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高考物理最新光学知识点之几何光学经典测试题及答案(1) 一、选择题 1如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a 和 b。 下列判断正确的是 A玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B逐渐增大入射角,b 光首先发生全反射 C在玻璃中, a 光的速度大于b 光的速度 D在真空中,a 光的波长小于b 光的波长 2如图所示,放在空气中的平行玻璃砖,表面M 与 N 平行,一束光射到表面M 上, (光 束不与 M 平行 ) 如果入射角大于临界角,光在表面M 即发生反射。 无论入射角多大,光在表面M 也不会发生全反射。 可能在表面N 发生全反射。 由于 M 与 N 平行,光只要通过M,则不可能在表面N 发生全反射。 则上述说法正确的是( ) A B C D 3两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中,发生了如图所示的折射现象 (a)。下列结论中正确的是( ) A光束的频率比光束低 B在水中的传播速度,光束比小 C水对光束 的折射率比水对光束的折射率小 D若光束从水中射向空气,则光束的临界角比光束的临界角大 4如图所示, O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线, A、B是关于 O1O2轴等距且 平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN 是垂直于O1O2放 置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑 P ,根据该光路图,下列 说法正确的是() A在该玻璃体中,A 光比 B 光的运动时间长 B光电效应实验时,用A 光比 B 光更容易发生 CA 光的频率比B光的频率高 D用同一装置做双缝干涉实验时A 光产生的条纹间距比 B光的大 5明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一 面五色 ” ,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象如图所示,一束复色光通过三棱镜 后分解成两束单色光a、 b,下列说法正确的是 A若增大入射角i,则 b 光最先消失 B在该三棱镜中a 光波速小于 b 光 C若 a、b 光通过同一双缝干涉装置,则屏上a 光的条纹间距比b光宽 D若 a、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压高 6下列说法中正确的是 A白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象 B照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象 C门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象 D用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 7如图所示,一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b 两束单色光则 A玻璃对a、b光的折射率满足nanb Ba、b 光在玻璃中的传播速度满足vavb C逐渐增大入射角,a 光将先消失 D分别通过同一双缝干涉实验装置时,相邻亮条纹间距离a 光大于 b 光 8红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,若黄光恰能发生全反射,则 A绿光也一定能发生全反射 B红光也一定能发生全反射 C红、绿光都能发生全反射 D红、绿光都不能发生全反射 9ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图,ABBC,由 a、b 两种单色 光组成的细光束从空气垂直于AB 射入棱镜,经两次反射后光线垂直于BC 射出,且在 CD、AE 边只有 a 光射出,光路图如图所示,则a、b 两束光 () A在真空中, a 光的传播速度比b 光的大 B在棱镜内,a 光的传播速度比 b 光的小 C以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角较小 D分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻亮条纹间距小 10 如图所示,把由同种玻璃制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在 报纸上,且让半球的凸面向上从正上方(对 B 来说是最高点 )竖直向下分别观察A、B 中 心处报纸上的文字,下面的观察记录正确的是 看到 A 中的字比B 中的字高 看到 B 中的字比 A 中的字高 看到 A、B 中的字一样高 看到 B 中的字和没有放玻璃半球时一样高 A B只有 C 只有 D 11 如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E点,并偏折到F 点,已知入射方向与边AB 的夹角30, E、F 分别为边AB、BC 的中点,则 A从 F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 B该棱镜的折射率为3 C光在 F 点发生全反射 D光从空气进入棱镜,光速变大 12 下列现象中属于光的衍射现象的是 A光在光导纤维中传播 B马路积水油膜上呈现彩色图样 C雨后天空彩虹的形成 D泊松亮斑的形成 13 如图所示,ABC 为一直角玻璃三棱镜的横截面,A 30 ,一束红光垂直AB 边射 入,从 AC 边上的 D 点射出,其折射角为60 。则下列说法正确的是 A玻璃对红光的折射率为 2 B红光在玻璃中的传播速度大小为 8 2 10 m / s C若使该束红光绕O 点顺时针转过60 角,则光不会从AC 面射出来 D若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC 面上出来的折射角小于60 14 以往,已知材料的折射率都为正值(n0)现已有针对某些电磁波设计制作的人工 材料,其折射率可以为负值(n30 0,而光在 F 点的 入射角为300C,则不可能发生全反射,选项C 错误;由公式v=c/n 可知,光从空气进入 棱镜,光速变小,故D 错误;故选B. 12D 解析: D 【解析】光在光导纤维中传播为光的全反射现象,A 错误;马路积水上的油膜呈现彩色图 样,是因为日光照射在油膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象,故B 错误;雨后天空出现彩 虹属于光的折射现象,故C 错误;光线通过小圆盘,则会在屏上出现中心有亮斑,说明光 线也偏离原来的直线方向传播,所以属于光的衍射,故D 正确 13C 解析: C 【解析】 【详解】 A、红光到达AC 面的入射角为i=30,折射角为r=60,则玻璃对红光的折射率为: sinsin 60 3 sinsin 30 r n i ,故 A 错误; B、红光在玻璃中的传播速度大小为: 8 8 3 10 m 3 10 s 3 C V n ,故 B 错误; C、设临界角为C,则 33 sin,60 32 CC若使该束红光绕 O 点顺时针转过60 角,入射角为i=60 ,根据折射定律可得 sin sin i n r ,折射角为r=30,光线射到AC 面上的 入射角等于60,大于临界角C,所以光线在AC 面发生全反射,不会从AC 面射出来, 故 C 正确; D、若将这束红光向左水平移动一小段距离,光线射到AC面上的入射角不变,则折射角不 变,仍为60 ,故 D 错误。 14B 解析: B 【解析】 【分析】 【详解】 AD 本题给定信息“ 光的折射光线和入射光线位于法线的同侧 ” ,无论是从光从空气射入介 质,还是从介质射入空气,都要符合此规律,故A、D 错误 BC折射率为 -1,由光的折射定律可知,同侧的折射角等于入射角,故B 正确, C 错误 15A 解析: A 【解析】 【详解】 A:如图所示: 由几何知识得入射角,折射角,则此玻璃的折射率为: ,A 正确; B:BD 长度,光在玻璃球内传播的速度,所以光线从B 到 D 的 时间为,B 错误; C、光在玻璃体内的波长, C 错误 D、在玻璃体内,发生全反射时,根据几何知识可知光在 B 点的入射角为 30,而,即临界角,所以光线不可能在B点发生全反射现象,D 错误。 16D 解析: D 【解析】 【详解】 A. 麦克斯韦提出了电磁波理论,赫兹通过实验进行了验证,故A错误; B. 光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理,故B 错误; C. 光的偏振现象说明了光是横波,故C 错误; D. 微波与食物中水分子的固有频率接近时,发生共振使热运动加剧从而实现加热的目的, 故 D 正确 . 17A 解析: A 【解析】试题分析:由临界角公式 1 sinC n 求出临界角,确定光线射到圆孤NM的临界入 射点,当入射光线在临界光路的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将从圆 弧射出当入射点在临界入射点左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射,光线将从圆 弧面射出 由临界角公式得到 12 sin 5 C n 设圆弧的半径为R, 2 sin 5 RCR,则由题可知,当光 线从 F 点入射到圆弧面 1 F点时,恰好发生全反射当入射点在 1 F的右侧时,入射角大于临 界角,将发生全反射,光线将不能从圆弧射出当入射点在 1 F的左侧时,入射角小于临界 角,不发生全反射,光线将从圆弧面射出,所以光线只能从圆孤 1 NF射出, A正确 18B 解析: B 【解析】 试题分析:由折射定律 1 2 sin sin n,a、b 从水中射向空气的折射角 1相等,而由图可得 22ab,所以ab nn ,所以, A 选项错误;由 1 sin n C ,可知ab CC,所以 B 选项正 确;由 c n v , ab vv,C选项错误;因为 ab nn,所以 a光的频率小于b 光的频率,而 cf ,所以 ab ,用同一双缝干涉实验装置分别以a、b 光做实验,由 L x d 知, a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距,D 选项错误 考点:光的折射光在介质中的传播全发射 光的干涉 19B 解析: B 【解析】 【详解】 AB入射光线与法线之间的夹角为入射角:r=90 -60 =30 ;折射光线与法线之间的夹角为 折射角: i=90 -30 =60 ;根据折射定律 60 3 30 sinisin n sinrsin ,故 A 错误, B 正确; C根据公式sinC=1/n 得: 3 arcsin45 3 C ,故 C 错误; D光从介质射入真空中,即从光密介质射向光疏介质,当入射角大于临界角C 的时候会 发生全反射,故D 错误 20D 解析: D 【解析】 根据题意作出完整光路图,如图所示,a光进入玻璃砖时光线偏折角较大,根据光的折射 定律可知玻璃砖对a光的折射率较大,因此a光的频率应高于b光,故选D 【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知,光线在进入棱镜前后 偏折角度越大,棱镜对该光的折射率越大,该光的频率越大 21D 解析: D 【解析】 【详解】 A由折射率的定义式可知 sin sin i n r 通过比较 a 光折射率大,频率大,光子的能量大于b 光光子的能量,故A 错误; B从空气射向玻璃不可能发生全反射,增大入射角i,当入射角为直角时, a 光、b光同 时消失,故B错误; C进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,条纹间距 l x d a 光频率大,波长 短,条纹间距小于b 光条纹间距,故C 错误; D光线通过玻璃砖比较折射角,可知a 光折射率大,频率大,波长短,故D 正确。 故选 D。 22A 解析: A 【解析】 【分析】 【详解】 由图看出, a光通过三棱镜后偏折角较大,根据折射定律得知三棱镜对a 光的折射率大于b 光折射率,若a为蓝光, b 可能为红光故A 正确, D 错误由 c v n ,知 a 光的折射率大 于 b 光折射率,则在该三棱镜中a色光的传播速率比b 光的传播速率小,故B 错误由临 界角公式 1 sinC n 分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b 色光的临界角小,故 C 错 误故选 A. 【点睛】 本题是光的色散问题,考查光的折射定律的应用问题;要知道在七种色光中,紫光的折射 率是最大的,在同样条件下,其偏折角最大在介质中传播速度最小,临界角最小;可结 合光的色散实验结果进行记忆; 23B 解析: B 【解析】 【分析】 【详解】 A光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号,与光的干涉无关,故A 错误; B光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射,两列反射光在油膜 的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹,故与光的干涉有关,故B 正确; C光从水或玻璃射到气泡中时,由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射,所以气 泡看起来特别明亮,与干涉无关,故C 错误; D白光是复
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