光學(xué)-2021高考物理一輪復(fù)習(xí)壓軸題剖析（光學(xué)部分）（解析版）

專題31光學(xué)

一、選擇題（1-9題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，10-12題有多個(gè)選項(xiàng)符合條件）

1.如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是“、6兩束單色光，經(jīng)過(guò)單縫的衍射圖樣。這下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.在真空中，“光的波長(zhǎng)比6光小

B.在同一介質(zhì)中傳播，。光的傳播速度比〃光小

C.兩束單色光分別入射到同一雙縫干涉裝置時(shí)，在光屏上人光亮紋的條數(shù)更多

D.當(dāng)兩束光從空氣中射向玻璃時(shí)，a光不發(fā)生全反射，但6光可能發(fā)生全反射

【答案】C

【解析】

A.根據(jù)波長(zhǎng)越長(zhǎng)的，衍射條紋間距越寬，知。圖條紋間距大，則。光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；

B.依據(jù)/=三可知，。光的頻率較小，那么a光的折射率較小，根據(jù)v=￡知，則在同種均勻介質(zhì)中，a

An

光的傳播速度比b光快，B錯(cuò)誤；

C.條紋間距大的，光屏上亮紋的條數(shù)少，故b光亮紋的條數(shù)更多，C正確；

D.發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角，故兩束光從空氣中射向

玻璃時(shí)，均不發(fā)生全反射，D錯(cuò)誤。

故選C。

2.單色細(xì)光束射到折射率〃=及的透明球面，光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，入射角i=45。，經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)

后，又經(jīng)內(nèi)表面反射一次，再經(jīng)球面折射后射出的光線，如圖所示（圖上已畫(huà)出入射光和出射光），則入

射光與出射光之間的夾角a為（）

【答案】B

【解析】ABCD.光線從入射到出射的光路如圖所示，入射光線AB經(jīng)球面折射后，折射光線為BC,又經(jīng)

球表面反射后，反射光線為CD,再經(jīng)折射后，折射出的光線為DE。OB、OD為球的半徑，即為法線。由

折射定律

sinz

n=~—‘

sinr

得

.sinzsin4501

sinr=-----=—r=-=—,

“及2

r=30°o

由幾何關(guān)系及對(duì)稱性，有

—=r-(?-r)=2r-z,a=4r-2i,

2,)

把r=30。，i=45。代入得：。=30°.所以ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

3.圖為手機(jī)信號(hào)屏蔽器.手機(jī)信號(hào)屏蔽器主要針對(duì)各類考場(chǎng)、加油站、軍事重地等禁止使用手機(jī)的場(chǎng)所.手

機(jī)工作時(shí)，是在一定頻率范圍內(nèi)，手機(jī)和基站通過(guò)無(wú)線電波聯(lián)系起來(lái)，完成數(shù)據(jù)和聲音的傳輸.針對(duì)這種

通訊原理，手機(jī)信號(hào)屏蔽器在工作過(guò)程中以一定的速度從手機(jī)通信所使用的頻率的低端向高端掃描，在掃

描過(guò)程中向手機(jī)發(fā)送一定頻率的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對(duì)手機(jī)形成干擾.對(duì)

于手機(jī)信號(hào)屏蔽器的工作過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來(lái)工作的

B.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)工作的

C.手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場(chǎng)所內(nèi)

D.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的

【答案】D

【解析】手機(jī)信號(hào)屏蔽器在工作過(guò)程中以一定的速度從手機(jī)通信所使用的頻率的低端向高端掃描，在掃描

過(guò)程中向手機(jī)發(fā)送一定頻率的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對(duì)手機(jī)形成干擾.則

手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的.

A.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來(lái)工作的，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)工作的，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場(chǎng)所內(nèi)，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；

故選D.

4.地表風(fēng)速的大小對(duì)我們的生產(chǎn)生活有著很大的影響，所以我們經(jīng)常會(huì)在鐵路沿線、碼頭、建筑、索道、

氣象站、養(yǎng)殖場(chǎng)等處看到風(fēng)速儀，它們能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集并智能傳送，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示.光源

發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測(cè)器接收.在風(fēng)力作用下，風(fēng)杯繞轉(zhuǎn)軸以正比于風(fēng)速（V風(fēng)）的速率（咻）旋

轉(zhuǎn)，其關(guān)系為也=%%.風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)會(huì)通過(guò)齒輪帶動(dòng)下面的凸輪圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤(pán)上的凸輪經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)時(shí)

光被擋住.已知風(fēng)杯與轉(zhuǎn)軸距離為一，風(fēng)杯每轉(zhuǎn)動(dòng)〃圈帶動(dòng)凸輪圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈.計(jì)算機(jī)對(duì)探測(cè)器接收到的

光強(qiáng)變化情況進(jìn)行分析，就能得到風(fēng)速的大小.在加時(shí)間內(nèi)探測(cè)器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2

所示.下列說(shuō)法正確的是

圖（a）

A.光纖材料內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率

B.風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)的角速度小于凸輪圓盤(pán)的角速度

C.在加時(shí)間內(nèi)，風(fēng)速逐漸增大

D.在加時(shí)間內(nèi)，風(fēng)的平均速率為場(chǎng)吆

△t

【答案】D

【解析】光纖材料是根據(jù)全反射原理制成的，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，從而光能在內(nèi)部發(fā)生全

反射而傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因風(fēng)杯每轉(zhuǎn)動(dòng)n圈帶動(dòng)凸輪圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，可知風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)的角速度大于凸輪圓

盤(pán)的角速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)圖b可知，在At內(nèi)，通過(guò)的光照的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的越

來(lái)越慢，即轉(zhuǎn)速逐漸減小，風(fēng)速減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

在4t內(nèi)擋了4次光，則/=—.根據(jù)風(fēng)輪葉片每轉(zhuǎn)動(dòng)n圈帶動(dòng)凸輪圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈可知：則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)

4

的周期丁=旦，則風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的平均速率萬(wàn)=也=也叱，風(fēng)的平均速率為丫=屈=匆”，故D

4〃T\t

正確.故選D.

5.圖中所示。x軸沿水平方向，沖軸沿豎直向上方向.在x>0,y>0的區(qū)域內(nèi)存在某種分布范圍足夠廣的

介質(zhì)，其折射率隨著y的變化而變化.一束細(xì)光束入射到介質(zhì)表面，并沿著如圖所示從?到6的一條弧形

路徑傳播.下列判斷正確的是

A.此介質(zhì)的折射率隨著y的增大而減小

B.海洋蜃景發(fā)生時(shí)空氣折射率隨高度的變化與此類似

C.沙漠蜃景發(fā)生時(shí)空氣折射率隨高度的變化與此類似

D.這束細(xì)光束在繼續(xù)傳播的過(guò)程中會(huì)發(fā)生全反射

【答案】C

【解析】由光的傳播路徑可知，此介質(zhì)的折射率隨著y的增大而增大，故A錯(cuò)誤；海洋蜃景發(fā)生時(shí)，海面

上的下層空氣的溫度比上層低，下層空氣的密度比上層大，折射率也比上層大；沙漠蜃景發(fā)生時(shí)，沙漠的

上層空氣的溫度比下層低，則上層空氣的密度比下層大，則上層空氣的折射率比下層空氣折射率大，山此

可知沙漠蜃景發(fā)生時(shí)空氣折射率隨高度的變化與此類似，故B錯(cuò)誤，C正確；光的全反射條件為光從光密

介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，而圖中的光是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，故不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤；故選C.

6.目前，我國(guó)正在開(kāi)展5G網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)工作，并將于2020年進(jìn)入全面5G時(shí)代.屆時(shí)，將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)

代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí).5G,即第五代移動(dòng)通信

技術(shù)，采用3300-5000MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，1880-2635MHz頻段）技

術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延.5G信號(hào)與4G信號(hào)相比下列說(shuō)法正確的是：

A.5G信號(hào)在真空中的傳播速度更快

B.5G信號(hào)是橫波4G信號(hào)是縱波

C.5G信號(hào)粒子性更顯著

D.5G信號(hào)更容易發(fā)生明顯衍射

【答案】C

【解析】A、5G信號(hào)與4G信號(hào)都是電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，故A錯(cuò)誤；

B、5G信號(hào)與4G信號(hào)都是電磁波，5G信號(hào)和4G信號(hào)是橫波，故B錯(cuò)誤；

C、5G信號(hào)的頻率高，粒子性越顯著，故C正確；

D、4G信號(hào)的頻率低，波長(zhǎng)長(zhǎng)，更容易發(fā)生明顯衍射，故D錯(cuò)誤：

故選C.

7.熱反射玻璃一般是在玻璃表面鍍一層或多層諸如錯(cuò)、鈦或不銹鋼等金屬或其化合物組成的薄膜，使產(chǎn)

品呈豐富的色彩，對(duì)于可見(jiàn)光有適當(dāng)?shù)耐干渎剩瑢?duì)紅外線有較高的反射率，對(duì)紫外線有較高吸收率，因此,

也稱為陽(yáng)光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墻，其透視方向是由光的強(qiáng)度決定.當(dāng)室外比室內(nèi)明亮?xí)r，

單向透視玻璃與普通鏡子相似，室外看不到室內(nèi)的景物，但室內(nèi)可以看清室外的景物.而當(dāng)室外比室內(nèi)昏

暗時(shí)，室外可看到室內(nèi)的景物，且室內(nèi)也能看到室外的景物，其清晰程度取決于室外照度的強(qiáng)弱.根據(jù)以

上信息和你所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)判斷，下列說(shuō)法中不正確的是

A.熱反射玻璃可以有效的阻止過(guò)強(qiáng)紫外線對(duì)人體的傷害

B.熱反射玻璃應(yīng)該具有保溫隔熱作用

C.熱反射玻璃和普通玻璃一樣，能有效的減弱噪聲

D.熱反射玻璃的單向透視性不遵從光路可逆性

【答案】D

【解析】熱反射玻璃對(duì)紫外線有較高吸收率，可以有效的阻止過(guò)強(qiáng)紫外線對(duì)人體的傷害，選項(xiàng)A正確；熱

反射玻璃對(duì)紅外線有較高的反射率，應(yīng)該具有保溫隔熱作用，選項(xiàng)B正確；熱反射玻璃和普通玻璃一樣，

能有效的減弱噪聲，選項(xiàng)C正確；熱反射玻璃的單向透視性仍遵從光路可逆性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；此題選擇不

正確的選項(xiàng)，故選D.

8.單縫衍射實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系，和雙

縫干涉實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生圖樣的相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系相同.利用單縫衍

射實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量金屬的線膨脹系數(shù)，線膨脹系數(shù)是表征物體受熱時(shí)長(zhǎng)度增加程度的物理量.下圖是實(shí)驗(yàn)的

示意圖，擋光片A固定，擋光片B放置在待測(cè)金屬棒上端，A、B間形成平直的狹縫，激光通過(guò)狹縫，在

光屏上形成衍射圖樣，溫度升高，金屬棒碰撞使得狹縫寬度發(fā)生變化，衍射圖樣也隨之發(fā)生變化.在激光

波長(zhǎng)已知的情況下，通過(guò)測(cè)量縫屏距離和中央亮條紋寬度，可算出狹縫寬度及變化，進(jìn)而計(jì)算出金屬的線

膨脹系數(shù).下列說(shuō)法正確的是（）

光屏

激光P

金屬棒0

A.使用激光波長(zhǎng)越短，其它實(shí)驗(yàn)條件不變，中央亮條紋寬度越寬

B.相同實(shí)驗(yàn)條件下，金屬的膨脹量越大，中央亮條紋寬度越窄

C.相同實(shí)驗(yàn)條件下，中央亮條紋寬度變化越大，說(shuō)明金屬膨脹量越大

D.狹縫到光屏距離越大，其它實(shí)驗(yàn)條件相同，測(cè)得金屬的線膨脹系數(shù)越大

【答案】C

【解析】A.對(duì)比雙縫干涉相鄰兩亮條紋間距與雙縫間距、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系公式?=^4可得

a

AVT

單縫衍射中央亮條紋寬度的一半與單縫寬度、光的波長(zhǎng)、縫屏距離的關(guān)系為一=-;4,激光波長(zhǎng)變短，

2d

其他條件不變，則中央聊條紋寬度變窄，A錯(cuò)誤；

B.相同實(shí)驗(yàn)條件下，金屬的膨脹量越大，則單縫距離d越小，中央亮條紋寬度越寬，B錯(cuò)誤；

C.相同實(shí)驗(yàn)條件下，中央亮條紋寬度變化越大，說(shuō)明單縫的距離變化大，即金屬膨脹量越大，C正確；

D.金屬的線膨脹系數(shù)屬于金屬的特有屬性，與實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。

故選C。

9.凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面，球面的半徑叫做這個(gè)曲面的曲率半徑.把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃

上，讓單色光從上方射入，從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋，如圖所示.這個(gè)現(xiàn)象是

牛頓首先發(fā)現(xiàn)的，這些環(huán)狀條紋叫做牛頓環(huán)，它是兩個(gè)玻璃表面之間的空氣膜引起的薄膜干涉造成的.從

凸透鏡中心向外，依次叫第1,2,3,……級(jí)條紋.同一級(jí)亮（或暗）條紋對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度相同，并且兩個(gè)

相鄰的亮（或暗）條紋對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度差相同.理論和實(shí)驗(yàn)均表明：光從折射率小的介質(zhì)射向折射率大

的介質(zhì)時(shí)，反射光與入射光相比，有一個(gè)相位為2L突變（相當(dāng)于反射光比入射光多走了半個(gè)波長(zhǎng)）.因

而，某一級(jí)亮條紋對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度應(yīng)該滿足：2d=（2A+l）/U2,其中仁0,1,2....根據(jù)以上信息，結(jié)

合光的干涉規(guī)律，判斷下列說(shuō)法中，正確的是（）

A.凸透鏡中心點(diǎn)應(yīng)該是亮點(diǎn)

B.從凸透鏡中心向外，圓環(huán)半徑均勻增大

C.如果換一個(gè)表面曲率半徑更大的凸透鏡，觀察到的同一級(jí)條紋半徑變大

D.如果改用波長(zhǎng)更短的單色光照射，觀察到的同一級(jí)條^半徑變大

【答案】C

【解析】凸透鏡中心點(diǎn)處的光對(duì)應(yīng)的路程差為零，不是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故不應(yīng)該是亮點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

因圓面是曲線而不是直線，則路程差不是均勻增加的，故從凸透鏡中心向外，圓環(huán)半徑不是均勻增大，而

表現(xiàn)為越來(lái)越密集，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；換一個(gè)表面曲率半徑更大的凸透鏡，出現(xiàn)亮條紋的這一厚度偏移中心，

知觀察到的同一級(jí)圓環(huán)的半徑變大，選項(xiàng)C正確；用波長(zhǎng)更短的光照射，則出現(xiàn)亮條紋的這一厚度需向靠

近中心，則圓環(huán)的半徑變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.

10.甲、乙兩種單色光分別通過(guò)同一雙健干涉裝置得到的干涉圖樣如圖甲、圖乙所示，圖丙中有玻璃磚，

。是圓心，MN是法線,PQ是足夠長(zhǎng)的光屏，甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部從。點(diǎn)射出，折射角為八

則下列說(shuō)法正確的是（）

nnnnni

圖甲

A.乙光以i入射時(shí)可能會(huì)發(fā)生全反射

B.甲光的頻率比乙光的頻率大

C.光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波

D.甲光在玻璃磚中的臨界角C用滿足sinG"=2"

sinr

E.若繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)玻璃磚，PQ上可能接收不到甲光

【答案】BDE

【解析】AB.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式AX=4/1,知甲的波長(zhǎng)較小，乙的波長(zhǎng)較大，所以甲的頻率

a

大，乙的頻率小，對(duì)同一種介質(zhì)，甲的折射率大。根據(jù)全反射的臨界角sinC=，可知甲的臨界角小，乙的

n

臨界角大，當(dāng)甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向。點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)，乙光以i入射時(shí)一定不會(huì)發(fā)生全反

射，故A錯(cuò)誤，故B正確。

C.光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，但不能說(shuō)明光是橫波，光的偏振現(xiàn)象才能說(shuō)明光是一種橫波。故C

錯(cuò)誤。

D.根據(jù)全反射的臨界角

,「1

sine=—

n

結(jié)合

sinr

n=----

sinz

所以甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足

.一sinz

sinC=-----

sin/"

故D正確。

E.若繞。點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)玻璃磚，隨，?的增大，由于甲的臨界角小，先發(fā)生全反射，所以PQ上可能接收

不到甲光，故E正確。

故選BDE?

11.如圖所示，一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡，兩種顏色不同的可見(jiàn)光細(xì)光束。、b,垂直于斜邊

從空氣射向玻璃，光路如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.玻璃對(duì)“光的折射率小于對(duì)。光的折射率

B.。光和h光由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡后頻率都變小

C.a光和b光在玻璃中傳播時(shí)。光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)

D.在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比6光小

E.a光和〃光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則。光先發(fā)生全反射

【答案】CDE

【解析】A.由圖可知，經(jīng)過(guò)玻璃棱鏡后a光的偏折程度比6光大，所以玻璃對(duì)“光的折射率小于對(duì)〃光

的折射率，即〃〃>%,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以〃光和力光由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡后頻率都不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.傳播速度由介質(zhì)決定，所以“光和力光在玻璃中傳播時(shí)傳播速度相同，因?yàn)?〉”,所以力>力,

根據(jù)V=了=4/可知在玻璃種傳播時(shí)a光的波長(zhǎng)小丁”光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確：

D.雙縫干涉的條紋間距與波長(zhǎng)成正比，所以在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比〃光小，

選項(xiàng)D正確；

E.根據(jù)sinC='，〃”>%可知”光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則a

n

光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)E正確。

故選CDE。

12.如圖所示，兩束顏色不同的單色光a、b平行于三棱鏡底邊BC從AB邊射入，經(jīng)三棱鏡折射后相交于

點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是.

A.三棱鏡對(duì)〃光的折射率大于對(duì)b光的折射率

B.在三棱鏡中“光的傳播速度大于6光的傳播速度

C.同一種介質(zhì)對(duì)a光的臨界角大于對(duì)h光的臨界角

D.在利用“光和〃光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

E.經(jīng)過(guò)同一雙縫所得干涉條紋，a光的條紋間距小于b光的條紋間距

【答案】ADE

【解析】A、由圖可知，a光的偏轉(zhuǎn)角大，b光的偏轉(zhuǎn)角小，所以三棱鏡對(duì)a光的折射率大，對(duì)b光的折射

率小，故A正確；

B、由光在介質(zhì)中傳播速度的公式丫=一分析知，因a光的折射率大，b光的折射率小，知在玻璃中b光的

n

傳播速度較大，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)立〃。=!得知，a光的全反射臨界角小于b光全反射臨界角，故C錯(cuò)誤；

n

D、因b光的折射率小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，波動(dòng)性強(qiáng)，所以在利用a光和b光做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更

明顯，故D正確：

E、因a光的折射率大，b光的折射率小，所以a光的頻率較大，波長(zhǎng)較短，根據(jù)干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成

正比，知讓a光和b光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的條紋間距小，故E正確；

故選ADE.

二、非選擇題(共6小題)

13.如圖所示，空氣中有一半徑為R的實(shí)心玻璃球，。為球心，AB為直徑，一條平行于AB的光線從球體

上M點(diǎn)射入折射光線恰好過(guò)B點(diǎn)，已知NA8M=30°，光在真空中傳播的速度為c.求：

(1)該玻璃的折射率；

(2)光從M點(diǎn)傳播到B點(diǎn)的時(shí)間.

［答案】(1)n=6

⑵T

c

【解析】

(1)如圖，由幾何知識(shí)可得折射角r=NAMB=30。，折射角i=2NABD=60。

則此玻璃的折射率為I1=也=絲"=6.

sinisiri3G0

(2)山幾何知識(shí)可得，MB的長(zhǎng)度S=2Rcos30°

光在玻璃球內(nèi)傳播的速度v=一

n

故光線從M傳到B的時(shí)間為I=?=至=必例=—

VCCC

14.內(nèi)徑為r,外徑為血尸的透明介質(zhì)半球殼折射率n=2,如圖為其截面示意圖.

（1）將點(diǎn)光源放在球心0處，求光射出球殼的最短時(shí)間;

（2）將光源移至。點(diǎn)正上方內(nèi)殼上的P點(diǎn)，使其發(fā)出的光射向球殼外，求透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截

面上形成的弧長(zhǎng).

⑵①

【答案】（1）

6

【解析】

（1）光線從0點(diǎn)沿直線傳播出來(lái)，時(shí)間為:=-

C

在介質(zhì)中傳播時(shí)間為：”回k

V

介質(zhì)中傳播速度滿足〃=￡

V

所以：t=

（2）光由介質(zhì)射向空氣，臨界角為sinC=,，得到：C=30°

n

如圖，山正弦定理得到：上O土PAO

sinCsinZAPO

得到：ZAPO=135°,a=15。

介質(zhì)球殼外表面發(fā)光區(qū)域在界面上形成的弧長(zhǎng)為s=2a-y[2r=立佇

6

15.如圖所示，一透明玻璃磚橫截面的上半部分是半徑為R的半圓，下半部分是邊長(zhǎng)為2R的正方形，在

玻璃磚的左側(cè)距離為R處，有一和玻璃磚側(cè)面平行的足夠大的光屏.一束單色光沿圖示方向從光屏上的P

點(diǎn)射出，從M點(diǎn)射入玻璃磚，恰好經(jīng)過(guò)半圓部分的圓心0,且/MOA=45。，已知玻璃磚對(duì)該單色光的折

射率n=*,光在真空中的傳播速度為c.

3

①求該單色光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值.

②從M點(diǎn)射入玻璃破到第一次射出玻璃磚，求該單色光在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間.

恪案】⑴|:⑵段空空

【解析】

(1)設(shè)單色光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角為C,則有〃=1工

sinC

3

解得：sinC=—；

(2)單色光射到玻璃磚的平面上時(shí)的入射角均為i=45"

sin45°>sinC則單色光在玻璃磚內(nèi)射到平面上時(shí)會(huì)發(fā)生全反射，其光路圖如圖所示

單色光在玻璃磚內(nèi)傳播的距離為：％=407?+2H

c3

傳播速度為口=1=二。

n5

傳播時(shí)間為‘一RO—1。此

23c

16.如圖是半徑為R的玻璃半球體，。點(diǎn)為球心，下表面水平，其正下方的水平地面上放置一厚度不計(jì)的

平面鏡。一條與過(guò)球心的豎直線0C平行且間距為立R的光線從半球面射入，玻璃半球體對(duì)該光的折射

2

率為6。已知該光線穿出半球下表面經(jīng)平面鏡反射后再次進(jìn)入半球，從半球面射出時(shí)方向恰好豎直向上

【解析】

光路圖如圖所示，根據(jù)光路的對(duì)稱性與光路的可逆性，”從半球面射出時(shí)方向恰好豎直向上“，則到達(dá)平面

鏡上的光線入射點(diǎn)一定在。點(diǎn)正下方（圖中的C點(diǎn)）。

設(shè)在半球面上入射角為a,折射角為/?,由幾何關(guān)系得

../ndA3百

sina=sinNBOA=----=——

AO2

解得

a=60°

由折射定律得

sina

------=n

sin(3

解得

q=30。

在△D4。中，NOOA=NZMO=30。，由幾何關(guān)系和正弦定理得

NADO=180。-NZX24—NA4O=120。

DOAOR

sinpsinZADOsinZADO

解得

DO^—R

3

在半球底面的入射角

r=ZADO—90°=30°

在半球底面上的折射時(shí)

sinz

———=n

sinr

解得

ZDCO=i=60°

在AC。。中，由幾何關(guān)系得

DO

tanZ.DCO

解得

H=-R

3

17.如圖，直角三角形48c為一棱鏡的橫截面，/A=30。，ZB=90%一束光線平行于底邊AC射到AB邊

上并進(jìn)入棱鏡，然后垂直于AC邊射出。

(1)求此棱鏡的折射率；

(2)保持AB邊上的入射點(diǎn)不變，逐漸改變?nèi)肷浣堑拇笮。ㄟ^(guò)計(jì)算說(shuō)明，光進(jìn)入棱鏡后是否能從BC邊射

出？

【答案】(1)君；(2)不能

【解析】

(1)作出光路圖，如圖所示

光在AB邊上折射，設(shè)入射角為a,已知NA=30。，則a=60°

設(shè)折射角為￡，在8c邊的反射角為7,由幾何關(guān)系可知

,+/=90

由幾何關(guān)系和反射定律得y=60°,故尸=30°

由折射定律得，棱鏡的折射率得

sin60

n=-------；出

sin30

(2)設(shè)改變后的入射角為a',折射角為，'，由折射定律得

sina,

n---------

sin0'

依題意，光線要在BC邊上射出，入射角/應(yīng)小于全反射的臨界角C,且