2023新教材高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強化訓(xùn)練9光

專題強化訓(xùn)練9光一、選擇題(1～4題為單項選擇題，5～7題為多項選擇題)1．如圖所示，后車安裝了“預(yù)碰撞安全系統(tǒng)”，其配備的雷達會發(fā)射毫米級電磁波(毫米波)，并對前車反射的毫米波進行計算，則()A．毫米波的頻率比可見光高B．毫米波遇到前車時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象C．經(jīng)前車反射后毫米波的速度將比反射前大D.前車的金屬尾板遇到毫米波時會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流2．[2022·江蘇沖刺卷]無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應(yīng)用．在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向、電場方向如圖所示，下列說法正確的是()A．電容器正在充電B．振蕩電流正在增大C．線圈中的磁場正在增強D．增大電容器兩板距離，LC振蕩頻率減小3．[2022·濟南歷城二中測評]用鐵環(huán)粘上肥皂液，用白熾燈光照射，從反射光的方向去看，呈現(xiàn)如圖所示的現(xiàn)象，最上部是較寬的黑色條紋，其下是若干彩色條紋圖．已知可見光的頻率為3.9×1014Hz～7.5×1014Hz，請估算肥皂膜最上面黑色條紋區(qū)域的厚度最大值為()A．20nm B．80nmC．200nm D．2000nm4．[2021·湖北卷]如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)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5．圖示為半圓柱體玻璃的橫截面OBCD，OD為直徑．一束復(fù)色光沿AO方向從真空射入玻璃，光線分別從B、C點射出．下列說法正確的是()A．光線的頻率νB>νCB．光線在玻璃中傳播速度vB>vCC．光線在玻璃中傳播時間tOB＝tOCD．增大復(fù)色光入射角，光線將會在半圓面上發(fā)生全反射6.[2022·山東押題卷]如圖，有一透明材料制成的空心球體，內(nèi)徑R＝1m，外徑為2R，在過球心的某截面內(nèi)有一束單色光從球面上A點射入，光線與AO間夾角i＝60°，經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切，已知光速c＝3×108m/s，下列說法正確的是()A．光線射入球體后頻率變小B．光線射入球體后波長變大C．透明材料對該單色光的折射率為eq\r(3)D．從A點射入球體的光線經(jīng)反射再次回到A點所用時間為6×10－8m/s7.[2022·遼寧押題卷]如圖所示，等邊三角形ABC是某三棱鏡的橫截面，位于橫截面所在平面內(nèi)的一束紅光由O點垂直于AC邊射入，從BC邊射出．已知該三棱鏡對紅光的折射率為eq\r(3)，AB＝16cm，OA＝4cm，真空中光速c＝3×108m/s.則()A．紅光在該三棱鏡中的傳播速度為3eq\r(3)×108m/sB．紅光由O點射入至從BC邊射出所用的時間為8×10－10sC．紫光在該三棱鏡中的傳播速度大于紅光在該三棱鏡中的傳播速度D．紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長二、非選擇題8.[2022·遼寧模擬卷]一半徑r＝0.4m，厚度為d＝0.2eq\r(3)m的圓柱形玻磚，中心軸線橫向放置，如圖為其截面圖，圓柱側(cè)面鍍膜，光線不能透出，在圓柱中心軸線上距玻磚前表面L1＝0.15m處有一點光源，距玻磚后表面L2＝0.3m處有一光屏，光屏上光斑半徑為2r.(1)畫出光源經(jīng)過玻磚照在光屏上光斑邊緣的典型光線；(2)求玻磚的折射率n.9.[2022·福建押題卷]圖示為某種材料制成的透明器件，其橫截面由三角形和半圓形組成，∠CAB＝75°，半圓的半徑為R，圓心在O點，P點在AC上且PC＝eq\r(\f(3,2))R.現(xiàn)有一光線MP沿紙面與AC面成θ＝30°角從P點入射到AB面上，折射后恰好通過O點．已知光在真空中的速度大小為c，sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ，求：(1)透明材料的折射率n；(2)光從P點入射到第一次射出透明體的傳播時間t.10．[2022·山東押題卷]如圖所示為一透明介質(zhì)制成的棱鏡的截面圖，其中∠B＝90°，AC＝2AB＝18cm.兩束完全相同的激光甲、乙由AC邊斜射入棱鏡，乙光到達BC邊和甲光到達BA邊所用時間相同，且均從F點射出棱鏡．已知兩激光束與AC邊的夾角均為45°.(1)求該透明介質(zhì)的折射率；(2)若AD＝3cm，求激光束甲、乙從射入棱鏡到第一次射出棱鏡過程中在棱鏡中傳播的時間之比．專題強化訓(xùn)練9光1．解析：從電磁波譜的順序可知毫米波的頻率比可見光低，故A錯誤；毫米波的波長遠小于車的大小，所以遇到前車時不會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故B錯誤；電磁波在空中傳播的速度不會變化，故C錯誤；系統(tǒng)判斷有可能發(fā)生碰撞時會發(fā)出蜂鳴并顯示警示信號，說明前車的金屬尾板遇到毫米波時一定會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流，故D正確．答案：D2．解析：由題圖中磁場的方向，根據(jù)安培定則可知電流由電容器上極板經(jīng)線圈流向下極板，由電場方向可知，下極板是正極，故此時電容器正在充電，故A正確；電容器正在充電，則電路中電流正在減小，線圈中的磁場正在減弱，故B、C錯誤；根據(jù)C＝eq\f(εS,4πkd)，增大電容器兩板距離，電容減小，根據(jù)f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，LC振蕩頻率增大，故D錯誤．答案：A3．解析：由于重力作用，肥皂液逐漸向下流動，形成上薄下厚的形狀，上部的肥皂膜越來越薄，當厚度恰好等于可見光最長波長的eq\f(1,4)時，從膜的前表面反射回來的光和從后表面反射回來的光的光程差為波長的eq\f(1,2)，疊加的結(jié)果是減弱，而且兩個反射光與透射光相比能量很小，所以看起來是黑色．即膜的厚度最大值為dmax＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(1,4)×eq\f(c,ν)＝eq\f(1,4)×eq\f(3.0×108,3.9×1014)m＝200nm，故C正確．答案：C4．解析：由雙縫干涉條紋間距的公式Δx＝eq\f(λL,d)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λ1>λ2，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λ1>λ2，則n1<n2，所以N是波長為λ1的光出射位置，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D5．解析：從B點射出的光線在O點折射時光的傳播方向偏折大，說明玻璃對從B點射出的單色光折射率大，頻率高，即nB>nC，νB>νC，故A正確；由光在介質(zhì)中傳播速度公式v＝eq\f(c,n)，nB>nC，所以有vB<vC，故B錯誤；設(shè)光在O點折射時入射角、折射角分別為i、r，根據(jù)折射定律有sini＝nsinr，又根據(jù)幾何關(guān)系，光從O到射出玻璃的光程L＝2Rsinr，則折射光在玻璃中傳播時間t＝eq\f(L,v)＝eq\f(2Rsini,c)，可見時間與折射光線方向無關(guān)，故C正確；發(fā)生全反射的必要條件之一是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，所以光線不會從空氣射入玻璃時發(fā)生全反射，故D錯誤．答案：AC6．解析：光線射入球體后頻率不變，故A錯誤；光線射入球體后速度變小，根據(jù)λ＝eq\f(v,f)，可知波長變小，故B錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系得在透明材料中的折射角的正弦值sinr＝eq\f(R,2R)＝eq\f(1,2)，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)，故C正確；做出光路圖，由幾何關(guān)系可得光在透明材料中的路程為s＝6×2Rcos30°＝6eq\r(3)m，光在透明材料中的傳播速度為v＝eq\f(c,n)＝eq\r(3)×108m/s，則時間為t＝eq\f(s,v)＝6×10－8s，故D正確．答案：CD7．解析：紅光在該三棱鏡中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\r(3)×108m/s，故A錯誤；根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)<eq\f(\r(3),2)可知紅光的臨界角C<60°，紅光在AB邊發(fā)生了全反射，光垂直于BC邊射出棱鏡，紅光由O點射入至從BC邊射出所用的時間為t＝eq\f(2×\r(3)OA,v)＝8×10－10s，故B正確；紫光的頻率大于紅光的頻率，該三棱鏡對紫光的折射率大于對紅光的折射率，可知紫光在該三棱鏡中的傳播速度小于紅光在該三棱鏡中的傳播速度，故C錯誤；由λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(\f(c,n),f)＝eq\f(c,nf)，可知，紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長，故D正確．答案：BD8．解析：（1）如圖所示，畫出的光線必須從玻璃磚右上角或右下角射出射到光屏上．（2）如圖，由于光斑的半徑為2r，故光從玻璃磚射出的出射點到光斑邊緣的豎直距離為r，tanθ1＝eq\f(r,L2)＝eq\f(4,3)①θ1＝53°②根據(jù)折射定律sinθ1＝nsinθ2③可知光線在左側(cè)面的入射角也為θ1，設(shè)入射點與光源的豎直距離為d′，則d′＝L1tanθ1＝0.2m④tanθ2＝eq\f(r－d′,d)＝eq\f(\r(3),3)⑤θ2＝30°⑥根據(jù)折射定律sinθ1＝nsinθ2聯(lián)立②⑥解得n＝1.6.答案：（1）見解析（2）1.69．解析：（1）設(shè)折射角為r，光路圖如圖所示入射角i＝90°－θ＝60°由折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)在△POC中，根據(jù)正弦定理有eq\f(R,sin（90°－r）)＝eq\f(PC,sin（75°＋r）)其中PC＝eq\f(\r(6),2)R解得r＝45°，n＝eq\f(\r(6),2).（2）在△POC中，根據(jù)正弦定理有eq\f(R,sin（90°－r）)＝eq\f(OP,sin（90°－75°）)解得OP＝eq\f(\r(3)－1,2)R光從P點入射到第一次射出透明體的傳播時間t＝eq\f(OP＋R,v)又n＝eq\f(c,v)解得t＝eq\f(（3\r(2)＋\r(6)）R,4c).答案：（1）eq\f(\r(6),2)（2）eq\f(（3\r(2)＋\r(6)）R,4c)10．解析：（1）由題意畫出光路圖，如圖所示．兩束激光的入射角相同，進入同一介質(zhì)發(fā)生折射的折射角也相同，且乙、甲兩束光到達BC，BA邊所用時間相同，則EG＝DF，且EG∥DF，由幾何知識可知GF∥AC，∠BGF＝30°，由反射定律可知∠CGE＝∠BGF＝30°，則∠CEG＝120°，則該透明介質(zhì)的折射率為n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2).（2）設(shè)該激光在該透明介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角為C，則有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，解得C＝45°由幾何知識可知，激光束乙經(jīng)AC邊折射后，在BC邊上的入射角為60°，大于臨界