PAGEPAGE2專題13光學(xué)1．[2022·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ](2)一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如下圖．玻璃的折射率為n＝.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下外表，假設(shè)光線到達(dá)上外表后，都能從該外表射出，那么入射光束在AB上的最大寬度為多少？(ⅱ)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置．答案:(ⅰ)R(ⅱ)略解析：在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上外表的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，那么OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上外表折射后都能從玻璃磚射出，如下圖，由全反射條件有sinθ＝①由幾何關(guān)系有OE＝Rsinθ②由對(duì)稱性可知，假設(shè)光線都能從上外表射出，光束的寬度最大為l＝2OE③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得l＝R④(ⅱ)設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后，在上外表的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和條件得α＝60°>θ⑤光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射．最后由G點(diǎn)射出，如下圖，由反射定律和幾何關(guān)系得OG＝OC＝R⑥射到G點(diǎn)的光有一局部被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出．2．[2022·北京卷]以往，材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0)，稱為負(fù)折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)．現(xiàn)空氣中有一上下外表平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上外表射入，下外表射出．假設(shè)該材料對(duì)此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是()ABCD答案:B解析：此題考查光的折射．是一道創(chuàng)新題，但本質(zhì)上還是光的折射定律，此題給定信息“光的折射光線和入射光線位于法線的同側(cè)〞，無論是從光從空氣射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入空氣，都要符合此規(guī)律，故A、D錯(cuò)誤．折射率為－1，由光的折射定律可知，同側(cè)的折射角等于入射角，C錯(cuò)誤，B正確．3．[2022·福建卷Ⅰ]如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，以下圖能正確描述其光路的是()ABCD答案:A解析：光線由空氣沿半徑射入玻璃磚時(shí)，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時(shí)，在其分界面處當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，故A項(xiàng)正確；光線由空氣射向玻璃磚時(shí)，由于光線與分界面不垂直，所以除了有反射現(xiàn)象之外還應(yīng)發(fā)生折射現(xiàn)象，其折射角小于入射角，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；光線由空氣沿半徑射入玻璃磚時(shí)，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時(shí)，折射角應(yīng)大于入射角，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．4.[2022·江蘇卷][選修3－4](1)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到題12B1(甲)圖所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如題12B1(乙)圖所示．他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是______．(題12B1圖)A．減小光源到單縫的距離B．減小雙縫之間的距離C．減小雙縫到光屏之間的距離D．換用頻率更高的單色光源答案:B解析：根據(jù)Δx＝λ知，要使條紋間距變大，可減小雙縫之間的距離，增大光的波長(zhǎng)(即降低光的頻率)或增大雙縫到屏的距離，故只有B正確．5．[2022·四川卷]電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域．以下關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)際的是()A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B．常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來遙控電視機(jī)C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度D．光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值可能不同答案:C解析：衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；常用的遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號(hào)來遙控電視機(jī)，B錯(cuò)誤；遙遠(yuǎn)天體和地球的距離發(fā)生變化時(shí)，遙遠(yuǎn)天體的電磁波由于相對(duì)距離發(fā)生變化而出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，所以能測(cè)出遙遠(yuǎn)天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度，C正確；光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值是相同的，即光速不變?cè)?，D錯(cuò)誤．6．[2022·四川卷]如下圖，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，那么()A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大答案:D解析：光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒有發(fā)生全反射的區(qū)域，就可以看到光線射出，所以A、B錯(cuò)誤；光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以C錯(cuò)誤；由v＝得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D正確．7．[2022·天津卷]一束由兩種頻率不同的單色光組成的復(fù)色光從空氣射入玻璃三棱鏡后，出射光分成a、b兩束，如下圖，那么a、b兩束光()A．垂直穿過同一塊平板玻璃，a光所用的時(shí)間比b光長(zhǎng)B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)，a光臨界角比b光的小C．分別通過同一雙縫干預(yù)裝置，b光形成的相鄰亮條紋間距小D．假設(shè)照射同一金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，b光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大答案:AB解析：此題考查了光的折射率、全反射、雙縫干預(yù)及光電效應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)圖中光線的偏轉(zhuǎn)角度可以判斷出三棱鏡對(duì)a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率大，在玻璃中速度小，通過玻璃所用的時(shí)間長(zhǎng)，A正確；a光發(fā)生全反射的臨界角小于b光發(fā)生全反射的臨界角，B正確；發(fā)生雙縫干預(yù)時(shí)相鄰條紋間的距離公式Δx＝λ，由于b光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以b光形成的相鄰亮條紋間距大，C錯(cuò)誤；由于a光的頻率大于b光的頻率，根據(jù)公式Ek＝hν－W得出a光照射金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能大，D錯(cuò)誤．8．[2022·浙江卷]關(guān)于以下光學(xué)現(xiàn)象，說法正確的選項(xiàng)是()A．水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快B．光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深D．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬答案:CD解析：此題考查光速、光的全反射、折射、雙縫干預(yù)等知識(shí)．在同一種介質(zhì)中，波長(zhǎng)越短，波速越慢，故