2021年新高考物理模拟题分项汇编（第五期）18光学（解析版）.pdf

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1、专 题 1 8 光 学 1.（2021 广 东 高 三 模 拟）如 图 所 示，a、匕 为 两 束 颜 色 不 同 的 单 色 光，它 们 以 不 同 的 入 射 角 射 入 等 腰 梯 形 玻 璃 棱 镜，两 条 射 出 光 能 合 为 一 束，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.b 光 在 玻 璃 中 的 折 射 率 小 B.匕 光 在 玻 璃 中 的 光 速 大 C.对 于 同 种 金 属，。光 能 发 生 光 电 效 应，则 6 光 一 定 也 能 发 生 光 电 效 应 D.若 两 束 光 通 过 同 一 双 缝 装 置 且 都 能 形 成 干 涉 图 样，则 4 光 条 纹 间

2、距 较 大【答 案】AB【解 析】A.根 据 题 意 画 出 光 路 图，两 光 束 出 棱 镜 时，折 射 角 相 同，。光 的 入 射 角 小，。光 入 射 角 大，可 得 a 光 的 折 射 率 大，b 光 的 折 射 率 小，A 正 确；B.在 同 种 介 质 中 的 光 速，折 射 率 越 大，光 速 越 小，在 同 种 介 质 中 6光 的 速 度 较 大，B 正 确；C.折 射 率 越 大，光 子 频 率 越 大，光 子 能 量 越 大，“光 能 发 生 光 电 效 应，但 匕 光 折 射 率 更 小，故 b 光 不 一 定 也 能 发 生 光 电 效 应,C 错 误;D.折 射

3、 率 大 的 光 束 波 长 小，根 据 条 纹 间 距 公 式 8=/-；a较 大，人 光 折 射 率 较 小，故 b 光 条 纹 间 距 较 大，D 错 误。2.（2021济 南 市 历 城 第 二 中 学 高 三 模 拟）一 个 横 截 面 为 等 腰 三 角 形 a b c的 棱 镜，顶 角 为。，一 细 束 单 色 光 从 棱 镜 的 面 上 的 M 点 垂 直 于 底 面 儿 射 入 棱 镜，经 折 射 后 射 到 底 面 上 N 点，&M N ab,下 列 说 法 正 确 的 是（)aA.光 线 从 be面 射 出 的 折 射 角 一 定 等 于 在 ac面 的 入 射 角 B.

4、若 光 线 从 灰 面 射 出 的 折 射 角 等 于 在 a c面 的 入 射 角，则。=60C.。4 6（）时，光 线 也 有 可 能 在 历 面 上 发 生 全 反 射 D.只 有 当。60时，光 线 才 有 可 能 在 历 面 上 发 生 全 反 射【答 案】BD【解 析】AB.如 图 所 示，只 有 当 光 线 在 松 面 的 入 射 角 N 3等 于 在“C面 的 折 射 角 N 2时，光 线 从 机 面 射 出 的 折 射 角 N4才 等 于 在 a c面 的 入 射 角 N 1,由 几 何 关 系 知，当 等 腰 三 角 形 底 角 等 于 顶 角 即 截 面 为 等 边 三

5、角 形 时 才 能 满 足 要 求，故 A错 误 B 正 确；C D.当 6 6 0 时，光 线 在 6 c面 上 的 入 射 角 N 3大 于 在 ac面 的 折 射 角 N 2,这 样 才 有 可 能 等 于 或 大 于 材 料 的 临 界 角 而 发 生 全 反 射，故 C 错 误 D 正 确。故 选 BD。3.（2021山 东 济 南 市 高 三 一 模）如 图 所 示，“、人 两 束 单 色 光 通 过 半 圆 形 玻 璃 砖 从 圆 心。点 出 射。保 持 入 射 光 的 方 向 不 变，让 半 圆 形 玻 璃 砖 绕 O 点 逆 时 针 级 慢 转 动，当 转 过。角 时，“光

6、出 射 光 消 失；当 转 过 角 时,人 光 出 射 光 消 失，已 知 戊 夕。下 列 说 法 正 确 的 是（）A.a 光 在 介 质 中 的 折 射 率 大 于 光 在 介 质 中 的 折 射 率 sin aB.a,人 两 束 光 在 介 质 中 的 光 速 之 比 为 一 sin pC.通 过 同 一 狭 缝 时 一，“光 的 衍 射 现 象 更 明 显 D.分 别 用 两 束 光 使 用 同 一 装 置 做 双 缝 干 涉 实 验，a 光 的 条 纹 间 距 大 于 人 光 的 条 纹 间 距【答 案】AB【解 析】A.由 于。光 的 临 界 角 小 于 6 光 临 界 角，根 据

7、 sinC=L,光 在 介 质 中 的 折 射 率 大 于 b 光 在 介 质 n中 的 折 射 率，故 A 正 确；B.由 于 s.i na=1,s.i nn=1,而 口=一 c，所 以 一 va-一 nh=si一 n a-,故 B 正 确；4 b n vb a sinC.由 于。光 在 介 质 中 的 折 射 率 大 于 光 在 介 质 中 的 折 射 率，a 光 的 波 长 小 于 6 光 的 波 长，通 过 同 一 狭 缝 时,6 光 的 衍 射 现 象 更 明 显，故 C 错 误；D.a 光 的 波 长 小 于 人 光 的 波 长，根 据=分 别 用 两 束 光 使 用 同 一 装

8、置 做 双 缝 干 涉 实 验，。光 的 条 纹 a间 距 小 于 b 光 的 条 纹 间 距，故 D 错 误。故 选 A B。4.（2021河 北 衡 水 高 三 模 拟）如 图 所 示，直 角 三 角 形 A 8 C 为 一 棱 镜 的 横 截 面，ZB=90,ZC=53,例 点 为 A B 边 的 中 点。复 色 光&由、匕 两 种 单 色 光 混 合 而 成，k 由 M 点 平 行 于 底 边 B C 射 入 棱 镜。仅 有 光 从 AC上 的 N 点 射 出，在 下 侧 尸 点（图 中 未 画 出）检 测 到 b 光。sin53=0.8,cos53=0.6则（）A.该 棱 镜 对 b

9、 光 的 折 射 率 等 于 gB.在 8 c 边 下 方 射 出 的 匕 光 的 右 侧，可 检 测 到 a 光C.若 火 光 经 M 点 斜 向 下 入 射，则”光 可 能 在 界 面 A C上 发 生 全 反 射 D.在 双 缝 干 涉 实 验 中，要 使 相 邻 亮 条 纹 间 距 较 大，应 该 使 用 6 光 E.由 M 点 至 N 点，a 光 所 用 的 时 间 小 于 b 光 所 用 的 时 间【答 案】BCE【解 析】A.由 题 知 6 光 在 A C上 发 生 了 全 反 射，恰 好 发 生 全 反 射 时 4 C 右 侧 亦 无。光 射 出，此 时%=一 1 二，由 几

10、何 关 系 可 知，=37。，得 出 为=5=,故 棱 镜 对。光 的 折 射 率 大 于 等 于 5=,故 A 错 误;sin i 3 3B.k 光 在 A C上 发 生 反 射，如 图 因 光 的 折 射 率 小 于 匕 光，二 光 以 相 同 的 入 射 角 射 到 界 面 B C 匕 同 一 点，故”光 在 人 光 的 右 侧，故 B 正 确:C.若 人 光 经 M 点 斜 向 下 入 射，当。光 射 到 A C上 入 射 角 大 于 等 于 其 临 界 角 时，将 发 生 全 反 射，故 C 正 确；D.光 的 折 射 率 大 于。光，故 b 光 的 频 率 大 于。光，b 光 的

11、波 长 小 于。光，使 用。光 做 双 缝 干 涉 实 验 时，相 邻 亮 条 纹 间 距 较 大，故 D 错 误；E.由 v=,可 知，在 棱 镜 中。光 的 速 度 大 于 6 光，故 由 M 至 Nn的 过 程 中，光 的 传 播 时 间 小 于 6,故 E 正 确。故 选 BCE。5.（2021北 京 丰 台 区 高 三 一 模）一 束 单 色 光 从 空 气 进 人 水 中，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.光 的 频 率 不 变 B.光 的 传 播 速 度 变 大 C.折 射 角 大 于 入 射 角 D.人 射 角 增 大 到 某 一 角 度 时 将 会 发 生 全 反 射【答

12、 案】A【解 析】A.频 率 由 波 源 决 定，一 束 单 色 光 从 空 气 进 人 水 中，光 的 频 率 不 变，A 正 确；B.根 据=可 知 I,v水 的 折 射 率 较 空 气 大，所 以 光 进 入 水 后 的 传 播 速 度 变 小，B 错 误；C.光 从 空 气 进 入 水 中 时，光 从 光 疏 进 入 光 密，故 折 射 角 小 于 入 射 角，C 错 误；D.当 光 从 光 密 介 质 射 入 光 疏 介 质 时，才 会 发 生 全 反 射 现 象，而 现 在 是 光 从 空 气 进 入 水 中，即 从 光 疏 进 入 光 密，故 不 会 发 生 全 反 射，D 错

13、误。故 选 A。6.（2021天 津 高 三 一 模）汽 车 的 自 适 应 巡 航 功 能 能 够 帮 助 驾 驶 员 减 轻 疲 劳，毫 米 波 雷 达 是 其 中 一 个 重 要 部件。毫 米 波 的 波 长 比 短 波 波 长 短，比 红 外 线 波 长 长，则（）A.这 三 种 电 磁 波，红 外 线 最 容 易 发 生 明 显 的 衍 射 绕 过 粉 尘 B.这 三 种 电 磁 波 在 真 空 中 传 播，短 波 的 传 播 速 度 最 小 C.这 三 种 电 磁 波 中 毫 米 波 比 红 外 线 更 容 易 发 生 明 显 衍 射 绕 过 粉 尘 D.这 三 种 电 磁 波，短

14、 波 频 率 最 高【答 案】C【解 析】A.这 三 种 电 磁 波 中，短 波 的 波 长 最 长，最 容 易 发 生 明 显 的 衍 射 绕 过 粉 尘，故 A 错 误；B.这 三 种 电 磁 波 在 真 空 中 传 播 时 速 度 相 同，都 为 光 速，故 B 错 误；C.毫 米 波 波 长 比 红 外 线 波 长 长，则 毫 米 波 比 红 外 线 更 容 易 发 生 明 显 衍 射 绕 过 粉 尘，故 C 正 确；D.由 公 式 c=/l丫 可 知，波 长 越 小，频 率 越 高，则 红 外 线 波 的 频 率 最 高，故 D 错 误。故 选 C。7.（2021辽 宁 葫 芦 岛

15、市 高 三 一 模）水 中 点 光 源 S 沿 S O方 向 射 出 a、b 两 种 单 色 光，其 中 a 单 色 光 射 出 水 面,光 路 如 图 所 示。则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.水 中 的 反 射 光 是 6 单 色 光 B.。光 的 频 率 大 于 b 光 的 频 率 C.a、b 在 水 中 的 传 播 速 度 关 系 为 D.用 同 一 双 缝 干 涉 装 置 进 行 实 验 可 看 到 a 光 干 涉 条 纹 间 距 比 b 光 的 宽【答 案】D【解 析】A.水 中 的 反 射 光 是 两 种 单 色 光 的 复 合 光，选 项 A 错 误；B.因 匕 光 发

16、 生 了 全 反 射，则 人 光 的 临 界 角 小 于“光，根 据 s in C=L,可 得，6 光 的 折 射 率 较 大，则 6 光 的 频 率 大 于，光 的 频 率，选 项 B 错 误;nC,根 据 v=可 知，因&V机，。、人 在 水 中 的 传 播 速 度 关 系 为 选 项 C 错 误；D.因 a 的 频 率 小，波 n长 较 大，则 根 据=可 知，用 同 一 双 缝 干 涉 装 置 进 行 实 验 可 看 到。光 干 涉 条 纹 间 距 比 6 光 的 宽，选 项 dD 正 确。故 选 D。8.（2021.北 京 朝 阳 区 高 三 一 模）抽 制 高 强 度 纤 维 细

17、丝 时 可 用 激 光 监 测 其 粗 细。如 图 所 示，观 察 激 光 束 经 过细 丝 时 在 光 屏 上 所 产 生 的 条 纹 即 可 判 断 细 丝 粗 细 的 变 化。这 一 过 程 利 用 了 光 的（）A.干 涉 现 象 B.衍 射 现 象 C.折 射 现 象 D.色 散 现 象【答 案】B【解 析】当 障 碍 物 的 尺 寸 与 波 的 波 长 相 当，或 小 于 波 的 波 长，会 发 生 明 显 的 衍 射，该 装 置 的 原 理 是 运 用 光 的 衍 射 现 象，如 果 屏 上 条 纹 变 宽，则 说 明 衍 射 现 象 更 加 明 显，可 知 金 属 丝 变 细。

18、故 选 B。9.（2021.浙 江 衢 州 市 高 三 二 模）夜 晚 高 速 公 路 路 标 在 灯 光 的 照 射 下 特 别 亮，主 要 是 因 为 使 用 了 由 大 量 均 匀 透 明 介 质 球 组 成 的 反 光 材 料。如 图 所 示，介 质 球 的 球 心 位 于。点，半 径 为 R。平 行 于 直 径 AO B的 单 色 光 从 空 气 射 入 介 质 球，其 中 一 条 光 线 沿。C射 入 球 体，在 球 内 表 面 经 一 次 反 射 后，再 次 折 射 回 空 气 中 出 射 光 线 恰 好 仍 与 0 c 平 行，已 知 O C与 A 8的 距 离 为 正 凡 下

19、 列 说 法 正 确 的 是（）2A.介 质 球 的 折 射 率 为=J 5B.换 不 同 的 单 色 光 线，沿 O C入 射，在 球 内 表 面 经 一 次 反 射 后，再 次 折 射 回 空 气 时 仍 与。C平 行 C.在 同 一 过 球 心 的 截 面 内，只 有 三 条 光 线 在 球 内 表 面 经 一 次 反 射 后，再 次 折 射 回 空 气 时 与 入 射 光 平 行 D.增 大 单 色 光 的 频 率，单 色 光 射 入 球 体 后，在 球 内 表 面 可 能 发 生 全 反 射【答 案】C【解 析】A.光 路 图 如 下 图由 几 何 关 系 可 得 sinz=.解 得

20、=60R 2由 图 可 知 i=2 r,则 片 30。所 以 介 质 球 的 折 射 率 为，=吧=6,故 A 错 误。sin rB.若 增 大 入 射 光 的 频 率，折 射 率 增 大，由 折 射 定 律 知，折 射 角 减 小，折 射 光 线 将 射 到 8 点 下 方，反 射 光 线 将 射 到 E 点 左 侧，再 次 折 射 到 空 气 中 时 折 射 角 r=i,由 几 何 知 识 可 知，出 射 光 线 与 入 射 光 线 不 再 平 行，故 B 错 误；C.在 同 一 过 球 心 的 截 面 内，只 有 沿 直 径 和 直 径 两 侧 对 称 的 两 条，共 三 条 光 线 在

21、 球 内 表 面 经 一 次 反 射 后，再 次 折 射 回 空 气 时 与 入 射 光 平 行，故 C 正 确；D.增 大 单 色 光 的 频 率，若 该 光 沿 E尸 平 行 于 C O射 入 时，根 据 几 何 知 识 得 知，第 一 次 的 折 射 角 等 于 第 二 次 的 入 射 角，根 据 光 路 的 可 逆 性 原 理，不 可 能 在 介 质 球 内 表 面 发 生 全 反 射，故 D 错 误。故 选 C。10.（2021浙 江 高 三 二 模）玻 璃 中 有 一 个 球 形 气 泡。一 束 平 行 光 射 入 气 泡，下 列 光 路 图 中 正 确 的 是（）B.【答 案】B

22、【解 析】光 从 玻 璃 进 入 空 气，即 山 光 密 介 质 进 入 光 疏 介 质，入 射 角 小 于 折 射 角，后 来 又 从 玻 璃 进 入 空 气,则 入 射 角 大 于 折 射 角，其 光 路 图 如 图 所 示，所 以 B 正 确；A C D错 误；故 选 B。11.（2021.山 东 枣 庄 市 高 三 二 模）如 图 所 示 为 长 方 体 均 匀 玻 璃 砖 的 截 面，厚 度 为 心 现 有 两 种 单 色 光 组 成 的复 合 光，从。点 射 入 玻 璃 砖，入 射 角 为 60，其 折 射 光 线 分 别 沿 O A、方 向，对 应 的 折 射 角 分 别 为 3

23、7、53，光 从。点 到 A 点 的 传 播 时 间 为,从。点 到 B 点 的 传 播 时 间 为。已 知 sin600=.cos60=0.5，2sin370=0.6,cos370-0.8 则 下 列 对 5 和 品 大 小 关 系 的 比 较，正 确 的 是（）【答 案】AD.无 法 确 定【解 析】玻 璃 砖 对 沿 O A 方 向 的 单 色 光 的 折 射 率 为=sin 60sin 37此 单 色 光 在 玻 璃 传 播 的 速 度 为 匕=-i光 在 玻 璃 砖 中 的 路 程 为 sOA=cos37B.，0八 t()B光 从。点 到 A 点 的 传 播 时 间 为 5 w 晨

24、二;；Ri-25也 L24c玻 璃 选 对 沿 O B 方 向 的 单 色 光 的 折 射 率 为 丐 sin 60sin530此 单 色 光 在 玻 璃 传 播 的 速 度 为 v2=%光 在 玻 璃 砖 中 的 路 程 为 SOB=cos 53“C I 一 八 一-1 Sm Lsin60 25V3光 从。上 工 到 8 点 的 传 播 时 间 为 tOB=-=-OB v2 cos 53 sin 53 24c则 有 a=d。12.（2021天 津 高 三 模 拟）如 图 所 示，边 长 为 L 的 等 边 三 棱 镜 ABC,面 镀 有 反 光 膜（厚 度 不 计），一 单 色 光 从 面

25、上 的。点 与 面 成 30。角 射 入 三 棱 镜，经 8。镜 面 反 射 后，从 A C 边 上 的 E 点 射 出，已 知 BI?/点 到。点 的 距 离 C 点 到 E 点 的 距 离 光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 为 c,则()A.三 棱 镜 的 折 射 率 为 百 B.该 单 色 光 从 A C 边 射 出 时 的 折 射 角 为 45。C,该 单 色 光 在 三 棱 镜 中 的 传 播 速 度 为 D.该 单 色 光 在 三 棱 镜 中 的 传 播 时 间 为 县 2 c【答 案】A【解 析】A.根 据 题 意，由 反 射 光 线 的 对 称 性 画 出 光 路 图 如

26、 图 所 示.由 几 何 关 系 可 知，入 射 角，=90。一 30。，I 21由 3 点 到。点 的 距 离=、。点 到 E 点 的 距 离 一 可 知，三 角 形/和 三 角 形 E C T 均 为 等 边 二 角 形，折 射 角 r=30。，根 据 折 射 定 律 得=亚，解 得 三 棱 镜 的 折 射 率 篦=更 幽=百，选 项 A 正 确;smr sin 30(B.由 几 何 关 系 可 知，光 在 A C 边 上 射 出 时 的 入 射 角 i=3()。，根 据 折 射 定 律 得=，解 得/=6()。，sm r选 项 B 错 误；C.光 在 棱 镜 中 的 传 播 速 度 大

27、小 v=,解 得 丫=叵，选 项 C 错 误；D.光 在 棱 镜 中 的 传 播 n 3*距 离 s=L=n,则 光 在 棱 镜 中 的 传 播 时 间 f=吆，选 项 D 错 误。13.(2021辽 宁 锦 州 市 高 三 一 模)如 图 所 示 光 屏 竖 直 放 置，一 个 半 径 为 r的 半 圆 形 透 明 介 质 水 平 放 置。一 束 光 线 由。、匕 两 种 频 率 的 单 色 光 组 成。该 光 束 与 竖 直 方 向 成 30。沿 半 径 方 向 从 圆 周 上 的 某 点 入 射，此 时 光 屏 截 取 到 三 个 光 斑，分 别 位 于 P、Q、R 位 置，其 中 P

28、为“光 的 光 斑。若 已 知“光 的 折 射 率 为 0,下 列 说 法正 确 的 是（）A.在 该 透 明 介 质 中，。光 的 折 射 率 小 于 人 光 的 折 射 率 B.在 该 透 明 介 质 中，方 光 的 速 度 大 于。光 的 速 度 C.a 光 进 入 介 质 后 经 时 间（1+后）到 达 光 屏 P 点 cD.若 要 使。处 光 斑 消 失，则 入 射 光 线 绕。点 逆 时 针 转 过 至 少 15【答 案】A【解 析】A.因 P 为“光 的 光 斑，则。为 光 的 光 斑，R 为 两 种 光 的 复 合 光 斑，由 图 可 知，透 明 介 质 对 6光 的 折 射

29、程 度 较 大，则 6 光 的 折 射 率 大 于。光 的 折 射 率，选 项 A 正 确；B.根 据 v=可 知，在 该 透 明 介 质 n中，。光 的 速 度 小 于。光 的 速 度，选 项 B 错 误；C.光 线 出 离 介 质 后 的 折 射 角 sine=*sin30=注 2则 6=45。，在 介 质 中 的 速 度 丫=4，a 光 进 入 介 质 后 经 到 达 光 屏 尸 点 的 时 间，=2+叵=2 叵，2 v c c选 项 C 错 误；D.若 入 射 光 线 绕 0 点 逆 时 针 转 过 15。角，则 此 时 入 射 角 为 45,则 此 时 a 光 线 的 折 射 角 为

30、 90,即 此 时。光 线 恰 能 发 生 全 反 射，而 此 时 射 到 Q 点 的 b 光 线 早 已 发 生 了 全 反 射 从。处 消 失 了，选 项 D 错 误。故 选 Ao14.（2021.北 京 门 头 沟 区 高 三 一 模）如 图 所 示，一 束 白 光 通 过 三 棱 镜 发 生 色 散，a、6 是 其 中 的 两 束 单 色 光,这 两 束 光 相 比 较（）A.在 真 空 中，a 光 的 速 度 大B.在 真 空 中，4 光 的 波 长 大 C.水 对 6 光 的 折 射 率 小 D.光 从 水 中 射 向 空 气，力 光 的 临 界 角 大【答 案】B【解 析】C.由

31、 题 图 可 看 出，。光 的 折 射 角 大 于 6 光 的 折 射 角，根 据 折 射 定 律 有 s i*=si%得 出&，C 错 误；A.在 真 空 中 光 速 都 相 同，都 为 3.0 x A 错 误；B.由 选 项 C 可 知 n（l，B 正 确；D.根 据 sinC=,可 知，Ca Cb,D 错 误。故 选 B。n15.（2021山 东 高 三 一 模）2021年 央 视 春 晚 首 次 采 用 5 G信 号“云”传 播 方 式，使“云”观 众、“云”演 员 和 春 晚 互 动 起 来，与 4 G信 号 相 比，5 G信 号 使 用 频 率 更 高 的 电 磁 波，每 秒 传

32、送 的 数 据 量 是 4 G 的 50 100倍，5G信 号 网 络 的 高 性 能 很 好 的 实 现 了 观 众 的 良 好 体 验。相 比 4 G信 号（）A.5 G信 号 的 光 子 能 量 更 大 B.5 G信 号 的 衍 射 更 明 显 C.5 G信 号 的 传 播 速 度 更 大 D.5 G信 号 的 波 长 更 长【答 案】A【解 析】A.因 为 5 G使 用 的 电 磁 波 频 率 比 4 G高，根 据 E=/n z可 知，5 G使 用 的 电 磁 波 比 4 G 光 子 能 量 更 大,选 项 A 正 确；B.发 生 明 显 衍 射 的 条 件 是 障 碍 物（或 孔）的

33、 尺 寸 可 以 跟 波 长 相 比，甚 至 比 波 长 还 小；因 5G使 用 的 电 磁 波 频 率 更 高，即 波 长 更 短，故 5 G越 不 容 易 发 生 明 显 衍 射，选 项 B 错 误；C.光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 都 是 相 同 的；5 G的 频 率 比 4 G高，即 5 G的 折 射 率 比 4 G大，根 据 光 在 介 质 中 的 传 播 速 度 为 丫=,折 n射 率 越 大 的 光 在 介 质 中 的 传 播 速 度 越 小，选 项 C 错 误；D.频 率 越 高 的 电 磁 波 波 长 越 短，因 5 G使 用 的 电 磁 波 频 率 更 高，所 以

34、 5 G信 号 的 波 长 更 短，选 项 D 错 误。故 选 A。16.（2021江 苏 高 三 一 模）利 用 微 距 相 机 可 以 拍 摄 到 形 状 各 异 的 雪 花 图 像（图 甲），其 中 有 一 种“彩 虹”雪 花,中 间 部 分 有 一 个 夹 有 空 气 的 薄 冰 层，呈 彩 色 花 纹（图 乙），这 是 由 于（）A.光 的 干 涉 B.光 的 衍 射 C.光 的 偏 振 D.小 孔 成 像【答 案】A【解 析】薄 冰 中 间 所 夹 的 空 气 薄 层 相 当 与 一 层 薄 膜，光 在 此 空 气 薄 层 上 形 成 薄 膜 干 涉，呈 现 彩 色 花 纹。故 选

35、 Ao17.(2021 河 南 高 三 二 模)如 图 所 示，A O B C 为 某 种 透 明 介 质 的 截 面 图，AOC为 等 腰 直 角 三 角 形，B C 为 半 径 R=10cm的 四 分 之 一 圆 弧，A B 与 水 平 屏 幕 M N 垂 直 并 接 触 于 A 点。由 红 光 和 紫 光 两 种 单 色 光 组 成 的 复 色 光 射 向 圆 心。，在 A B 分 界 面 上 的 入 射 角 i=45。，结 果 在 水 平 屏 幕 M N 上 出 现 两 个 亮 斑。已 知 该 介 质 对 红 光 和 紫 光 的 折 射 率 分 别 为=2 叵，1 3(1)请 画 出

36、光 路 示 意 图，标 出 两 个 亮 斑 的 大 致 位 置，说 明 亮 斑 的 颜 色:(2)求 两 个 亮 斑 间 的 距 离。；(2)=(5A/2+10)cm【解 析】根 据 临 界 角 公 式 sinC=,，可 得 红 光 与 紫 光 的 临 界 角 分 别 为 C红=60,C紫=45。而 光 线 在 nA B 面 上 入 射 角 上 45。，说 明 紫 光 恰 好 发 生 全 反 射，红 光 在 A B 面 有 反 射，也 有 折 射。所 以 A M 区 域 的 亮 斑P 为 红 色，A N 区 域 的 亮 斑 P2为 红 色 与 紫 色 的 混 合 色。光 路 图 如 图 所 示

37、 sin r 设 折 射 角 为 一，根 据 折 射 定 律 1=sin i得 到 sin r=一 3R由 几 何 知 识 可 得=A4解 得 隅=5&c m山 几 何 知 识 可 得 4 0AP2为 等 腰 直 角 三 角 形，解 得 A 6=10cm所 以 4 2=（5披+10）。加 18.（2021山 西 高 三 模 拟）唐 朝 玄 真 子 涛 之 灵 中 写 道：“雨 色 映 日 而 为 虹”。从 物 理 学 的 角 度 看，彩 虹 是 太 阳 光 经 过 雨 滴 的 两 次 折 射 和 一 次 反 射 形 成 的，其 成 因 的 简 化 平 面 图 如 图 所 示。细 白 光 束 在

38、 过 球 心 的 平 面 内 射 向 球 形 雨 滴，人 射 角 6=45。射 出 后，色 光 按 频 率 分 布，红 光 和 紫 光 分 别 位 于 彩 虹 的 最 上 方 或 下 方。已 知 雨 滴 对 紫 光 的 折 射 率 为=&、雨 滴 的 半 径 为 凡 真 空 中 的 光 速 为 c。（1）通 过 分 析 判 定：位 于 彩 虹 最 下 方 的 色 光 是 红 光 还 是 紫 光；（2）紫 光 在 球 形 雨 滴 内 传 播 的 时 间 是 多 少？【答 案】（1）红 光；（2）也 四【解 析】（1）过 入 射 点 A 做 如 图 的 法 线，可 以 判 定 最 卜.方 的 色

39、光 儿 从 空 气 进 入 雨 滴 中，入 射 角 相 同 时，折射 角 最 大：根 据 折 射 规 律，色 光 b 在 介 质 中 折 射 率 最 小，频 率 最 小，是 红 光 sin。“c 从 A 点 入 射 时，设 折 射 角 为 7,根 据 折 射 定 律:n=-,解 得：=30。sm/在 8 点 发 生 反 射 时，AQ4B为 等 腰 二 角 形，故 乙 48。=7,根 据 反 射 定 律：Z O B C=y,在 C 点 出 射 时,Q A B q B C,紫 光 在 球 体 内 传 播 的 路 程：x=4Rcosy=2 6 R紫 光 在 球 体 内 传 播 速 率：v=-nx紫

40、光 在 球 体 内 传 播 时 间：t=-V解 得：”汉 金 19.（2021.湖 南 娄 底 市 高 三 零 模）如 图 所 示，A 8 是 半 径 为 R 的 玻 璃 球 的 水 平 直 径、C。为 竖 直 直 径，。为 圆 心，P 点 为 C B 弧 上 一 点，且 P 与 O 连 线 与 O C 夹 角 为 30。，一 个 点 光 源 贴 在 A 点，发 出 的 光 经 玻 璃 球 传 播 到 C 点 刚 好 发 生 全 反 射，光 屏 刚 好 与 圆 球 相 切 于 B 点，求:（1）玻 璃 球 对 光 的 折 射 率;（2）照 射 到 P 点 的 光 折 射 后，折 射 光 照 射

41、 在 光 屏 上 的 位 置 离 B 点 的 距 离（tanl50=2-6）。【答 案】（1）五;（2）R【解 析】（1）根 据 题 意 画 出 光 路 图 如 下 图 所 示由 于 照 射 在 C 点 的 光 线 刚 好 发 生 全 反 射，由 几 何 关 系 可 知，光 在 C 点 的 入 射 角 为 45。，则 全 反 射 临 界 角 C=45。，折 射 率=-=叵。sinCsin r（2）由 于 N C O P=30,根 据 几 何 关 系，照 射 在 P 点 光 线 的 入 射 角 i=30,根 据 折 射 率 公 式=，sinz解 得 r=45,设 光 线 照 射 到 屏 上 的

42、位 置 为。点，由 几 何 关 系 QB=R sin 60。+（R R cos 60）tan 15。=H20.（2021广 东 高 三 模 拟）如 图 所 示，直 角 棱 镜 ABC 置 于 空 气 中，Z A=30,AB 边 长 为 2%一 束 单 色 光 从 AB 边 中 点 尸 处 以 入 射 角 45。射 入，光 线 垂 直 于 8c 射 出.已 知 真 空 中 光 速 为 c。求：（1）棱 镜 的 折 射 率 n-（2）单 色 光 通 过 棱 镜 的 时 间 f。【解 析】（1）由 几 何 关 系 可 知，光 线 从 48 面 射 入 时，折 射 角 为 30。，则=又 空，解 得=

43、应 sin 30（2）设 光 在 棱 镜 中 速 度 为 v,则 n=（,解 得 丫=君，光 线 在 玻 璃 砖 中 传 播 的 距 离 为s=a+（a-a c o s 6 0）,又/=,解 得 t=五。21.（2021湖 南 高 三 一 模）如 图 所 示 为 一 玻 璃 砖 的 横 截 面，0A B是 半 径 为 2R的 扇 形（。4边 内 侧 面 涂 有 反 射 涂 料），其 中 4 0 8=30。，?a）为 等 腰 直 角 三 角 形，一 束 光 线 从 距。点 R 的 P 点 垂 直 于。边 射 入,光 线 恰 好 在 BD边 上 发 生 全 反 射，最 后 从 A 8弧 边 上 某

44、 点 第 一 次 射 出 玻 璃 砖，已 知 光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 为 C,求：（1）玻 璃 砖 对 该 光 线 的 折 射 率；（2）光 从 P 点 射 入 到 第 一 次 射 出 玻 璃 砖 过 程 中，光 在 玻 璃 砖 中 传 播 的 时 间。光 在 玻 璃 中 传 播 的 速 度 vB 答 案（1）V 2；（2）（2、+.）RC【解 析】（1）作 出 光 路 图，如 图 所 示，由 几 何 关 系 知：Z O E P=45 o P_n不 光 线 恰 好 发 生 全 反 射，根 据 折 射 定 律 s in。=！，解 得=血 n（2）光 在 0A表 面 发 生 反 射

45、（不 考 虑 折 射 光 线），恰 好 从 B 点 射 出，因 为 NFO G=30所 以 G b=M an30因 为 NGFB=60所 以 FB=0 sin 60光 在 玻 璃 中 传 播 的 路 程 为 s=PE+E G+G F+FB=2R+粗 R=C根 据 几 何 关 系 可 知 P E=E G=Rn所 以 解 得 L（2+甸 Rc22.（2021湖 南 邵 阳 市 高 三 一 模）某 种 材 料 的 三 棱 镜 截 面 如 图 所 示，ZA=90 ZB=60 一 束 垂 直 B C 边 的 直 线 光 束 从 A 8 边 的 中 点 入 射，某 一 折 射 光 线 经 过 三 棱 镜

46、B C 边 反 射 后，从 A C 边 垂 直 射 出，已 知 真 空 中 的 光 速 为 c,A 8 边 长 度 为 2“。求：（1）三 棱 镜 的 折 射 率；（2）某 一 光 线 从 A C 边 射 出 时，在 棱 镜 中 传 播 的 时 间。【答 案】（1）5（2）t2c【解 析】（1）依 题 所 给 光 路 图，标 出 入 射 角 和 折 射 角，如 图 由 几 何 关 系 得 r-30,i=60则 三 棱 镜 的 折 射 率 为 n=嘤=百 sin 30（2）光 在 棱 镜 中 的 速 度 为 u=且 n 3光 在 棱 镜 中，由 几 何 知 识 可 得 X、=OQi=a%?=O?

47、D 1.5a共 历 时v5百 t 二-2c23.（2021.江 苏 南 京 市 高 三 二 模）如 图 所 示，一 艘 渔 船 停 在 平 静 的 水 面 上，渔 船 的 前 部 上 端 有 一 激 光 捕 鱼 器 P,从 P 点 射 向 水 面 的 激 光 束 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为 53。，激 光 在 水 中 的 折 射 光 线 与 水 面 的 夹 角 也 为 53,照 到 水 下 B 点 的 鱼，8 处 的 深 度”=1.8m,c=3xl08m/s,sin53=0.8,cos53=0.6)求:（1）水 的 折 射 率;（2）激 光 从 A 到 B 传 播 的 时 间。Psin

48、 a sin 530 4【解 析】根 据 折 射 定 律 可 得 水 的 折 射 率 为”而（2）根 据 折 射 定 律 可 得 激 光 在 水 中 的 传 播 速 度 为 v=n山 几 何 关 系 可 得 X=sin 53激 光 从 A 到 8 传 播 的 时 间 为 f=2=1X 10.8 sV24.（2021江 苏 南 通 市 高 三 二 模）如 图 所 示，激 光 笔 发 出 一 束 激 光 射 向 水 面。点，经 折 射 后 在 水 槽 底 部 形 4成 一 光 斑 P。已 知 入 射 角 a=53。,水 的 折 射 率”=一,真 空 中 光 速 c=3.0 xl08m zsin53

49、=0.8,cos530=0.6o3（1）求 激 光 在 水 中 传 播 的 速 度 大 小 V；（2）打 开 出 水 口 放 水，求 水 放 出 过 程 中 光 斑 尸 移 动 的 距 离 x 与 水 面 下 降 距 离 的 关 系。激 光 笔 出 水 口 o7【答 案】（1）2.25xl08m/s；（2）x=h12【解 析】（1）由 丁”=，代 入 数 据 解 得 v=2.25x108m/snsin a设 水 原 来 深 度 为“，折 射 角 为 夕，由 折 射 定 律 有”诉 Q i n/y解 得 sin/=也 t=0.6n由 几 何 关 系 有 tana+（H-）tan（3=x+/tan

50、 07代 入 数 据 解 得=不 1225.（2021 河 南 高 三 二 模）如 图 所 示，一 个 三 棱 柱 形 玻 璃 砖 的 横 截 面 为 等 腰 三 角 形，两 腰 O M、O N 的 长 度 均 为 d,顶 角 NMCW=120。，玻 璃 砖 材 料 的 折 射 率=血。一 细 光 束 在 O M N 平 面 内 从。M 的 中 点 P 射 入,细 光 束 进 入 玻 璃 砖 后 的 方 向 与 O N 平 行。已 知 光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 为 c,求:（1）入 射 角 的 大 小；（2）该 细 光 束 在 玻 璃 砖 内 传 播 的 最 短 时 间。M【答