二轮复习专项分层特训专项8光（含答案）

2023届二轮复习专项分层特训专项8光（含答案）

一、单项选择题

1.小红利用如图所示的实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但

条纹数偏少的干涉条纹.为观察到更密的条纹，可以（）

单缝

光源紫色滤光片双缝遮光筒像屏

A.将单缝向双缝靠近

B.使用间距更小的双缝

C.将屏向靠近双缝的方向移动

D.转动手轮，移动分划板

2.

某透明材料制成的管道的横截面如图所示，b为过O点的同心圆.用两束平行光Q、

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

交于圆〃上的M点.已知人的半径是。的两倍，则该材料的折射率为（）

C.小D.小

3.

如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从尸点垂直界

面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，当入射角〃=60。时，光线从玻璃砖圆形表

面出射后恰好与入射光平行.已知真空中的光速为c,则（）

B.O、P之间的距离为孚R

C.光在玻璃砖内的传播漉度喈。

D.光从玻璃到空气的临界角为30。

4.

如图所示，△48C为某种玻璃制成的三楂镜的横截面，其中NA=45。，Z»=60°,AB

氏度为。点垂直8c边入射，边4c边上的M点出射，出射方句与AC的夹角为60。，则玻

璃的折射率为（）

A.2河15。B.目彳

C.2cos15°D.2cos15°

5J2022・山东卷］柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心、半径为R的1

圆，左侧是直角梯形，AP长为R,AC与CO夹角45。，AC中点为B.a、力两种频率的细激

光束，垂直A3面入射，器件介质对〃、匕光的折射率分别为1.42、1.40.保持光的入射方向

不变，入射点从A向A移动过程中，能在PM面全反射后，从OM面出射的光是（不考虑三

次反射以后的光）（）

A.仅有a光B.仅有〃光

C.a、人光都可以Da、〃光都不可以

二、多项选择题

642022・山东卷］某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝$、S2

的宽度可调，狭缝到屏的距离为L同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图

乙、图丙所示图样.下列描述正确的是（）

A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射

B.遮住条狭缝，另•狭缝宽度增大，其他条件不变，图内中亮条纹宽度增大

C.照射两条狭缝时，增加乙其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D.照射两条狭维时，若光从狭缝$、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点、

处一定是暗条纹

7.［2022•浙江浙南名校联毁4月联考］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（弧而）看到发出的光.已知

半球球心。点为发光面的中心，半球和发光面半径分别为R和八则（）

g八发光面

A.发光面发出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化

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与

C.若透明介质的折射率为17发光面的直径为2mm,为了使半球形表面（弧面）的任

意位置都有整个发光面的光射出，K必须大于1.7mm

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

光射出

三、非选择题

8.如图，边长为。的正方形A8CO为一棱镜的横截面，M为八8边的中点.在截面所

在平面的，一光线自M点射入棱镜，入射角为60。，经折射后在边的N点恰好发生全反

射，反射光线从CO边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、。两点之间的距离I

9J2022•湖北押懑卷］如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R,A8是一直径，现

有一束圆环形平行细光沿48方向射向球体（A8直径为圆环光线的中心轴线），所有光线经折

射后恰好经过B点而在右侧光屏MN上形成一圆亮环，已知光屏到B点的距离为/,=2凡

透明球体的折射率〃=小，光在真空中的传播速度为c,求：

（1）圆环形平行细光在入史前的半径r：

（2）光从入射点传播到光屏所用时间.

10.如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平

行排列，可实现对像素单元可视角度。的控制（可视角度。定义为某像素单元发出的光在图

示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）.透明介质的折射率n=2,屏障间隙L=0.8mm.

发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间.不考虑光的衍射.

空气

透明介质

屏/

障

发光像素单元

（1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度。控制为60。，求屏障的高度出

（2）若屏障高度”=1.0mm,旦发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为

多少时，其可视角度。刚好被扩为180。（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像

素单元）.

11.如图所示，人看水中的鱼比实际位置要浅，原因是水对可见光的折射，其原理与如

图乙所示的光路图类似，一盛满水高度八8=1.6m、宽度8C=1.2m的矩形容器放置在水平

地面上，在。点安装一个可发射单色光的点光源，某人竖直站在与8点的距离为4=0.4m

的地面上，光源发出的光经过A点到达人眼，人看到光源的像在尸点，已知人眼与地面的

高度差为%=L9m.若人贴着A8竖直站立在厚度为△/?的正方体木板上，木板静止在水平

地面上，把光源移到C7）的中点F,发出的光经过4。的中点£到达人眼，光在空气中的速

43r-

度为cX10$m/s,sin53°=^,cos53°=^,巾=2,646,求：

甲乙

⑴木板的厚度△/?和水对这种单色光的折射率;

⑵光从C到A的传播时间；

（3）若光源发出的光恰好在A处发生全反射，光源的位置距。点的距离心（不考虑光在水

中的多次反射，光源只沿C。方向移动，结果保留2位有效数字）.

专项8光

1.解析：由于相邻明（暗）干涉条纹的宽度为要增加观察到的条纹个数,

即减小Ar,需要增大”或者减小心因此应将屏向靠近双缝的方向移动，A、B、D错误,

C正确.

答案：C

2.解析：连线如下图

已知人的半径是〃的两倍，且根据几何关系可知，两光线入射点与。点组成了正三角

形，所以。光线入射角为60。，折射角为30。，折射率为〃=碧春=<3，故选D.

答案：D

3.解析：光线从，点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，则sinC

1np

三=黄,当入射角。=60。时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，作出光

路图如图所示，出射光线刚好经过玻璃砖圆形表面的最高点。，设在P点的折射角为仇，

则〃=或翳，由几何关系可知，OP=Rtan仇，联立解得〃=小，A错误；O、P之间的距

离为由R,B错误；光在玻瑞砖内的传播速度=乎c,C正确；光从玻璃到空气的

临界角C满足sinC=]=当，D错误.

答案：c

4.解析：光从BC射入，从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反

射，则光线在玻璃中的光路如图所示

由几何关系可得

NAMN=180°-NA-(90°-Z2)=105°

光在AC边M点

Z3=Z4A//V-90°=15°

/4=90°—60°=30°

玻璃的折射率为

sin/4sin300一一

〃

—~sinZ3—sin,1c5o—2cos15

故选c.

答室：c

5.解析：根据题意作出光路图如图1所示，根据临界角sinC=］可知C”<45。，045。，

从图中可以看出两束光经过0C面反射以后均能射到PM面上，入射角在0。〜45。范围内，

所以只有“光才有可能在PM面上发生全反射，B、C项错误；分析易知，射到尸点的“光

线全反射到M点，入射角为45。，发生全反射不能从0M面射日，画出。光在PM面上恰好

发生全反射的光线的光路图如图2所示，可知该光线经Q点全反射后射至0M面上E点，

由几何关系可知在E点的入射角为2c—45。，小于&,即可以从足点射出，故A正确，D

错误.

答案：A

6.解析：双缝干涉条纹是均匀的，所以图乙是双缝干涉条纹，但也发生了衍射现象，

A项正确；遮住一条狭缝，就只能观察到单缝衍射现象，狭缝宽度增大时，衍射现象减弱,

图丙中中央亮条纹宽度减小，B项错误：照射两狭缝时，发生双建干涉，根据可知，

当增加L时，图乙中相邻暗条纹中心间的距离增大，C项正确；照到双缝的光是由一束光经

单缝衍射后形成的，两光的相位相同，根据相关条件可知，|S2/>—S|P|=(2〃+1)彳(〃=0,

1,2,…)时，。点一定是暗条纹，D项正确.

答案：ACD

7.解析：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;

如图，从发光面任意位置作一条光线到半球面表面(瓠面)，并过光线的射出点作其与球心

的连线，即法线，通过。点左右对称关系，确定出在端点人或8沿垂直48方向射出的光

线有最大的入射角，如果此时不发生全反射，那么半球形表面(瓠面)任意位置都有整个发

光面的光射出，可得sinC=\>sina",则有,即介质拧射率应小于与,故B正确，

R

D错误；由,解得1.7mm,则R必须大于1.7mm,C正确.

答案：BC

8.解析：光线在M点发生折射有sin60。=〃射n6

由题知，光线经折射后在8c边的N点恰好发生全反射，则sinC=],。=90。一。

联立有tan0=^,n=*

根据几何关系有tan。=黑=祢

解得NC=a—BN=a-东

PCS—1

再由tan。=近，解得尸。=±5—a

想案.范正1.

Q木•29u

9.解析：（1）如图所示，设细光的入射角为i,由几何关系可得i=2。

由折射定律可得篝=〃

解得，=60°

A

圆环形平行细光在入射前的半径为r=/?sini=^~R

（2）光在介质中的传播速度为。=£

光在介质中传播的时间为八=空誓=平

光从8点进入空气中的折射角也为i=60。

L

光从8到MN的时间为，2=£°S，=~

所以光从入射点传播到光屏所用时间为r=/i+/2=7

答案：（1）号R（2）y

10.解析：（1）发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到

透明介质和空气界面，折射后从界面射向空气，由题意可知。=60。，则「=,=30°

在介质中的入射角为i,则需=〃

解得sini=；

L

2

由几何关系有sini=/

尸­

解得d=0Zmm

（2）若视角度。刚好被才为180。，则折射角一=90。，此时光线在界面处的入

射角sin/，解得r=30。

此时发光像素单元最远发光点到屏障的距离为

xi=t/tani'=为"mm

像素单元宽度X最小为

—0.8mm40.35mm.

答案：