原卷版-2019高考物理二輪復習選修專題3-4《光學》計算題精選(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上絕密啟用前2019高考物理二輪復習選修專題3-4光學計算題精選一、計算題(共28小題) 1.物理選修34(15分)(1)(5分)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s.一平直橋由鋼鐵制成，某同學用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s橋的長度為_m若該聲波在空氣中的波長為，則它在鋼鐵中的波長為的_倍(2)(10分)如圖1，ABC是一直角三棱鏡的橫截面，A90°，B60°.一細光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出EG垂直于AC交BC于

2、G，D恰好是CG的中點不計多次反射圖1()求出射光相對于D點的入射光的偏角；()為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？2.如圖所示，折射率n11.5的半圓形玻璃磚置于光屏MN的正上方整個裝置置于盛滿折射率為n21.5的液體的容器中，其平面AB到MN的距離為h20 cm.一束單色光沿圖示方向射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O點現(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點順時針轉(zhuǎn)動(1)當玻璃磚轉(zhuǎn)過30°時，求射到光屏上的光點到O的距離x；(2)求射到光屏上的光點離O的最遠距離xm；3.半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如圖所示，圓心為O.兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面方向且與底面垂直光線1的入射點A為

3、圓柱面的頂點，光線2的入射點為B，AOB60°，已知該玻璃對紅光的折射率n.求：(1)兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后出射光線的交點與O點的距離d；(2)若入射的是單色藍光，則距離d將比上面求得的結(jié)果大還是小？(定性分析，不需要計算)4.如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，AB邊豎直，一紙面內(nèi)的單色光束從玻璃磚的某一定點射入，入射角可以任意變化，現(xiàn)要求只考慮能從AB邊折射的情況(不考慮從AB上反射后的情況)，已知：45°，玻璃磚對該單色光的折射率n，光在真空中的速度為c.則求：(1)光在玻璃磚中傳播的最短時間t；(2)能從AB邊出射的光線與AB交點的范圍寬度d.5.如圖所示，一玻璃

4、球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑來自B點的光線BM在M點射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射已知ABM30°，求：(1)玻璃的折射率；(2)球心O到BN的距離6.如圖所示，MN為豎直放置的光屏，光屏的左側(cè)有半徑為R、折射率為的透明半球體，O為球心，軸線OA垂直于光屏，O至光屏的距離OAR.一細束單色光垂直射向半球體的平面，在平面的入射點為B，OBR見求：(1)光線從透明半球體射出時，出射光線偏離原方向的角度(2)光線在光屏形成的光斑到A點的距離7.如圖所示，真空中有一個半徑為R0.1 m、質(zhì)量分布均勻的玻璃球，頻率為f5.0×1014Hz的細激光束

5、在真空中沿直線BC傳播，于玻璃球表面的C點經(jīng)折射進入小球，并在玻璃球表面的D點又經(jīng)折射進入真空中已知COD120°，玻璃球?qū)υ摷す馐恼凵渎蕿?求：(1)此激光束在真空中的波長；(2)此激光束進入玻璃時的入射角；(3)此激光束穿越玻璃球的時間8.如圖所示，為某種透明介質(zhì)的截面圖，AOC為等腰直角三角形，BC為半徑R10 cm的四分之一圓弧，AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點由紅光和紫光兩種單色光組成的復色光射向圓心O，在AB分界面上的入射角i45°，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個亮斑已知該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1，n2.(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色；(2

6、)求兩個亮斑間的距離9.如圖所示是一透明的折射率為n的圓柱體，其半徑R20 cm，O點為圓心，AB為其中的一直徑今有一束平行光沿平行于AB方向射向圓柱體，已知真空中光速為c3.0×108m/s.(1)求光在圓柱體中的傳播速度；(2)假如在該平行光中有經(jīng)圓柱體折射后剛好到達B點的光線，則該光線在圓柱體中的傳播時間為多少？10.如圖所示，折射率n的半圓形玻璃磚置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距離為h10 cm一束單色光沿圖示方向射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O點現(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點順時針轉(zhuǎn)動，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的光點將向哪個方向移動？光點離O點最遠是多少？11.如圖所示，半圓

7、玻璃磚的半徑R10 cm，折射率n，直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點激光a以入射角i60°射向玻璃磚的圓心O，結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩光斑，求兩光斑之間的距離L.12.用折射率為n的透明物質(zhì)做成內(nèi)、外徑分別為a、b的球殼，球殼的內(nèi)表面涂有能完全吸收光的物質(zhì)，如圖所示，當一束平行光從左側(cè)射向該球殼時，被吸收掉的光束在射進球殼左側(cè)外表面前的橫截面積有多大？13.如圖所示，一束截面為圓形(半徑R1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū)屏幕S至球心距離為D(1)m，不考慮光的干涉和衍射，試問：(1)若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚，請你求出圓形

8、亮區(qū)的半徑(2)若將題干中紫光改為白光，在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色？14.如圖所示，在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質(zhì)，其折射率為n，玻璃介質(zhì)的上邊界MN是屏幕玻璃中有一正三角形空氣泡，其邊長l40 cm，頂點與屏幕接觸于C點，底邊AB與屏幕平行激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點O，結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑(1)畫出光路圖(2)求兩個光斑之間的距離L.15.如圖，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知A60°，C90°，一束極細的光于AC的中點D垂直AC面入射，ADa，棱鏡的折射率為n，求：(1)求此玻璃的臨界角；(2)光從棱鏡第一次射入空氣時的折射角；(3)光從

9、進入棱鏡到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時間(設光在真空中的傳播速度為c)16.如圖所示，某透明介質(zhì)的截面為直角三角形ABC，其中A30°，AC邊長為L.一束單色光從AC面上距A為的D點垂直于AC邊射入，恰好在AB面發(fā)生全反射已知光速為c，求：(1)該介質(zhì)的折射率n；(2)該光束從射入介質(zhì)到第一次穿出所經(jīng)歷的時間17.如圖所示，ABC為一直角三棱鏡的截面，其頂角30°，P為垂直于直線BCD的光屏一束寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)三棱鏡折射后在屏P上形成一條光帶(1)以圖中編號為a、b、c的三條光線為代表畫出光束經(jīng)棱鏡折射的光路示意圖；(2)若從AC面出射的光線與原來

10、入射光線的夾角為30°，求棱鏡的折射率18.如圖所示，一束光波以45°的入射角從AB面射入透明的三棱鏡中，已知光束進入AB面的折射角r30°.試求該棱鏡的折射率n和臨界角C，并在圖中畫出該光束在棱鏡中的光路圖19.如圖，為某種透明材料做成的三棱鏡橫截面，其形狀是邊長為a的等邊三角形，現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到該三棱鏡的AB及AC面上，結(jié)果所有從AB、AC面入射的光線進入后恰好全部直接到達BC面試求：(1)該材料對此平行光束的折射率；(2)這些到達BC面的光線從BC面折射而出后，如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑，則當屏到B

11、C面的距離d滿足什么條件時，此光斑分為兩塊？20.如圖所示的直角三角形ABC是玻璃磚的橫截面，A30°，B90°，BC的長為L，E為BC邊的中點一束平行于AB的光束從AC邊上的某點射入玻璃磚，進入玻璃磚后，在BC邊上的E點被反射，EF是該反射光線，且EF恰與AC平行求：(1)玻璃磚的折射率；(2)該光束從AC邊上射入玻璃磚后在玻璃磚中傳播的時間21.如圖所示是一種折射率n1.5的棱鏡，用于某種光學儀器中，現(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的大小i滿足sini.求：(c3×108m/s)(1)光進入棱鏡后的折射角和光在棱鏡中傳播的速率；(2)此束光

12、線射出棱鏡后的方向(不考慮返回到AB面上的光線)22.如圖所示，上下表面平行的玻璃磚折射率為n，下表面鑲有銀反射面，一束單色光與界面的夾角45°射到玻璃表面上，結(jié)果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現(xiàn)相距h2.0 cm的光點A和B(圖中未畫出A、B)(1)在圖中畫出光路示意圖(2)求玻璃磚的厚度d.23.如圖所示，MNPQ是一塊截面為正方形的玻璃磚，其邊長MN30 cm.一束激光AB射到玻璃磚的MQ面上(入射點為B)進入玻璃磚后在QP面上的F點(圖中未畫出)發(fā)生全反射，恰沿DC方向射出其中B為MQ的中點，ABM30°，PD7.5 cm，CDN30°.(1)畫出激光束在玻璃磚

13、內(nèi)的光路示意圖，求出QP面上的反射點F到Q點的距離QF；(2)求出該玻璃磚的折射率；(3)求出激光束在玻璃磚內(nèi)的傳播速度(真空中光速c3×108m/s)24.如圖所示，某同學用插針法測定半圓形玻璃磚的折射率，按規(guī)范先后插入P1、P2、P3、P4四枚大頭針后，移開玻璃磚作出分析圖用圓規(guī)以O點為圓心畫一個圓，分別交入射光線和折射光線于A點和B點，量出這兩點到y(tǒng)軸的距離分別為ACa、BDb，求：(1)玻璃磚的折射率；(2)恰好發(fā)生全反射時臨界角的正弦值25.如圖所示，光線a從某種玻璃射向空氣，在它們的界面MN上發(fā)生反射和折射，反射光線b和折射光線c剛好垂直，已知此時入射角為iB，求：(1)

14、玻璃的折射率n；(2)若要光線c消失，入射角iC應為多大？26.某種光學元件有兩種不同透明物質(zhì)和透明物質(zhì)制成，其橫截面積如圖所示，O為AB中點，BAC30°，半圓形透明物質(zhì)的折射率為n1，透明物質(zhì)的折射率為n2.一束光線在紙面內(nèi)沿O點方向射入元件，光線與AB面垂線的夾角到時，通過觀察發(fā)現(xiàn)此時從AC面恰好無光線射出，在BC面有光線垂直射出：(1)該透明物質(zhì)的折射率n2；(2)光線在透明物質(zhì)中的傳播速率大小v；(3)光線與AB面垂線的夾角的正弦值27.如圖所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點光源，已知水對該光的折射率為，玻璃對該光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度也為d.求：(1)這種光在玻璃和