专题17 光学（解析版）.docx

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1、高二物理寒假作业（章节补弱+自测提高）专题17光学1.如图所示，长为1的光导纤维，AB代表光的入射端面。某种颜色的光以任何角度从AB端面进入光导纤维后，均能无损耗地从八B端面传播到另一端面。则下列说法正确的是（）A.相对于该光，光导纤维的折射率最小为夜B.相对于该光，光导纤维的折射率最小为百C.若光导纤维相对该光的折射率为百，则光从一端传播到另一端的最长时间为也cD.若光导纤维相对该光的折射率为夜，则光从一端传播到另一端的最长时间为工【答案】AD【详解】AB.设入射角为氏折射角为，光线到达上界面的入射角为,全反射的临界角为C,由折射定律得=必8由几何关系有r+a=900所以Sinr=COSa由

2、题意知，入射角增大到夕=90时，0=C时，折射Sinr率最小,因为SinC=一所以CoSC=-综上折射率至少为=4万=石工=V故A正确，B川n错误；CD.光在玻璃介质中的传播速度=在介质中传播所走的路程越小，路程越大，即。=C时，光在光纤n中传播的时间最长，综上解得里迎=1故若光导纤维相对该光的折射率为百，则光从一端传播C到另一端的最长时间为；若光导纤维相对该光的折射率为&，则光从一端传播到另一端的最长时间为c2.如图所示是一玻璃球体，其半径为R,。为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线B。从。点射出，出射光线平行于4B,已知NABD=30,光在真空中的传播速度为c,贝U

3、（）A.此玻璃的折射率为百C.该玻璃球的临界角应小于45。D.若增大ZABD,光线不可能在DM段发生全反射现象E.若减小NABO,从八。段射出的光线均平行于八B【答案】ABC【详解】A.由题图可知光线在D点的入射角为i=3()。折射角为r=60。由折射率的定义得几=缥Sinz解得=A正确；B.光线在玻璃中的传播速度为由题图知5。=位所以光线从B到D需用时好变=变，B正确;3VcCD.若增大财BD,则光线射向DM段时入射角增大,射向M点时为45。,而临界角满足SinC=走=Sin4532即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；E.要使出射光线平行于八B,则入射角必为30。，E错误。故选

4、ABC。3.如图所示，某一复色光由半球形玻璃砖的右侧面斜射到球心。处，经AB界面折射后得到C、。两束可见单色光，则下列说法正确的是()A.在半球形玻璃中，。光的传播时间大于C光的传播时间B.。光的频率大于。光的频率C.现将复色光束绕。点逆时针转动，则。光束先消失D.用同样的装置做双缝干涉实验，。光的条纹间距较小【答案】ABD【详解】AB.由折射定律结合图像可知，D光的折射率大于C光的折射率，即。光的频率大于。光的频率，由公式可知，D光在玻璃中的传播速度小于C光在玻璃中的传播速度，则在半球形玻璃中，。光的传V播时间大于。光的传播时间，故AB正确;C.由公式G可知，。光发生全反射角的临界角更小，则

5、。光束先消失，故C错误；SinCD.由于。光的频率大于。光的频率，则。光的波长小于C光的波长，由公式=可知，用同样的装置a做双缝干涉实验，。光的条纹间距较小，故D正确。故选ABD。4.蓝光光碟是利用波长较短（波长约为405nm）的蓝色激光读取和写入数据的光碟，而传统DVD需要光头发出红色激光（波长约为65Onm）来读取或写入数据，通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上记录或读取更多的信息。因此，蓝光极大地提高了光盘的存储容量，对于光存储产品来说，蓝光提供了一个跳跃式发展的机会。目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟格式。一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成。、b两束，则下列

6、说法正确的是（）A.用Q光可在光盘上记录更多的数据信息B.如果用。光照射能使某金属发生光电效应，则用b光也一定能使该金属发生光电效应C.使用同种装置，用。光做双缝干涉实验得到的条纹比用b光得到的条纹宽D.b光在水中传播的速度较。光大【答案】BC【详解】A.两束光在八点发生折射后，。光的折射角比b光的折射角小，根据折射定律可知水对。光的折射率比对b光的折射率小，说明。光的频率比b光的频率小，即。是红光、b是蓝光，用b光可在光盘上记录更多的数据信息，故A错误；B.如果用。光照射能使某金属发生光电效应，说明。光的频率大于该金属的极限频率，则b光的频率也一定大于该金属的极限频率，则用b光也一定能使该金

7、属发生光电效应，故B正确；7JC.易知。光的波长大于b光的波长，根据AX=I可知，使用同种装置，用。光做双缝干涉实验得到的条a纹比用b光得到的条纹宽，故C正确；D.根据=可知b光在水中传播的速度较。光小，故D错误。故选BC。n5.如图所示为用相机拍摄的夏日荷塘一景，已知水的折射率为，以下说法正确的是（）A.用相机拍摄水中的鱼，可通过镜头表面的增透膜减弱水面的反射光影响B.在水中的鱼看来，岸上的景物都出现在一个倒立的圆锥里，圆锥的顶角6=arcsin!nC.太阳光进入水中前后频率保持不变D.用激光枪射击水中的鱼，为了提高命中率，在射击时应瞄准看到的鱼【答案】CD【详解】A.用相机拍摄水中的鱼，可

8、通过镜头表面的增透膜减弱玻璃表面的反射光影响，而不是水面反射光的影响，故A错误；B.从空气折射进入鱼眼，鱼眼认为光是直线传播的，所以岸上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。如图水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，若入射角等于90,根据折射定律得=包叱=一可知此sinrsinr时折射角最大，最大的折射角r=arcsin,所以在水中的鱼看来，岸上的景物都出现在一个倒立的圆锥里，n圆锥的顶角6=2y=2arcsiJ故B错误。nC.光从一种介质进入另一种介质，频率不变。所以太阳光进入水中前后频率保持不变，故C正确；D.只要是光，从一种介质进入另一种介质都要发生折射，所以用激光枪射击水中的鱼，为了提高

9、命中率，在射击时应瞄准看到的鱼，故D正确。故选CD。6.蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘需要光盘发出红色激光来读取或写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图由红、蓝两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角詹于60。时，其折射光束和出射光束如图所示。已知。光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为60。，则下列说法正确的是（）A.该玻璃球体对。光的折射率为百B.。光在玻璃中的传播时间长C.用O光可在光盘上记录更多的数据信息D.通过同一单缝分别进行衍射实验时，。光中央亮条纹更宽【答案】AD【详解】A

10、.由光路图可知，光线。射到玻璃球上的入射角/WO。，折射角为二30。，则折射率为=3=也sinrA正确；B.因。光的偏折程度较小，折射率较小，根据V=可知，。光在玻璃球内的传播速度较大，因。光在玻璃n球内的传播速度较短，可知。光在玻璃中的传播时间短，B错误；C.因频率越大的光记录的数据量越大，因b光频率较大，可知用b光可在光盘上记录更多的数据信息，C错误；D.因为。光的频率较小，波长较长，则通过同一单缝分别进行衍射实验时，衍射现象更明显，即。光中央亮条纹更宽，D正确。故选AD。7 .透明烧杯中装有适量的水和食用油，现将一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

11、示，则（）A.食用油的折射率比水大8 .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【详解】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；9 .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ACD。8.材质、

12、形状均相同的三棱镜ABC和ABC如图放置，其中AC/AC。一束白光从四边射入三棱镜ABC,。和b分别为该光束在三棱镜ABC中的两条光线，。光与底边BC平行。下列说法中正确的是（）A.。光频率大于b光的频率B.。光光子动量小于b光光子动量C.射入三棱镜ABC后。光与底边9。平行D.在49右侧的P屏上能看到彩色条纹【答案】BCD【详解】A.由图可知，。光的折射率小于b光的折射率，所以。光频率小于b光的频率，故A错误；8 .由于。光频率小于b光的频率，所以O光的能量小于b光的能量，。光光子动量小于b光光子动量，故B正确；C.由于。光与底边BC平行，AC11AC,AB11A，结合光的折射定律，由光路是

13、可逆的可知射入三棱镜ABc后。光与底边9。平行，故C正确；D.由于白光中的各种颜色的光在三棱镜中的折射率不同，结合光的折射定律可知从4夕边出射的光线并不能重新结合成白光，而是在P屏上形成彩色条纹，故D正确。故选BCD。9 .关于光现象及其应用，下列说法正确的有（）A.光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C.激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点D.拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理【答案】AC【详解】A.光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的

14、折射率，选项A正确；B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射现象，选项B错误；C.激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点，选项C正确;D.拍摄玻璃窗内的物品时，反射光的振动方向和玻璃橱窗内的物品光的振动方向不同，所以在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面反射光的影响，该装置利用的是光的偏振原理，故D错误。故选AC。10.如图为水流导光实验装置，长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是（）A.增大该激光的强度B.向瓶内再加适量清

15、水C.改用频率更低的激光D.改用折射率更大的液体【答案】BD【详解】A.增大该激光的强度，不能改变临界角，无助于激光束完全被限制在水流内传播，A错误；B.向瓶内再加适量清水，增加了出水口的压强，增大了水流的初速度，水流射程增大，增大了激光射出水流时的入射角，当入射角达到一定值时，激光将发生全反射，不会射出水流，有助于激光束完全被限制在水流内传播，B正确；C.改用频率更低的激光，临界角变大，更难发生全反射，无助于激光束完全被限制在水流内传播，C错误；D.根据SinC=1,改用折射率更大的液体，临界角变小，更易发生全反射，有助于激光束完全被限制在n水流内传播，D正确。故选BD。11.方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度Zz=20cm,在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源,光源的大小可忽略不计,液面上形成的光斑俯视图如图所示,测得液面内部光斑。的直径d=30cm,外部光环b的宽Ad=6cm,下列说法正确的是（）A.光斑。由两种色光组成，光环b由单色光形成B.若仅将液体的深度力变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变C.液体对两种色光的折射