，在射出

三棱镜界面时，发生折射，由几何知识可知入射角为30。，根据

sinz

n=———

sinr

可知，其折射角为60。。所以激光通过」.棱镜后方向改变30。故A错误；

B.若不计三棱镜左右厚度，则设两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为3根据几何关

系有

tan30°=-

L

解得

L=6d

故B正确；

C.先分析一束激光束，在三棱镜中的速度为

cG

v=—=——C

n3

进入三棱镜时，取极短时间有

,3—\/3

RQ=me1,-=m^v,Av=--~--c

联立，可得

同理，射出三棱镜时，入射光线对三棱镜的水平作用力尸2满足

73XSin30°^.,no1+V3p

F,=----------------xsin60+—xcos30=--------P,

3c2c4c0

合力为

尸"+鸟=等

3c

则两束激光的合力为

2/=强

3c

故C错误；

D.增加三棱镜顶角，由儿何关系可知，出射光线的入射角随之增加，当达到临界角，则

激光不能通过三棱镜。故D正确。

故选BDo

26.图中团、区为两块大小相同材料不同的等腰直角三角形透明体，一细束红光垂直于AC

面射入，这束红光的传播情况如图所示（不考虑光在AC面上的反射光）下列叙述正确的

是（）

B

B.材料回相对于材料回是光密介质

C.这束红光在材料田中的传播速率大于在材料回中的速率

D.若改用紫光仍从原位置垂直于AC面射入材料回，则有可能没有光线从A8面射出

【答案】CD

【解析】

B.光线在BC面发生全反射、在42面既有反射也有折射，故在BC面的临界角C较小,

由

sinC=—

n

可知，材料回的折射率较大，材料回相对于材料回是光密介质，B错误：

C.由

C

n=­

v

可知，这束:红光在材料田中的传播速率大于在材料回中的速率，c正确；

A.由于光线在BC面不是恰好发生全反射，故材料加勺折射率无法求解，A错误；

D.由于紫光折射率较大，临界角较小，若改用紫光仍从原位置垂直于AC面射入材料团,

则有可能没有光线从面射出，D正确。

故选CD。

27.如图所示，°、6和c是三块平行玻璃砖，它们相互之间也平行，折射率大小

%>%>外,厚度之比也：%：也=3:2:1。一束单色光从空气以入射角i射到a的上表面，

在中光线的侧移量（入射光线与出射光线间的距离）分别为4,、4、4。下列说法正确的

b

A.逐渐增大3从。下表面射出的光线将消失

B.逐渐减小，，从c下表面射出的光线将消失

C.在i一定时，da:dc>3:\

D.在i一定时，4,：4.>2:1

【答案】CD

【解析】

AB.光线在任一平行玻璃砖上面的折射角与下表面的入射角相等，根据光路可逆性，无论

怎么增大或减小，•都不会在玻璃砖下表面发生全反射，故A、B错误；

CD.在平行玻璃砖发生的侧移与玻璃砖的厚度成正比，随折射率的增大而增大，所以在一

定时，4,U>3:1,4,：4>2:1,故CD正确。

故选CD。

28.一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为“，该段

光导纤维的长度为L图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气

对该束光的折射率为1,光在真空中传播的速度为c,下列说法正确的是（）

A.光导纤维的折射率

B.光导纤维的折射率

C.光在光导纤维中传播的时间为?

D.光在光导纤维中传播的时间为上

nc

【答案】AC

【解析】

AB.由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率

比空气的折射率大，即故A正确，B错误；

CD.光线在界面处发生全反射的临界角C的正弦值为

sinC=—

n

光在光导纤维中的传播速度为

一

n

v在沿光导纤维方向的分量为

V,=vsinC=:

n~

光在光导纤维中传播的时间为

Ln2L

t=~~---

匕c

故C正确，D错误。

故选AC。

29.现有一束红光和一束紫光，图甲为两束光通过平行玻璃砖后射出，图乙为两束光从水

射向空气，图丙为两束光分别通过相同的双缝干涉装置得到的条纹，图丁为两束光分别通

过相同的单缝衍射装置得到的条纹，以下判断正确的是（）

■IIIIHIH-nH

innmiiTH

图丙图丁

A.图甲中的。光束为紫光B.图乙中的b光束为紫光

C.图丙中的。条纹为紫光条纹D.图丁中的6光束为紫光条纹

【答案】AC

【解析】

A.有图甲可知，a、人入射角相同，a的折射角小，所以a的折射率大，故a是紫光，故A

正确；

B.图乙中6光发生全反射，频率高折射率大的更容易发生全反射，故b光是红光和紫光的

复合光，故B错误；

C.图丙中的〃条纹宽度更窄，波长越短频率越高的光干涉条纹越窄，故。条纹为紫光，故

c正确；

D.图丁为衍射条纹，图中的6光束衍射条纹较宽，所以6光的波长更长，故6光是红光，

故D错误。

故选AC。

30.如图所示，/8C。为置于真空中的长方体玻璃砖的横截面，E为中点。a.6两平

行细光束以a=45。的入射角分别从P、。两点射入玻璃砖，经E点反射后分别从P、0两点

射出玻璃砖。则下列说法正确的是（）

A.。光的波长大于b光的波长

B.a、b光在E点均发生全反射

C.a光从P传播到尸'的时间小于6光从。传播到。的时间

D.若略微增大角a,则a、b光到达C。边上的位置均在E点右侧

【答案】ACD

【解析】

A.由图可知，a光在玻璃中的折射率小于6光，。光频率小于6光频率，a光的波长大于6

光的波长，故A正确；

B.由光路可逆知。、6光在£点都不能发生全反射，故B错误；

C.设a光折射角为为，b光折射角为例，例＞例；对a光，根据折射定律有

sin450

sin自

则光在玻璃中的速度为

V,=—=y/lcsin

由几何知识可知a光从尸传播到P的时间为

ccos6.4AD

[=2x____-=_________

vVJcsin2a

同理可得6光从。传播到0'的时间为

4AD

b

5/2csin102

则电（而故C正确;

D.若略微增大角a,折射角也随之增大，。、b光到达CO边上的位置均在E点右侧，故D

正确。

故选ACD。

31.如图所示，两块三棱镜侧面平行正对，一细束白光斜射入其中一块三棱镜，所有光线

均从侧面出入，且不考虑反射光线。下列说法中正确的是（）

AB

A.在图中虚线A处放置-光屏,屏上将会出现彩色光斑，且光斑上部呈红色

B.在图中虚线A处放置一光屏,屏上将会出现彩色光斑，且光斑上部呈紫色

C.在图中虚线B处放置一光屏,屏上将会出现彩色光斑

D.在图中虚线B处放置-光屏,左右平动，屏上可能会出现白色光点

【答案】AC

【解析】

AB.4处放置一光屏，由于光的色散，屏上将会出现彩色光斑，且光斑上部呈红色，卜部

呈紫色，B错误A正确;

CD.8处放置一光屏，光路图可等效如图所示

白光已经分开，屏上将会出现彩色光斑，D错误C正确。

故选ACo

32.2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进

行太空，在"天宫课堂"上，据王亚平介绍，在空间站中每天能看到16次日出。则以下说法

正确的是（）

A.航天员向前踢腿后，身体将向后飞出

B.地球同步卫星的轨道半径约为天宫一号轨道半径的4孤倍

C.相同温度下，空间站中的水分子与地面上水分子的平均动能相等

D.在空间站中利用水膜做光的干涉实验，仍能观测到图示干涉条纹

【答案】BC

【解析】

A.根据动量守恒，航天员向前踢腿后，身体将向后仰，而不是飞出，A错误；

B.地球同步卫星与地球自转周期相同为77,宇航员在空间站中每天能看到16次II出，说

明地球自转的周期是天宫一号轨道周期的16倍

地球同步卫星和天宫一号都是由与地球间的万有引力提供运动的向心力

GMm4/

——i-=m-T-r

rT2

设地球同步卫星的轨道半径为匕，天宫一号轨道半径为「2,可以得到

解得

6=4次々

B正确；

C.物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志，C正确；

D.薄膜干涉现象发生的原因是水膜在重力作用下产生上薄下厚的锥形，进而使得上下表

面反射回来的光线发生干涉，太空中由于处于完全失重状态，水膜上下表面平行，能发生

干涉现象，但由于水膜厚度均匀，不能看到干涉条纹，D错误。

故选BC,

33.在学习了肥皂膜的干涉后，小管同学利用现有的器材做了一个实验，他将一个矩形线

框浸入肥皂液中，取出后竖直放置，其表面覆盖了一层肥皂膜，膜的上半部分从上到下厚

度均匀增加。现用两个颜色不同的平面光源。和人分左右两边同时照射这个肥皂膜，出现

如图的明暗条