專題21光學一、單選題1．（2022·遼寧）完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說法正確的是（

）A．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變小C．若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D．若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射【答案】C【解析】AB．光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關，頻率不變，AB錯誤；CD．如圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經(jīng)過水球后的折射角為α、光線進入氣泡的入射角為θ，根據(jù)幾何關系有則可得出光線2的θ大于光線1的θ，故若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射，C正確、D錯誤。故選C。2．（2022·浙江）如圖所示，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學實驗，在失重環(huán)境下，往大水球中央注入空氣，形成了一個空氣泡，氣泡看起來很明亮，其主要原因是（）A．氣泡表面有折射沒有全反射B．光射入氣泡衍射形成“亮斑”C．氣泡表面有折射和全反射D．光射入氣泡干涉形成“亮紋”【答案】C【解析】當光從水中射到空氣泡的界面處時，一部分光的入射角大于或等于臨界角，發(fā)生了全反射現(xiàn)象；還有一部分光折射到內(nèi)壁然后再折射出去，所以水中的空氣泡看起來比較亮。故選C。3．（2022·浙江）關于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（

）A．用復色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【解析】A．用復色光投射同樣能看到條紋，A錯誤；B．雙縫干涉實驗中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；C．由條紋間知，把光屏前移或后移，改變了L，從而改變了條紋間距，但還可能看到明暗相間條紋，C錯誤；D．由條紋間知，且λ藍<λ紅，則藍光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯誤。故選B。4．（2022·山東）柱狀光學器件橫截面如圖所示，右側(cè)是以O為圓心、半徑為R的圓，左則是直角梯形，長為R，與夾角，中點為B。a、b兩種頻率的細激光束，垂直面入射，器件介質(zhì)對a，b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，能在面全反射后，從面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（

）A．僅有a光 B．僅有b光 C．a(chǎn)、b光都可以 D．a(chǎn)、b光都不可以【答案】A【解析】當兩種頻率的細激光束從A點垂直于AB面入射時，激光沿直線傳播到O點，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線傳播出去。保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向PM面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點從A向B移動過程中，光線傳播到PM面的入射角逐漸增大。當入射點為B點時，根據(jù)光的反射定律及幾何關系可知，光線傳播到PM面的P點，此時光線在PM面上的入射角最大，設為，由幾何關系得根據(jù)全反射臨界角公式得兩種頻率的細激光束的全反射的臨界角關系為故在入射光從A向B移動過程中，a光能在PM面全反射后，從OM面射出；b光不能在PM面發(fā)生全反射，故僅有a光。A正確，BCD錯誤。故選A。5．（2022·全國）一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×107m的光，在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×1034Js。R約為（

）A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m【答案】B【解析】一個光子的能量為E=hνν為光的頻率，光的波長與頻率有以下關系c=λν光源每秒發(fā)出的光子的個數(shù)為P為光源的功率，光子以球面波的形式傳播，那么以光源為原點的球面上的光子數(shù)相同，此時距光源的距離為R處，每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個，那么此處的球面的表面積為S=4πR2則聯(lián)立以上各式解得R≈3×102m故選B。6．（2022·浙江）如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則（）A．光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于B．光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于C．光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于D．光速b、c之間的夾角減小了【答案】B【解析】A．設入射光線a的入射角為，則反射角為，光束c的折射角為，光束d的反射角也為，入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，入射角變?yōu)橛煞瓷涠煽芍瓷浣堑扔谌肷浣?，則光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，故A錯誤；B．由折射定律有，可得即光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故B正確；C．光束d的反射角變化與光束c的折射角變化相等，則光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故C錯誤；D．光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，則光速b、c之間的夾角減小的角度小于，故D錯誤；故選B。7．（2021·江蘇）某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于面射入，可以看到光束從圓弧面出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為（）A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8【答案】A【解析】畫出激光束從玻璃磚射出時恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示全反射的條件由幾何關系知聯(lián)立解得故A正確，BCD錯誤.故選A.8．（2021·江蘇）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應當是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】薄膜干涉為前后兩個面反射回來的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復色光時，出現(xiàn)彩色條紋，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距上疏下密，由于表面張力的作用，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯誤。故選C。9．（2021·海南）如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形，，其折射率為。一束單色光在紙面內(nèi)以的入射角從空氣射向邊的中點O，則該束單色光（）A．在邊的折射角為B．在邊的入射角為C．不能從邊射出D．不能從邊射出【答案】C【解析】A．光線從O點入射，設折射角為，由折射定律有解得即該束單色光在邊的折射角為，故A錯誤；B．設邊長，則，作出光路圖如圖所示。由幾何關系可知光在邊的入射角為，故B錯誤；C．設光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設為C，有即，而光在MN邊的入射角大于，所以光在MN邊發(fā)生全反射，不能從邊射出，故C正確；D．根據(jù)幾何關系可知光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點時的入射角為30°，小于全反射臨界角，所以光在B點折射出玻璃磚，故D錯誤。故選C。10．（2021·湖北）如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則（）A．λ1<λ2，M是波長為λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波長為λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波長為λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波長為λ1的光出射位置【答案】D【解析】本題考查折射定律以及雙縫干涉實驗。由雙縫干涉條紋間距的公式可知，當兩種色光通過同一雙縫干涉裝置時，波長越長條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知反射光經(jīng)過三棱鏡后分成兩束色光，由圖可知M光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同時，折射率越大的色光折射角越大，由于則所以N是波長為λ1的光出射位置，故D正確，ABC錯誤。故選D。11．（2021·遼寧）一束復色光從空氣射入光導纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大【答案】C【解析】由光路圖可知a光的偏折程度沒有b光的大，因此a光的折射率小，頻率小，由全反射可知折射率越小發(fā)生全反射的臨界角越大。故選C。12．（2021·天津）光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進入液體后與其在真空中相比（）A．波長變短 B．光子能量增加 C．頻率降低 D．傳播速度增大【答案】A【解析】紫外線進入液體后與真空相比，頻率不變，傳播速度減小，根據(jù)可知波長變短；根據(jù)可知，光子能量不變。故選A。13．（2021·北京）如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（

）A．這是光的干涉現(xiàn)象B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度【答案】C【解析】A．光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光，這是光的色散現(xiàn)象，A錯誤；C．由題圖可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根據(jù)折射定律可知nc<nbC正確；B．由于光的折射率越大，其頻率越大，波長越短，則b光在真空中的波長較短，B錯誤；D．根據(jù)v=知，c光束的折射率小，則c光在棱鏡中的傳播速度大，D錯誤。故選C。14．（2021·山東）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當光程差△x=nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋，即當薄膜的厚度時對應的條紋為亮條紋，在題目的干涉條紋中，從左向右條紋的間距逐漸增大，結(jié)合干涉條紋公式對應的厚度公式可知從左向右薄膜厚度的變化率逐漸減小。故選D。15．（2021·浙江）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b間的夾角為，則（）A．光盤材料的折射率B．光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二C．光束b、c和d的強度之和等于光束a的強度D．光束c的強度小于O點處折射光束的強度【答案】D【解析】A．如圖所示由幾何關系可得入射角為折射角為根據(jù)折射定律有所以A錯誤；B．根據(jù)所以B錯誤；C．光束在b、c和d的強度之和小于光束a的強度，因為在Q處光還有反射光線，所以C錯誤；D．光束c的強度與反射光線PQ強度之和等于折身光線OP的強度，所以D正確；故選D。16．（2021·浙江）大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到時會引起神經(jīng)混亂，達到時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【解析】設微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為解得則引起神經(jīng)混亂時有引起心肺功能衰竭時有所以B正確；ACD錯誤；故選B。17．（2020·海南）下列說法正確的是（

）A．單色光在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小B．觀察者靠近聲波波源的過程中，接收到的聲波頻率小于波源頻率C．同一個雙縫干涉實驗中，藍光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的大D．兩束頻率不同的光，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象【答案】A【解析】A．根據(jù)可知單色光在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小，故A正確；B．根據(jù)多普勒效應，若聲波波源向觀察者靠近，則觀察者接收到的聲波頻率大于波源頻率，故B錯誤；C．根據(jù)同一個雙縫干涉實驗中，藍光的波長小于紅光的波長，故藍光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的小，故C錯誤；D．根據(jù)光的干涉的條件可知，兩束頻率不同的光不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選A。18．（2020·北京）隨著通信技術的更新?lián)Q代，無線通信使用的電磁波頻率更高，頻率資源更豐富，在相同時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛蟆５?代移動通信技術(簡稱5G)意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡容載能力，“4G改變生活，5G改變社會”。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量更大 B．衍射更明顯C．傳播速度更大 D．波長更長【答案】A【解析】A．因為5G使用的電磁波頻率比4G高，根據(jù)可知5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故A正確；B．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還?。灰?G使用的電磁波頻率更高，即波長更短，故5G越不容易發(fā)生明顯衍射，故B錯誤；C．光在真空中的傳播速度都是相同的；光在介質(zhì)中的傳播速度為5G的頻率比4G高，而頻率越大折射率越大，光在介質(zhì)中的傳播速度越小，故C錯誤；D．因5G使用的電磁波頻率更高，根據(jù)可知波長更短，故D錯誤。故選A。19．（2020·北京）以下現(xiàn)象不屬于干涉的是（）A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣【答案】C【解析】A．根據(jù)光的干涉定義可知白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣是楊氏雙縫干涉，故A錯誤；B．由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光線通過薄膜時頻率不變，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加，白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣是屬于干涉現(xiàn)象，故B錯誤；C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，故C正確；D．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，屬于薄膜干涉，故D錯誤；故選C。20．（2020·天津）在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構的是（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．雙縫干涉實驗說明了光具有波動性，故A錯誤；B．光電效應實驗，說明了光具有粒子性，故B錯誤；C．實驗是有關電磁波的發(fā)射與接收，與原子核無關，故C錯誤；D．盧瑟福的α粒子散射實驗導致發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構，故D正確；故選D。21．（2020·山東）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為。玻璃片厚度為10，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】光在玻璃中的傳播速度為可知時間差故選A。22．（2020·浙江）在抗擊新冠病毒的過程中，廣泛使用了紅外體溫計測量體溫，如圖所示。下列說法正確的是（）A．當體溫超過37.3℃時人體才輻射紅外線B．當體溫超過周圍空氣溫度時人體才輻射紅外線C．紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的D．紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強度越大來測體溫的【答案】D【解析】AB．凡是溫度高于絕對零度的物體都能產(chǎn)生紅外輻射，故人體一直都會輻射紅外線，故A錯誤，B錯誤；CD．人身體各個部位體溫是有變化的，所以輻射的紅外線強度就會不一樣，溫度越高紅外線強度越高，溫度越低輻射的紅外線強度就越低，所以通過輻射出來的紅外線的強度就會輻射出個各部位的溫度；紅外體溫計并不是靠體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的，故C錯誤，D正確。故選D。23．（2020·天津）新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保駕護航。紅外線和紫外線相比較（

）A．紅外線的光子能量比紫外線的大B．真空中紅外線的波長比紫外線的長C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D．紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能【答案】B【解析】A．因為紅外線的頻率小于紫外線，根據(jù)可知紅外線的光子能量比紫外線的低，故A錯誤；B．根據(jù)可知紅外線的波長比紫外線的波長長，故B正確；C．真空中紅外線和紫外線的傳播速度是一樣的，故C錯誤；D．光都具有偏振現(xiàn)象，故D錯誤。故選B。24．（2020·浙江）如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則（）A．玻璃磚的折射率為1.5B．之間的距離為C．光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為D．光從玻璃到空氣的臨界角為30°【答案】C【解析】AB．作出兩種情況下的光路圖，如圖所示設，在A處發(fā)生全反射故有由于出射光平行可知，在B處射出，故由于聯(lián)立可得，，故AB錯誤；C．由可得，故C正確；D．由于所以臨界角不為30°，故D錯誤。故選C。25．（2020·浙江）如圖所示，一束光與某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量為入射光能量的k倍。若這束光最終進入材料的能量為入射光能量的倍，則該材料折射率至少為（）A． B． C．1.5 D．2【答案】A【解析】根據(jù)題意光束最終要進入材料，說明光在材料表面即發(fā)生反射又發(fā)生折射，且兩次反射的入射角均為，若臨界角等于，則發(fā)生全反射：解得：若臨界角小于，即可發(fā)生折射，即：根據(jù)選項可知，故A正確，BCD錯誤。故選A．26．（2019·北京）利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關于P處放置的光學元件說法正確的是A．甲對應單縫，乙對應雙縫B．甲對應雙縫，乙對應單縫C．都是單縫，甲對應的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大【答案】A【解析】根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干涉圖樣特點判斷．單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮，往兩邊變窄，雙縫干涉圖樣是明暗相間的條紋，條紋間距相等，條紋寬度相等，結(jié)合圖甲，乙可知，甲對應單縫，乙對應雙縫，故A正確，BCD錯誤．27．（2019·天津）如圖為、、三種光在同一光電效應裝置中測的光電流和電壓的關系．由、、組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（

）A． B．C． D．【答案】C【解析】由光電效應的方程，動能定理，兩式聯(lián)立可得，故截止電壓越大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率，則可知三種光的折射率的關系為，因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，ABD錯誤．28．（2015·安徽）如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣．當出射角和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為．已知棱鏡頂角為α，則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為A． B． C． D．【答案】A【解析】由折射定律可知，因入射角和出射角相等，即故由幾何關系可知，故折射率A正確。29．（2015·重慶）虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明.兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示.M、N、P、Q點的顏色分別為A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫、紅、紫C．紅、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、紅【答案】A【解析】試題分析：色光的波長越長，頻率越小，折射率越小，，所以經(jīng)玻璃球折射后，紫光的偏折最大，紅光的偏折較小，即光帶MN的最左端為紫光，右端為紅光，光帶PQ的最左端為紅光，最右端為紫光，故A正確．考點：光的折射30．（2013·全國）下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A．雨后天空出現(xiàn)彩虹B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋C．海市蜃樓現(xiàn)象D．日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋【答案】B【解析】彩虹是因為陽光射到空中接近圓形的小水滴，造成色散及反射而成，所以A項錯誤；通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋是單縫衍射的結(jié)果，所以B項正確；海市蜃樓是由于不同的空氣層有不同的密度,而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率，屬于全反射的現(xiàn)象，所以C項錯誤；日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋，屬于薄膜干涉現(xiàn)象，所以D項錯誤．31．（2013·四川）下列關于電磁波的說法，正確的是A．電磁波只能在真空中傳播B．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波C．做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在【答案】C【解析】電磁波可以在真空中傳播，還可以在其它介質(zhì)中傳播，A錯；均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場不再產(chǎn)生電場，所以B錯；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，D錯．32．（2013·北京）如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列判斷正確的是（）A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．在真空中a光的波長大于b光的波長D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量【答案】B【解析】A．根據(jù)光路可逆知識，a光的入射角大于b光，但折射角相等，根據(jù)可知介質(zhì)對a光折射率大于對b光的折射率，A錯；B．根據(jù)頻率與折射率關系，a光的頻率大于b光的頻率，B對；C．根據(jù)可知C錯；D．由于頻率高，光子能量大，所以D錯?！军c睛】這類題型考查了幾何光學折射率知識，這一類題目中，要將能聯(lián)系在一起的知識都聯(lián)系在一起，例如頻率跟折射率關系，跟波長、干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象、光子的能量的大小等之間的關系．這類題目如果能夠知道紅光和紫光的特點，在做題時，將紅光、紫光代入，技能快速準確的得到答案。33．（2018·北京）用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后A．干涉條紋消失B．彩色條紋中的紅色條紋消失C．中央條紋變成暗條紋D．中央條紋變成紅色【答案】D【解析】當用白光做干涉實驗時，頻率相同的色光，相互疊加干涉，在光屏上形成彩色條紋，中央形成白色的亮條紋；當在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只有紅光能通過單縫，然后通過雙縫后相互疊加干涉，在光屏上形成紅色干涉條紋，光屏中央為加強點，所以中央條紋變成紅色亮條紋，故選項D正確，ABC錯誤；點睛：本題考查了光的干涉現(xiàn)象，注意只有頻率相同、振動相同的兩列波才能形成穩(wěn)定的干涉圖像，同時要掌握哪些點是振動加強點，哪些點是振動減弱點．34．（2017·北京）如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光．如果光束b是藍光，則光束a可能是A．紅光 B．黃光 C．綠光 D．紫光【答案】D【解析】根據(jù)題意作出完整光路圖，如圖所示，a光進入玻璃磚時光線偏折角較大，根據(jù)光的折射定律可知玻璃磚對a光的折射率較大，因此a光的頻率應高于b光，故選D．【名師點睛】由教材中白光通過三棱鏡時發(fā)生色散的演示實驗可知，光線在進入棱鏡前后偏折角度越大，棱鏡對該光的折射率越大，該光的頻率越大．35．（2017·上海）用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為（

）A． B．C． D．【答案】B【解析】薄膜的干涉是等厚干涉，同一條紋厚度相同，故條紋是水平的，故選B.36．（2015·福建）如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長分別為λa、λb，該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb，.則()A．λa<λb，na>nb B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb【答案】B【解析】由圖知，三棱鏡對b光的折射率較大，又因為光的頻率越大，介質(zhì)對光的折射率就越大，所以na<nb，故b光的頻率大于a光的頻率，在根據(jù)，所以b光的波長小于a光的波長，即λa>λb.A．λa<λb，na>nb與分析結(jié)果不相符；故Ａ項錯誤．B．λa>λb，na<nb與分析結(jié)果相符；故B項正確．C．λa<λb，na<nb與分析結(jié)果不相符；故C項錯誤．D．λa>λb，na>nb與分析結(jié)果不相符；故D項錯誤．37．（2016·四川）某同學通過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n．如圖甲所示，O是圓心，MN是法線，AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑．該同學測得多組入射角i和折射角r，做出sinisinr圖像如圖乙所示．則A．光由A經(jīng)O到B，n=1．5B．光由B經(jīng)O到A，n=1．5C．光由A經(jīng)O到B，n=0．67D．光由B經(jīng)O到A，n=0．67【答案】B【解析】由圖線可知，可得n=1．5；因i是入射角，r是折射角，折射角大于入射角，故光由B經(jīng)O到A，故選B．38．（2016·天津）我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1~10m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】根據(jù)可知，波長越長的波頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，選項A錯誤；無線電波不需要介質(zhì)傳播，選項B錯誤；同光波一樣會發(fā)生反射，選項C正確；干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，選項D錯誤．【點睛】此題考查了電磁波及機械波的特點；要知道電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機械波的傳播需要介質(zhì)；干涉和衍射是所有波特有的現(xiàn)象；知道波長、波速和頻率之間的關系式：．39．（2016·天津）下圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則（）A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，a光的飽和電流大D．若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大【答案】D【解析】A．由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光的，根據(jù)可知a的波長小于b的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，則根據(jù)可知在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，A錯誤；B．根據(jù)可知從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角小，B錯誤；C．發(fā)生光電效應時飽和光電流與入射光的強度有關，故無法比較飽和光電流的大小，C錯誤；D．a(chǎn)光的頻率較高，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級差大，D正確。故選D?！军c睛】此題考查了雙縫干涉、全反射、光電效應以及玻爾理論等知識點；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達式，能從給定的圖片中得到條紋間距的關系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長越小，在介質(zhì)中傳播的速度越?。?0．（2014·江蘇）某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實驗條件可能是（）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】試題分析：通過觀察發(fā)現(xiàn)，圖乙中干涉條紋的寬度比甲圖中的大，根據(jù)干涉條紋寬度干涉有：Δx＝，因此可以使縫屏距l(xiāng)變大，雙縫距d減小，或換用波長較長即頻率較低的光，以達到要求，故選項C、D錯誤；選項B正確；與光源到單縫的距離無關，故選項A錯誤．考點：本題主要考查了對雙縫干涉實驗的理解問題，屬于中檔偏低題．41．（2014·重慶）打磨某剖面如題圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角切磨在的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射（僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ過后射向MN邊的情況），則下列判斷正確的是()A．若，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B．若，光線會從OQ邊射出C．若，光線會從OP邊射出D．若，光線會在OP邊發(fā)生全反射【答案】D【解析】試題分析：由全反射的臨界角滿足，則入射角滿足發(fā)生全反射；作出光路可知當時，根據(jù)幾何關系，可知光線在PO邊上的入射角較小，光線將從PO射出，AB項錯誤；同理當時，光線在PO邊上的入射角較大，大于臨界角，光線將在PO射邊上發(fā)生全反射，D項正確．考點：本題考查了光的折射和全反射.二、多選題42．（2022·山東）某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋【答案】ACD【解析】A．由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；B．狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；C．根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD。43．（2021·福建）以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是（）A．“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波C．“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D．“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程【答案】BD【解析】A．由題知，“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲音通信，由下而上，故信息載體屬于縱波，故A錯誤；B．由題知，“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ攀峭ㄟ^水聲音通信，由左向右，故信息載體屬于橫波，故B正確；C．因為太空中沒有介質(zhì)，故機械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信只能通過電磁通信來實現(xiàn)，故C錯誤；D．在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。故選BD。44．（2021·浙江）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）A．過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動【答案】AB【解析】A．肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應是一個圓滑的曲面而不是梯形，A正確；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；C．形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動加強點和振動減弱點，形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯誤；D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動，由于重力，表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因此并不會跟著旋轉(zhuǎn)90°；D錯誤。故選AB。45．（2020·江蘇）電磁波廣泛應用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應用的醫(yī)用器械有（）A．殺菌用的紫外燈 B．拍胸片的X光機C．治療咽喉炎的超聲波霧化器 D．檢查血流情況的“彩超”機【答案】AB【解析】A．紫外燈的頻率高，能量強，所以用于殺菌，屬于電磁波的應用，A正確；B．X光的穿透能力較強，所以用于拍胸片，屬于電磁波的應用，B正確；C．超聲波霧化器是超聲波的應用，與電磁波無關，C錯誤；D．彩超屬于超聲波的應用，與電磁波無關，D錯誤。故選AB。46．（2020·山東）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB'C'C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA'CC的光線。下列說法正確的是（）A．光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的B．光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的C．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將增大D．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將減小【答案】AC【解析】AB．由題可知可知臨界角為45o，因此從D點發(fā)出的光，豎直向上從M點射出的光線恰好是出射光線的邊緣，同時C點也恰好是出射光線的邊緣，如圖所示，因此光線只能從MC段射出，根據(jù)幾何關系可知，M恰好為AC的中點，因此在平面上有一半的面積有光線射出，A正確，B錯誤；C．由于頻率越高，折射率越大，當光源發(fā)出的光的頻率變小，，折射率也會變小，導致臨界角會增大，這時M點上方也會有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大，C正確，D錯誤。故選AC。47．（2020·浙江）如圖所示，波長為和的兩種單色光射入三棱鏡，經(jīng)折射后射出兩束單色光a和b，則這兩束光（

）A．照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動能B．射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距C．在水中的傳播速度D．光子動量【答案】BD【解析】A．根據(jù)光路圖可知三棱鏡對b光的偏折程度更大，所以b光折射率大，頻率高，波長短。根據(jù)光電效應方程：因為，所以，故A錯誤；B．根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式：因為，所以，故B正確；C．介質(zhì)中傳播速度：因為，所以，故C錯誤；D．根據(jù)光子動量的公式：因為，所以，故D正確。故選BD．48．（2019·浙江）【加試題】波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距．則（下列表述中，腳標“1”和“2”分別代表波長為λ1和λ2的光所對應的物理量）A．這兩束光的光子的動量p1＞p2B．這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2C．這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則遏止電壓U1＞U2D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生，則相應激發(fā)態(tài)的電離能△E1＞△E2【答案】BD【解析】A．根據(jù)雙峰干涉的條紋間距的表達式可知λ1>λ2，由可知p1<p2，選項A錯誤；B．光1的折射率n1小于光2的折射率n2，則根據(jù)sinC=1/n可知這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2，選項B正確；C．光1的頻率f1小于光2的頻率f2，則這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則根據(jù)可知，遏止電壓U1<U2，選項C錯誤；D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生，可知1光所處的激發(fā)態(tài)的能級較低，相應激發(fā)態(tài)的電離能較大，即△E1＞△E2，選項D正確.49．（2013·天津）固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點為圓心，OO′為直徑MN的垂線，足夠大的光屛PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN．由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點，入射光線與OO′夾角θ較小時，光屛NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑，逐漸增大θ角，當θ=α時，光屛NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大角，當θ=β時，光屛NQ區(qū)域B光的光斑消失，則（）A．玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B．A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C．α＜θ＜β時，光屛上只有1個光斑D．β＜θ＜時，光屛上只有1個光斑【答案】AD【解析】A、由題意可知當θ=α時，A光在MN發(fā)生全反射，當θ=β時B光在MN發(fā)生全反射,則可知A光的臨界角小于B光的臨界角，根據(jù)可知，玻璃磚對A光的折射率比對B光的大，選項A錯誤；B、由可知A光在玻璃磚中傳播速度比B光的小，選項B錯誤；C、α＜θ＜β時，此時A光已經(jīng)發(fā)生全反射，故在NP部分油一個光斑，同時B光從MN下方折射出來，射到NQ上，則在光屏上應有2個光斑，選項C錯誤；D、β＜θ＜時，AB兩束光都發(fā)生全反射，故在光屏上只有1個光斑，選項D正確．50．（2015·全國）如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B．在真空中，a光的波長小于b光的波長C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失E．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【答案】ABD【解析】ABC．由圖可知：玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，則a光的頻率大于b光的頻率；據(jù)知，在真空中，a光的波長小于b光的波長；據(jù)知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度；故AB兩項正確，C項錯誤；D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，因為a光的折射率大，則折射光線a首先消失，故D正確；E．a(chǎn)光的波長小于b光的波長，分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故E錯誤。故選ABD。51．（2015·全國）實物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是．E．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關A．電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構【答案】ACD【解析】電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故A正確；β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明β射線是一種粒子，故B錯誤；人們利慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構，利用了電子的干涉現(xiàn)象，說明電子是一種波，故D正確；光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關，說明光是一種粒子，故E錯誤．【考點定位】波粒二象性；光電效應【方法技巧】本題主要是波粒二象性的理解，干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，而光電效應是粒子性的典型表現(xiàn)．最好能記住相關結(jié)論．52．（2019·浙江）處于較高能級的氫原子向較低能級躍遷時，能輻射出a、b兩種可見光，a光照射某金屬表面時有光電子逸出，b光照射該金屬表面時沒有光電子逸出，則（）A．以相同的入射角射向一平行玻璃磚，a光的側(cè)移量小于b光的B．垂直入射到同一單縫衍射裝置，a光的衍射中央亮條紋寬度小于b光的C．a(chǎn)光和b光的頻率之比可能是D．a(chǎn)光子的動量大于b光子的【答案】BD【解析】要發(fā)生光電效應現(xiàn)象，入射光頻率大于該金屬的極限頻率，據(jù)此分析兩種光的頻率關系，然后根據(jù)頻率越大，波長越小，折射率越大分析各個選項．A．根據(jù)題意可知a光頻率高于b光頻率，玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，b光的折射率較小，以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光的折射角較大，所以b光側(cè)移量小，即a光的側(cè)移量大于b光的，A錯誤；B．頻率越大，波長越小，通過同一單縫衍射裝置時，中央亮條紋寬度越小，B正確；C．a(chǎn)光的頻率大，故頻率之比不可能為，C錯誤；D．頻率越大，波長越小，即，根據(jù)可知，D正確。故選BD?！军c睛】本題關鍵是知道光的頻率越大，則其波長越小，同一光學器件對其的折射率越大，通過同一單縫衍射裝置時中央亮條紋寬度越小。53．（2017·浙江）圖中給出了用“雙縫干涉測量光的波長”實驗示意圖，雙縫和間距為0.80mm，雙縫到屏的距離為0.80m，波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫和上，在屏上形成干涉條紋，中心軸線上方第一條亮紋中心位置在處，第三條亮紋中心位置在處，現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從和出發(fā)，以相同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到，2號蟲子到達屏后，沿屏直線爬行到，假定兩只蟲子爬行速度均為，正確的是：A．1號蟲子運動路程比2號短 B．兩只蟲子運動的時間差為0.2sC．兩只蟲子運動的時間差為1.0s D．已知條件不夠，兩只蟲子運動的時間差無法計算【答案】AB【解析】根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋間距公式得出相鄰亮條紋間距為0.5mm,則得出p1p2在屏幕上的坐標分別為0.5mm,1.5mm，那么1號蟲子從S1到P1的路程為800.9mm，2號蟲子從S2到P2的路程為801.1mm，故A正確，已知路程差為0.2mm可以得出時間差為0.2s，故B正確CD錯誤．綜上所述本題答案是：AB【點睛】本題主要考查知識點：雙縫干涉的現(xiàn)象以及相鄰亮條紋間距公式，勻速直線運動的基本計算．54．（2017·海南）如圖，空氣中有兩塊材質(zhì)不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一細光束從空氣中以某一角度θ（0＜θ＜90°）入射到第一塊玻璃板的上表面．下列說法正確的是（

）A．在第一塊玻璃板下表面一定有出射光B．在第二塊玻璃板下表面一定沒有出射光C．第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行D．第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)E．第一塊玻璃板下表面的出射光線一定在入射光延長線的右側(cè)【答案】ACD【解析】A、光線從第一塊玻璃板中的上表面射入，在第一塊玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理可知，光在第一塊玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二個玻璃板下表面也一定有出射光，故A正確，B錯誤．C、因為光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆原理知，從下表面出射光的折射角和開始在上表面的入射角相等，即兩光線平行，所以第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行，故C正確．D、根據(jù)光線在玻璃板中發(fā)生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長線的左側(cè)，故D正確，E錯誤．故選ACD．55．（2017·浙江）用a、b兩種不同波長的光，先后用同一裝置做雙縫干涉實驗，得到兩種干涉條紋，其中a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距，則()A．a(chǎn)光的波長大于b光的波長B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角【答案】AD【解析】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝可知，同一實驗裝置，條紋間距越大，說明波長越長，即頻率越小．根據(jù)題意，a光的波長長，所以A正確，B錯誤．頻率越小，介質(zhì)對它的折射率越小，根據(jù)n＝可知，在介質(zhì)中的傳播速度越大，即a光在介質(zhì)中的傳播速度要大，所以C錯誤．根據(jù)sinC＝可知，介質(zhì)的折射率越小，則全反射的臨界角越大，所以a光的全反射臨界角要大，選項D正確．故選AD.三、填空題56．（2013·海南）下列選項與多普勒效應有關的是（

）A．科學家用激光測量月球與地球間的距離B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速C．技術人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度E．科學家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來計算星球遠離地球的速度【答案】BDE【解析】A．激光測距利用了激光的平行性好，激光的直線傳播，A錯誤；C．選項C利用了超聲波的方向性好，C錯誤；BDE．多普勒效應是指波源或觀察者之間發(fā)生相對移動（遠離或者靠近），使它們之間的距離發(fā)生變化，使觀察者接收到波的頻率發(fā)生了變化，根據(jù)多普勒效應的定義可判斷選項BDE正確。故選BDE。57．（2021·全國）如圖，單色光從折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為___________m/s；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時間t的取值范圍是___________s≤t<___________s（不考慮反射）?！敬鸢浮?/p>

【解析】[1]該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為[2]當光垂直玻璃板射入時，光不發(fā)生偏折，該單色光通過玻璃板所用時間最短，最短時間[3]當光的入射角是90°時，該單色光通過玻璃板所用時間最長。由折射定律可知最長時間58．（2020·江蘇）我國的光纖通信技術處于世界領先水平。光纖內(nèi)芯（內(nèi)層玻璃）的折射率比外套（外層玻璃）的_____（選填“大”或“小”）。某種光纖的內(nèi)芯在空氣中全反射的臨界角為，則該內(nèi)芯的折射率為_____。（取，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】

大

【解析】[1]根據(jù)全反射定律可知光釬內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，這樣光在內(nèi)芯和外殼的界面上才能發(fā)生全反射，保證信息的傳輸。[2]折射率為59．（2019·江蘇）將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的_____（選填“折射”“干涉”或“衍射”）．當縫的寬度______（選填“遠大于”或“接近”）光波的波長時，這種現(xiàn)象十分明顯．【答案】

衍射

接近【解析】通過兩支鉛筆中間的縫能看到彩色條紋，說明光繞過縫而到人的眼睛，所以這是由于光的衍射現(xiàn)象，由發(fā)生明顯衍射條件可知，當縫的寬度與光波的波長接近或比光波的波長少得多時能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象；60．（2018·全國）如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點射出，其折射角為60°，則玻璃對紅光的折射率為_____。若改用藍光沿同一路徑入射，則光線在D點射出時的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°?！敬鸢浮?/p>

大于【解析】[1][2]由幾何知識可知，紅光在D點發(fā)生折射時，折射角為i=60°，入射角為r=30°，由折射定律可得解得玻璃對紅光的折射率為若改用藍光沿同一路徑入射，由于玻璃對藍光的折射率大于對紅光的折射率，則光線在D點射出時的折射角大于60°。61．（2018·海南）（1）警車向路上的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時探測反射波的頻率．下列說法正確的是_______．（填入正確答案標號）A．車輛勻速駛向停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率增高B．車輛勻速駛離停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率降低C．警車勻速駛向停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率降低D．警車勻速駛離停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率不變（2）如圖，由透明介質(zhì)構成的半球殼的內(nèi)外表面半徑分別為R和R．一橫截面半徑為R的平行光束入射到半球殼內(nèi)表面，入射方向與半球殼的對稱軸平行，所有的入射光線都能從半球殼的外表面射出．已知透明介質(zhì)的折射率為n=．求半球殼外表面上有光線射出區(qū)域的圓形邊界的半徑________．不考慮多次反射．【答案】

AB

【解析】（1）本題考查的是多普勒效應，凡是波源靠近觀察者，觀察者接收到的頻率就會變大，遠離觀察者，接收到的頻率就會變小，故AB正確（2）分析邊緣光線a，如圖：由幾何關系得，，可得∠CAB=45°，在△OAB中，AC=AB，設為r，在△OBC中，由勾股定理有：進而求出故半球殼外表面上有光線射出區(qū)域的圓形邊界的半徑為62．（2018·江蘇）兩束單色光A、B的波長分別為、，且>，則______（選填“A”或“B”）在水中發(fā)生全反射時的臨界角較大．用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時，可以觀察到______（選填“A”或“B”）產(chǎn)生的條紋間距較大．【答案】

A

A【解析】波長越長，頻率越小，折射率越小，根據(jù)臨界角，可知波長越大臨界角越大，所以A光的臨界角大；雙縫干涉條紋的間距，因為A光的波長較長，所以A光產(chǎn)生的條紋間距較大．63．（2015·全國）在雙縫干涉實驗中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距與綠光的干涉條紋間距相比______（填“＞”、“＜”或“＝”）．若實驗中紅光的波長為，雙縫到屏幕的距離為，測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為，則雙縫之間的距離為______．【答案】

＞

【解析】雙縫干涉條紋間距，紅光波長長，所以用紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即>．條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得，根據(jù)可得．【點睛】雙縫干涉實驗的條紋間距公式熟記，對于從紅光到紫光的波長頻率折射率全反射臨界角等等要認清變化趨勢．四、實驗題64．（2019·全國）某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光：調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可__________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ=_________；（3）某次測量時，選用的雙縫的間距為0．300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測單色光的波長為______________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

B

630【解析】（1）[1]相鄰兩亮（暗）干涉條紋的Δx=，要增加觀察到的條紋數(shù)，即Δx越小，需增大d或減小l，因此應將屏向靠近雙縫的方向移動，或使用間距更大的雙縫，故A、C、D錯誤，B正確；（2）[2]由得（3）[3]所測單色光的波長65．（2015·山東）半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過其軸線OO’的截面如圖所示．位于截面所在平面內(nèi)的一細束光線，以角i0由O點入射，折射光線由上邊界的A點射出．當光線在O點的入射角減小至某一值時，折射光線在上邊界的B點恰好發(fā)生全反射．求A、B兩點間的距離．_____【答案】【解析】試題分析：由折射定律求出光線在左側(cè)面上的折射角，可幾何關系求出A、D間的距離．由sinC=求出全反射臨界角C，再由幾何知識求解B、D間的距離，即可得到AB間的距離．解：當光線在O點的入射角為i0時，設折射角為r0，由折射定律得：=n設AD間的距離為d1，由幾何關系得：sinr0=若光線在B點恰好發(fā)生全反射，則在B點的入射角恰好等于臨界角C，設BD間的距離為d2．則有：sinC=由幾何關系得：sinC=則A、B兩點間的距離為：d=d2﹣d1；聯(lián)立解得：d=（﹣）R答：A、B兩點間的距離為（﹣）R．【點評】解決本題的關鍵要作出光路圖，運用幾何知識和折射定律結(jié)合解答．66．（2018·浙江）（1）細絲和單縫有相似的衍射圖樣，在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲I和細絲II，在光屏上形成的衍射圖樣如圖中a和b所示，已知細絲I的直徑為0.605mm，現(xiàn)用螺旋測微器測量細絲II的直徑，如圖所示，細絲II的直徑為_________mm．圖中的_____（填“a”或“b”）是細絲II的衍射圖樣．（2）小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗．單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片稱為波長為的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋．小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距_______，隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構，則在光屏上______（填“能”會“不能”）觀察到干涉條紋．【答案】

0.996~1.000

a

不能【解析】（1）根據(jù)圖示讀數(shù)可知細絲II的直徑為0.999mm；單縫衍射，單縫越寬，衍射效果越不明顯，條紋間距越小，所以是圖a是直徑更大的細絲的衍射圖樣；（2）如下圖，通過平面鏡反射的光線可以看做在A點下方h處射出的光線，則干涉條紋可以看做由到A點距離均為h的雙縫干涉形成的條紋，則條紋間距；撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，有雙縫結(jié)構，但白熾燈發(fā)出的光不是相干光，通過兩縫的光不能發(fā)生干涉．五、解答題67．（2022·河北）如圖，一個半徑為R的玻璃球，O點為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點光源S發(fā)出的一束光在A點射出，出射光線AB與球直徑SC平行，θ=30°。光在真空中的傳播速度為c。求：（i）玻璃的折射率；（ii）從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點的最短時間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（i）根據(jù)題意將光路圖補充完整，如下圖所示根據(jù)幾何關系可知i1=θ=30°，i2=60°根據(jù)折射定律有nsini1=sini2解得（ii）設全反射的臨界角為C，則光在玻璃球內(nèi)的傳播速度有根據(jù)幾何關系可知當θ=45°時，即光路為圓的內(nèi)接正方形，從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點的時間最短，則正方形的邊長則最短時間為68．（2022·湖北）如圖所示，水族館訓練員在訓練海豚時，將一發(fā)光小球高舉在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距離為d，A位置離水面的高度為d。訓練員將小球向左水平拋出，入水點在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為θ。小球在A位置發(fā)出的一束光線經(jīng)水面折射后到達B位置，折射光線與水平方向的夾角也為θ。已知水的折射率，求:（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由平拋運動的規(guī)律可知解得（2）因可知，從A點射到水面的光線的入射角為α，折射角為，則由折射定律可知解得由幾何關系可知解得69．（2022·廣東）一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內(nèi)壁向上移動，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點。當光束與豎直方向成角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度v?！敬鸢浮?，【解析】當入射角達到45o時，恰好到達臨界角C，根據(jù)可得液體的折射率由于可知激光在液體中的傳播速度70．（2022·湖南）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度的控制（可視角度定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率，屏障間隙。發(fā)光像素單元緊貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間．不考慮光的衍射。（1）若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度控制為60°，求屏障的高度d；（2）若屏障高度，且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時，其可視角度剛好被擴為180°（只要看到像素單元的任意一點，即視為能看到該像素單元）。【答案】（1）1.55mm；（2）0.35mm【解析】（1）發(fā)光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質(zhì)和空氣界面，折射后從界面射向空氣，由題意可知θ=60°，則在介質(zhì)中的入射角為i，則解得由幾何關系解得（2）若視角度剛好被擴為180°，則，此時光線在界面發(fā)生全反射，此時光線在界面處的入射角解得C=30°此時發(fā)光像素單元發(fā)光點距離屏障的距離為像素單元寬度x最小為71．（2022·全國）光點式檢流計是一種可以測量微小電流的儀器，其簡化的工作原理示意圖如圖所示。圖中A為輕質(zhì)絕緣彈簧，C為位于紙面上的線圈，虛線框內(nèi)有與紙面垂直的勻強磁場；M為置于平臺上的輕質(zhì)小平面反射鏡，輕質(zhì)剛性細桿D的一端與M固連且與鏡面垂直、另一端與彈簧下端相連，為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條，的圓心位于M的中心。使用前需調(diào)零:使線圈內(nèi)沒有電流通過時，M豎直且與紙面垂直；入射細光束沿水平方向經(jīng)上的O點射到M上后沿原路反射。線圈通入電流后彈簧長度改變，使M發(fā)生傾斜，入射光束在M上的入射點仍近似處于的圓心，通過讀取反射光射到上的位置，可以測得電流的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，磁場磁感應強度大小為B，線圈C的匝數(shù)為N。沿水平方向的長度為l，細桿D的長度為d，圓弧的半徑為r﹐，d遠大于彈簧長度改變量的絕對值。（1）若在線圈中通入的微小電流為I，求平衡后彈簧長度改變量的絕對值及上反射光點與O點間的弧長s；（2）某同學用此裝置測一微小電流，測量前未調(diào)零，將電流通入線圈后，上反射光點出現(xiàn)在O點上方，與O點間的弧長為、保持其它條件不變，只將該電流反向接入，則反射光點出現(xiàn)在О點下方，與O點間的弧長為。求待測電流的大小?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】（1）由題意當線圈中通入微小電流I時，線圈中的安培力為F=NBIl根據(jù)胡克定律有F=NBIl=k│x│如圖所示設此時細桿轉(zhuǎn)過的弧度為θ，則可知反射光線轉(zhuǎn)過的弧度為2θ，又因為d>>x，r>>d則sinθ≈θ，sin2θ≈2θ所以有x=dθs=r2θ聯(lián)立可得（2）因為測量前未調(diào)零，設沒有通電流時偏移的弧長為s′，當初始時反射光點在O點上方，通電流I′后根據(jù)前面的結(jié)論可知有當電流反向后有聯(lián)立可得同理可得初始時反射光點在O點下方結(jié)果也相同，故待測電流的大小為72．（2022·全國）如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點。在截面所在的平面，一光線自M點射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點之間的距離?！敬鸢浮?，【解析】光線在M點發(fā)生折射有sin60°=nsinθ由題知，光線經(jīng)折射后在BC邊的N點恰好發(fā)生全反射，則C=90°θ聯(lián)立有根據(jù)幾何關系有解得再由解得73．（2022·全國）一細束單色光在三棱鏡的側(cè)面上以大角度由D點入射（入射面在棱鏡的橫截面內(nèi)），入射角為i，經(jīng)折射后射至邊的E點，如圖所示，逐漸減小i，E點向B點移動，當時，恰好沒有光線從邊射出棱鏡，且。求棱鏡的折射率?！敬鸢浮?.5【解析】因為當時，恰好沒有光線從AB邊射出，可知光線在E點發(fā)生全反射，設臨界角為C，則由幾何關系可知，光線在D點的折射角為則聯(lián)立可得n=1.574．（2021·重慶）如圖所示，一直角棱鏡。從邊界面垂直入射的甲、乙兩種不同頻率的單色光，在棱鏡中傳播速度分別為和（為真空中的光速），甲光第一次到達邊恰好發(fā)生全反射。求：（1）該棱鏡分別對甲光和乙光的折射率；（2）邊的長度?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】（1）由光速與折射率的關系，可得該棱鏡對甲光的折射率該棱鏡對乙光的折射率（2）設邊的長度為L，根據(jù)題述甲光第一次到達邊恰好發(fā)生全反射，可畫出光路圖解得75．（2012·全國）一玻璃立方體中心有一點狀光源，今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體．已知該玻璃的折射率為，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值?！敬鸢浮俊窘馕觥咳缦聢D所示考慮從玻璃立方體中心O點發(fā)出的一條光線，假設它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有式中，是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角，現(xiàn)假設A點是上表面面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點，由題意可知，在A點剛好發(fā)生全反射，故設線段OA在立方體上表面的投影長度為，由幾何關系有式中為玻璃立方體的邊長，聯(lián)立可得則由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應該是半徑為的圓，所求的鍍膜面積與玻璃立方體的表面積S之比為76．（2017·全國）如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸（過球心O與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5。現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。求：（1）從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值；（2）距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離?！敬鸢浮浚?）R；（2）2.74R【解析】（1）如圖，從底面上A處射入的光線，在球面上發(fā)生折射時的入射角為i，當i等于全反射臨界角ic時，對應入射光線到光軸的距離最大，設最大距離為l。i＝ic設n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有由幾何關系有聯(lián)立并利用題給條件，得（2）設與光軸相距的光線在球面B點發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為i1和r1，由折射定律有nsini1＝sinr1設折射光線與光軸的交點為C，在△OBC中，由正弦定理有由幾何關系有∠C＝r1－i1sini1＝聯(lián)立及題給條件得77．（2021·山東）超強超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為。一細束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為和。取，，。（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求的取值范圍；（2）若，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差（保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）（或）；（2）【解析】（1）由幾何關系可得，光線在第一個三梭鏡右側(cè)斜面上的入射角等于，要使得兩種頻率的光都從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，則需要比兩種頻率光線的全反射角都小，設C是全反射的臨界角，根據(jù)折射定律得①折射率越大，臨界角越小，代入較大的折射率得②所以頂角的范圍為（或）③（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側(cè)斜面射出時發(fā)生折射，設折射角分別為和，由折射定律得④⑤設兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為和，則⑥⑦⑧聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得⑨78．（2018·全國）如圖，是一直角三棱鏡的橫截面，，，一細光束從邊的D點折射后，射到邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)邊的F點射出。垂直于交于G，D恰好是的中點，不計多次反射。（1）求出射光相對于D點的入射光的偏角；（2）為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍?【答案】（1）；（2）【解析】（1）由于D是CG的中點，，根據(jù)幾何關系可得：光束在D點發(fā)生折射時的折射角為那么，根據(jù)幾何關系可得：在E點的入射角、反射角均為在F點的入射角為在F點的入射角為，可得：折射角故出射光相對于D點的入射光的偏角為（2）由E點反射角為60°可得，平行BC，故根據(jù)D點折射角為在F點的入射角為可得：棱鏡折射率根據(jù)光束在E點入射角為60°，發(fā)生全反射可得故棱鏡折射率的取值范圍為79．（2021·廣東）如圖所示，一種光學傳感器是通過接收器Q接收到光的強度變化而觸發(fā)工作的。光從擋風玻璃內(nèi)側(cè)P點射向外側(cè)M點再折射到空氣中，測得入射角為，折射角為；光從P點射向外側(cè)N點，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時臨界角的正弦值表達式?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)光的折射定律有根據(jù)光的全反射規(guī)律有聯(lián)立解得80．（2021·河北）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對放置，圓心上下錯開一定距離，如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設圓心處入射角為，當時，A右側(cè)恰好無光線射出；當時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h，不考慮多次反射，求：（1）半圓柱體對該單色光的折射率；（2）兩個半圓柱體之間的距離d?！敬鸢浮浚╥）；（ii）【解析】（i）光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當時發(fā)生全反射，有解得（ii）當入射角，經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設折射角為，光路如圖由折射定律有有幾何關系有聯(lián)立解得81．（2021·湖南）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高的人站在水平地面上，其正前方處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為、深度為，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？【答案】（i）1.38；（ii）1.7【解析】（i）根據(jù)題意作出如下光路圖當孔在人身高一半時有tanθ==≈，sinθ=0.8，tanα=，sinα=由折射定律有n=（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖根據(jù)幾何關系有82．（2020·江蘇）國際宇航聯(lián)合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務團隊?！版隙鹚奶枴比蝿談?chuàng)造了多項世界第一、在探月任務中，“玉兔二號”月球車朝正下方發(fā)射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為。已知電磁波在月壤層中傳播的波長為，求該月壤層的厚度d?！敬鸢浮俊窘馕觥侩姶挪ǖ脑谕寥乐袀鞑ニ俣?/p>