第 29講光學(xué)一一新情境專練

第29講.光學(xué)一一新情境專練

新1帕士苴基礎(chǔ)練

1.如圖所示，藍光光盤（BD）可用以儲存高品質(zhì)的影音以及高容量的數(shù)據(jù)。它采用波長

約為405nm的藍色激光進行讀寫操作，高密度數(shù)字視頻光盤（DVD）則采用波長約為

650nm的紅色激光進行讀寫操作。若BD和DVD由相同材料制成，則（）

A.藍光在光盤里傳播速度比紅光大

B.藍光光子的能量比紅光光子能量小

C.藍光比紅光波長短，聚焦后焦點直徑更小，因此BD容量更大

D.相同尺寸的空盤最大存儲數(shù)據(jù)能力由寫入方式?jīng)Q定，與采用藍光還是紅光寫入無關(guān)

【答案】C

【解析】

AB.藍光頻率大，在光盤內(nèi)傳播速度小，光子能量大，A、B錯誤；

CD.藍光波長短，聚焦后焦點直徑更小，可以縮短軌距，記錄單元一一凹槽也更小，大大

增加儲存容量，C正確、D錯誤。

故選C.

2.如圖甲所示，發(fā)光二極管（LED）可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在照明、平板顯示、醫(yī)

療器件等領(lǐng)域具有廣泛的用途。LED的原理結(jié)構(gòu)如圖乙所示，管芯的發(fā)光面緊貼半球形透

明介質(zhì)，人們能從半球形表面看到發(fā)出的光。已知半球球心。點為發(fā)光面AB的中點，半

球和發(fā)光面的半徑分別為R和，則（）

A.發(fā)光面射出的光進入透明介質(zhì)后，光的顏色發(fā)生了變化

D

B.若半球形表面（弧面）的任意位置都有整個發(fā)光面的光射出，則介質(zhì)折射率應(yīng)小于上

r

C.若透明介質(zhì)的折射率為1.7,發(fā)光面的直徑為2mm,為了半球形表面（弧面）的任意位

置都有整個發(fā)光面的光射出，R必須大于3.4mm

D.無論R和/?大小關(guān)系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有整個發(fā)光面的光

射出

【答案】B

【解析】

A.光的顏色由頻率決定，所以光進入透明介質(zhì)后，光的顏色不變，故A錯誤；

BD.從發(fā)光面的兩端點A或8沿垂直A8方向射出的光線有最大的入射角，如果此時不發(fā)

生全反射，那么任意位置都有整個發(fā)光面的光射出，可得

..1r

sine=—>—

nR

則有

R

—>n

r

介質(zhì)折射率應(yīng)小于史，故B正確，D錯誤；

r

c.由〃<￡,解得

r

/?>nr=1.7mm

則R必須大于1.7mm,C錯誤；

故選Bo

3.如圖所示，由波長為力和力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。0是兩單色光中

央亮條紋的中心位置，P和尸2分別是波長為力和處的光形成的距離。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.XKh,M是波長為力的光出射位置B.AI<A2,N是波長為小的光出射位置

C.入1>方，M是波長為力的光出射位置D.入［>方，N是波長為力的光出射位置

【答案】D

【解析】

由雙縫干涉條紋間距的公式

,祝

Ax=——

d

可知，當(dāng)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

4>%

反射光經(jīng)過三棱鏡后分成兩束色光，由圖可知用光的折射角大，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

4>4

則

所以N是波長為力的光出射位置，故D正確，ABC錯誤。

故選Do

4.用激光筆照射光具盤上的半圓形玻璃磚，觀察到的現(xiàn)象如圖所示。以下說法正確的是

()

A.光線。是入射光線

B.玻璃磚的折射率”=任sin之30°

sin50

C.順時針轉(zhuǎn)動玻璃磚時，光線6也順時針方向轉(zhuǎn)

D.逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚時，光線。逐漸減弱最后消失

【答案】C

【解析】

A.如圖可知，c是入射光線，6是反射光線，a是折射光線，故A錯誤；

B.玻璃磚的折射率

sinzsin50°

n=-----=---------

sinrsin30°

故B錯誤；

C.順時針轉(zhuǎn)動玻璃磚時，入射角r增大，故反射角也增大，光線b順時針方向轉(zhuǎn)，故C正

確；

D.逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚時，入射角，?減小，故折射角也減小，不可能發(fā)生全反射，光線〃不

會消失，故D錯誤。

故選C。

5.如圖為某同學(xué)用一束激光射入正三角形玻璃磚的光路圖，由于疏忽，他忘記標記光路方

向，同時手上也沒有量角器。已知圖中AABC為正三角形玻璃磚邊界，a、b、c為邊界中

點，且光束1與光束2平行。則下列說法正確的為（）

A.光束2為入射光

B.該激光在玻璃磚中的折射率為1.5

C.光束3的光強大于光束1、2的光強之和

D.無論如何改變?nèi)肷浣?，總有光線從玻璃磚中射出

【答案】D

【解析】

A.由圖根據(jù)反射定律和折射定律可知，光束1為入射光，故A錯誤；

B.由圖根據(jù)兒何關(guān)系可知，6c與法線的夾角為30°,光束2與8c的夾角為30",則光束1

與法線夾角為60',則該激光在玻璃磚中的折射率為

故B錯誤：

C.根據(jù)A分析可知，光束1為入射光束，在8點只發(fā)生折射，則光速1與光束6c的光強

相等，由圖可知，在c點光束秘部分折射為光速3、部分反射為光束恒，則光束1的光強

大于光束3的光強，故C錯誤;

D.根據(jù)題意，當(dāng)光束1垂直ZC進入，則光速1直接穿過玻璃磚從8點飛出；設(shè)光在玻璃

磚中發(fā)生全反射的臨界角為C,則

sinC」=且」

“32

可知，臨界角大于30°,設(shè)光束1在b點的入射角為a,折射角為戶，折射光束be交

于c'點，光束be在c點入射角為了,根據(jù)幾何關(guān)系可知

夕+T

當(dāng)/<C時，即

sin/<——

光束6c在c點不發(fā)生全反射，可以從c點射出玻璃磚，此時，可得

.n.\3V2-V3

即

..〃n

sina=nsinp>--------

2

則當(dāng)光束1的入射角的正弦值滿足

\/6—1.

--------<sina<1

2

時，光束可從48邊射出玻璃枝；當(dāng)光束1的入射角的正弦值滿足

0<sina4—~-

2

光束兒’在c點發(fā)牛.全反射，反射光束ca交8。于°點，且在a點的入射角為。，根據(jù)幾何

關(guān)系可知

0=（3

此時

則

0=/3<C

則光束ca在a'點不發(fā)生全反射，可以從*點射出玻璃磚，即當(dāng)光束1的入射角的正弦值

滿足

八,一>/6-1

0<sina<--------

2

時，光束可從8c邊射出玻璃磚，即無論如何改變?nèi)肷浣牵傆泄饩€從玻璃磚中射出，故

D正確。

故選D。

6.平行玻璃磚的厚度為d,折射率為“，一束光線以入射角a射到玻璃磚上，出射光線相

對于入射光線的側(cè)移距離為?，如圖所示，則以決定于下列哪個表達式（）

cosa

A.&c=d(l-〒、.,)

\Jn-sina

sina

B.Ax=d(l—I,)

yJn0-cos~a

cosa

C.Ax—t/sincz(lI-~)

\Jn-sina

sina

D.Ax=c/cosa(l—-7=,)

yjn~-cos~a

【答案】C

【解析】

由于Ar隨厚度"、入射角a、折射率〃的減小而減小，因此若將d、a、〃推向極端，即

當(dāng)a=0時

Ax=0

d—0時

Ax=0

n=l時

Ax=0

考查四個選項中能滿足此三種情況的只有C項，ABD錯誤，C正確。

故選C。

7.某透明材料制成的管道的橫截面如圖所示，a、6為過0點的同心圓。用兩束平行光

。、「射向管道，光束尸通過圓心，光束。進入材料的折射光線恰好與圓a相切，并與光

束尸交于圓b上的M點。已知6的半徑是。的兩倍，則該材料的折射率為()

A.1.25B.1.5C.y/2D.V3

【答案】D

【解析】

已知6的半徑是。的兩倍，且根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩光線入射點與O點組成了正三角形,

所以0光線入射角為60。，折射角為30。，折射率為

故選Do

8.如圖所示，平靜的湖面上漂浮著一圓形荷葉，。為荷葉圓心，。點的正下方4處有一條

小魚（可視為質(zhì)點），已知O到/的距離。4=36cm,荷葉的半徑R=12阮m,水的折射

4

率〃=§,則（）

A''

A.小魚位于4點時，小魚不能看到水面上方的景物

B.小魚位于4點時，水面上方的人看到小魚的深度大于36cm

C.當(dāng)小魚上浮10cm時，水面上方的人不可能看到小魚

D.當(dāng)小魚上浮10cm時，小魚還能看到水面上方的景物

【答案】C

【解析】

A.臨界角為

?八13

sinC=—=—

n4

又因為

12"S3

sinL=i--------=——<—

加+（12々『44

所以彳<C,不發(fā)生全反射，小魚能看到水面上方的景物，A錯誤；

B.根據(jù)折射定律，小魚位于N點時，水面上方的人看到小魚的深度小于36cm,B錯誤；

C.當(dāng)小魚上浮10cm時

sin/,='2嶼=-0.77>a=0.75

-,26+（12/丫4

所以

i2>C

發(fā)生全反射，水面上方的人不可能看到小魚，小魚也不能看到水面上方的景物，C正確，D

錯誤。

故選Co

9.將一透明體平放于平整坐標紙上，并在一端放上光屏，如圖（俯視圖）所示，用激光平

行于坐標紙照射該透明體右側(cè)表面上的尸點，調(diào)整入射光角度，在光屏上僅出現(xiàn)了〃、N

兩個亮斑，則該透明體對該激光的折射率約為（）

/

A.1.25B.1.33C.1.50D.1.67

【答案】B

【解析】

由題意可知，光點N是由設(shè)到P點的光線直接反射后射到N點：而光斑”是由射到尸點

的光折射后射到左側(cè)表面，然后發(fā)生全反射射到加點；

則在尸點，由光的折射定律結(jié)合幾何關(guān)系可知

〃=出=竺=1.33

sinr0.6

故選Bo

10.如圖所示，AMC為一等腰直角棱鏡的橫截面，其材料的折射率為0,同一顏色的光

線1、2、3都平行8C入射到A8面，經(jīng)8c面反射后都能從4c面射出。不考慮光在棱鏡

內(nèi)的多次反射，則下列敘述錯誤的是（）

A

A.三條光線都在8c面上發(fā)生全反射

B.三條光線在AC面上射出后仍平行BC

C.從AC射出后，光線從上到下的順序為3、2、1

D.若光線3繞入射點逆時針轉(zhuǎn)過角度，則可能從BC面射出棱鏡

【答案】D

【解析】

A.光線射到48面上的折射角為

則

r=30"

因臨界角

sinC=一

n

則

C=45°

而射到面上的入射角為75。＞。，則三條光線都在8c面上發(fā)生全反射，選項A正確；

B.由幾何關(guān)系可知，光線射到4C面上的入射角仍為30。，從/C射出時的折射角仍為

45。，則三條光線在AC面上射出后仍平行8C,選項B正確；

C.根據(jù)光路圖可知，光線1射到8c邊上時的位置離C點最近，則從AC射出后離。點最

近，則從AC射出后光線從上到下的順序為3、2、1,選項C正確；

D.若光線3繞入射點逆時針轉(zhuǎn)過角度，則在Z8面上的入射角變大，折射角變大，光線射

到8C邊上的入射角大于75。，仍能在8c邊發(fā)生全反射，不可能從BC面射出棱鏡，選項

D錯誤。

此題選擇不正確的選項，故選D。

11.某同學(xué)用如圖所示的裝置進行“雙縫干涉測量光的波長”實驗，安裝紅色濾色片后，測

量頭觀察到明暗相間的紅色條紋，則下列操作可使觀察到的條數(shù)目增加的是（）

A.提高小燈泡的電壓，增加亮度

B.將紅色濾色片換為藍色濾色片

C.換間距更小的雙縫

D.將遮光筒靠近透鏡

【答案】B

【解析】

A.提高小燈泡的電壓，增加亮度，對兩條紋間的距離變化沒有影響，A錯誤；

B.根據(jù)公式

Ax=—2

d

將紅色濾色片換為藍色濾色片，波長變短，則可得兩條紋間的距離變小，觀察到的條^數(shù)

目增加，B正確；

C.根據(jù)公式

Ax=-A

d

可知，換間距更小的雙縫，兩條紋間的距離變大，故觀察到的條紋數(shù)目減小，C錯誤；

D.將遮光筒靠近透鏡，對兩條紋間的距離變化沒有影響，D錯誤。

故選B?

12.如圖所示，在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光，把鐵絲圈在肥

皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜。通過這層液膜觀察燈焰的像與下面的哪幅圖相

符（）

A.B.

【解析】

液膜卜.的像是液膜前后兩個面反射的光形成的，此像由明暗相間的水平條紋組成。

故選D。

13.將一圓形細鐵絲圈蘸上肥皂水，使圈內(nèi)附上肥皂膜，水平靜置時，由于重力作用，肥

皂膜中央?yún)^(qū)域略凹且厚度略大，讓單色光從上方射入，如圖所示，則從上往下可看到

B.內(nèi)疏外密的平行條紋

C.間距相等的環(huán)狀條紋

D.內(nèi)疏外密的環(huán)狀條紋

【答案】D

【解析】

從肥皂膜的上下表面反射的兩列光為相干光，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時是亮條紋，當(dāng)光

程差為半個波長的奇數(shù)倍時是暗條紋，因以中心為圓心上的圓周各點是等厚的，則干涉條

紋是環(huán)狀條紋；因從中心到邊緣肥皂膜的厚度不等，所以干涉條紋疏密不均勻，從里到外

相同的水平距離光的路程差越來越小，則干涉條紋越來越密集，即內(nèi)疏外密的環(huán)狀條紋。

故選D。

14.下列四幅插圖中主要原理涉及到光的全反射的是（）

【答案】A

【解析】

A.水中明亮的氣泡是由于全反射造成的，選項A正確；

B.彩色的肥皂膜是由于光的干涉造成的，選項B錯誤；

C.光經(jīng)過大頭針尖時，大頭針尖邊緣輪廓會模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象，選項C錯

誤：

D.電影院中的3D電影是光的偏振，選項D錯誤。

故選A。

15.如圖所示為雙縫干涉的原理圖，一束單色光投射到一個有兩條狹縫S和邑的擋板上,

狹縫、和邑相距很近，擋板右側(cè)放置有光屏。則（）

A.在光屏上得到兩個亮斑

B.在光屏上得到中央寬、兩邊窄的明暗條紋

C.僅增大5、S?兩縫中心之間的距離力可使光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大

D.僅增大擋板到光屏的距離乙可使光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大

【答案】D

【解析】

AB.一束單色光投射到一個有兩條狹縫，和邑的擋板上，狹縫R和S?相距很近，發(fā)生雙縫

干涉，則在擋板右側(cè)放置有光屏上形成等間距明暗相間的條紋，故AB錯誤：

CD.光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距

Ax=A—

d

則僅增大豆、邑兩縫中心之間的距離乩光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變小，僅增大

擋板到光屏的距離L光屏上相鄰兩個亮條紋的中心間距變大，故C錯誤，D正確。

故選D。

16.電焊時會產(chǎn)生較強的紫外線，為減少紫外線的照射，電焊工防護面罩的鏡面上要鍍上

一層膜，如紫外線中某成分在真空中的波長為兒，鏡面所鍍膜對該紫外線的折射率為〃，

為更有效地減少這種紫外線通過鏡面，鏡面上鍍膜的最小厚度應(yīng)為（）

A.&B.&C.&D.&

22〃44〃

【答案】B

【解析】

為更有效地減少這種紫外線通過鏡面，則

a,=2—

2

又有

?_c_/A）_A）

V2

聯(lián)立得鏡面上鍍膜的最小厚度應(yīng)為

d=當(dāng)

2n

故選Bo

17.如圖所示，把一個底角很小的圓錐玻璃體倒置（上表面為圓形平面，縱截面為等腰三

角形）緊挨玻璃體下放有一平整矩形玻璃磚，它和圓錐玻璃體間有一層薄空氣膜?，F(xiàn)用紅

色光垂直于上表面照射，從裝置的正上方向下觀察，可以看到（）

A.系列不等間距的三角形條紋B.一系列明暗相間的等間距圓形條紋

C.若將紅光換成白光，則看到黑白相間的條紋D.若將紅光換成紫光，則看到的亮條

紋數(shù)將變少

【答案】B

【解析】

AB.由于截面是等腰三角形，從圓心向外，經(jīng)過相同的寬度空氣膜厚度增加量相同，根據(jù)

光的干涉原理，從裝置的正上方向下觀察，可以看到一系列明暗相間的等間距圓形條紋，

A錯誤，B正確；

C.若將紅光換成白光，則看到明暗相間的彩色條紋，C錯誤；

D.由于紅光的波長比紫光的長，若將紅光換成紫光，則看到條紋間距減小，從而亮條紋

數(shù)將增多，D錯誤；

故選Bo

18.如圖甲是藍色大閃蝶，在陽光下可以看到其翅膀燦爛閃爍。藍色大閃蝶的翅膀表面有

凸起的翅脊，這些翅脊有一串類似臺階的結(jié)光旺構(gòu)。光照射翅脊上"臺階結(jié)構(gòu)”的典型光路

如圖乙所示，則（）

圖甲圖甲

A.翅膀燦爛閃爍是光的干涉現(xiàn)象

B.翅膀燦爛閃爍是光的全反射現(xiàn)象

C.光經(jīng)翅脊反射后的頻率變大

D.光在翅脊中的波長大于在空氣中波長

【答案】A

【解析】

藍色大閃蝶的翅膀凸起的翅脊上的"臺階結(jié)構(gòu)"都隔著空氣層，自然光會不斷地在空氣層和

“臺階結(jié)構(gòu)"里發(fā)生反射和折射，藍色大閃蝶無論是它的厚度，材質(zhì)，還是它樹狀脊脈上“臺

階結(jié)構(gòu)"的位置，都適合藍光發(fā)生相長干涉，鱗片綻放出的絢麗光彩，正是藍光相干干涉的

產(chǎn)物，故A正確，BCD錯誤。

故選Ao

19.如圖為用光傳感器演示雙縫干涉現(xiàn)象的實驗裝置，紅色光源在鐵架臺的最上端，中間

是刻有雙縫的擋板，下面是光傳感器，傳感器得到的光照信息經(jīng)計算機處理后，在顯示器

上顯示出來。則（）

A.僅將紅光換為藍光，相鄰兩個亮條紋的中心間距將增大

B.僅將光傳感器向上移，相鄰兩個亮條紋的中心間距將增大

C.僅將擋板換成單縫的擋板，顯示器上一定不會顯示出明暗相間的條紋

D.僅將擋板換成雙縫間距更小的擋板，相鄰兩個亮條紋的中光傳感器計算機處理器心間

距將增大

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)

d

僅將紅光換為藍光，波長變短，相鄰兩個亮條紋的中心間距將減小，A錯誤：

B.根據(jù)

Ax=-/l

d

僅將光傳感器向上移，A變小，鄰兩個亮條紋的中心間距將減小，B錯誤；

C.僅將擋板換成單縫的擋板，會發(fā)生單縫衍射，顯示器上一定會顯示出明暗相間的條紋,

C錯誤；

D.根據(jù)

Ax=—4

d

僅將擋板換成雙縫間距更小的擋板，即d變小，相鄰兩個亮條紋的中光傳感器計算機處理

器心間距將增大，D正確。

故選D。

20.小明同學(xué)分別用紅光和綠光借助光傳感器（不改變單縫與雙縫）做"雙縫干涉實驗"和

"單縫衍射實驗”，得到四幅圖。其中是用紅光做的單縫衍射的圖像是（）

C.D.

【答案】A

【解析】

單縫衍射條紋一定不等間距，即中央寬、兩邊窄的明暗相間的條紋。

故選A。

新靖境堤升練

21.某原子在下列各能級間躍遷：（1）從〃=2到〃=1；（2）從〃=5至lj"=3；（3）從〃=4

到〃=2。在躍遷過程中輻射出三種顏色光分別為。、b.c,下列說法正確的是（）

n5

4

3

2

1----------------------------------

A.通過同一雙縫裝置產(chǎn)生干涉，干涉條紋。最密集，，最稀疏

B.a、h,c三種顏色的復(fù)色光以某一角度從玻璃向空氣中入射，在界面處沒有光線透射

出去，則減小入射角后b先透射出去

C.如果b光能讓某種金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則。、。光也可以

D.三種光在真空中傳播的速度相同

【答案】BCD

【解析】

A.由圖可以看出a、b、C三者的頻率高低

匕＞匕＞喙

由

C

v=-

2

知

雙縫干涉條紋間距正比于光的波長，所以雙縫干涉條紋“最密集，b最稀疏，A錯誤；

B.由折射率與光的頻率的關(guān)系可知，頻率越高，介質(zhì)對其折射率就越大，所以有

%＞?＜＞0

光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)的臨界角公式為

.八1

sinC--

n

所以臨界角。的最大，b先透射出去，B正確；

C.。的頻率為極限頻率，由匕＞匕＞以知“、c的頻率都超過金屬的極限頻率，所以都可

以發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；

D.所有頻率的光在真空中光速都為c,故D正確。

故選BCD.,

22.如圖所示，半圓形進明介質(zhì)的折射率〃=2,半徑為7?,。為圓心，為直徑,P為

4。的中點。點光源可以緊貼直徑自左向在移動，只考慮從光源直接發(fā)出射到半圓弧上的光

B.當(dāng)光源位于4的位置，半圓弧的g部分有光線射出

C.當(dāng)光源位于P的位置，半圓弧的g部分有光線射出

D.當(dāng)光源位于P與。之間的位置，整個半圓弧均有光線射出

【答案】BD

【解析】

AB.當(dāng)光源位于4位置時，如圖在圓弧位置。發(fā)生了全反射

則有

?C1

sinC=—

n

解得

/c=3(r

故圓弧上有光線射出，且

ZBOD=60

故半圓弧的;部分有光線射出，故A錯誤，B正確:

CD.設(shè)任一入射光線的入射角為。，如圖

在中有

OPOE

sin6sin<p

解得

sin0=—sin^?

因為9的取值范圍為：0-〃，故

sin6?<-

2

即

0<C

故整個半圓弧均有光線射出，故C錯誤，D正確。

故選BD。

23.某玻璃磚中有一個空氣三棱柱，其截面如圖所示?，F(xiàn)有一束很細的具有二種不同顏色

的復(fù)色光尸從AB邊射向空氣，經(jīng)過二次折射后，有。、b兩束光分別從AC邊上/?、。兩

點射回玻璃中（R、。點未畫出，已知R點離/點近）。則（）

A.4光子的動量比6光子的動量大

B.在氫原子能級躍遷中，產(chǎn)生6光的能級能量差比產(chǎn)生。光的能級能量差小

C.當(dāng)。、b兩束光由玻璃射向空氣中，。光臨界角比方光臨界角大

D.用。、b兩束光在相同條件下做雙縫干涉實驗，b光干涉相鄰條紋間距比〃光大

【答案】ABD

【解析】

A.因為。光的偏折程度大，則。光的折射率大于6光的折射率，則。光的頻率大于6光的

頻率，根據(jù)

hhv

丁一

P=AC

所以〃光子的動量比b光子的動量大，則A正確；

B.根據(jù)

E=hv

可知在氫原子能級躍遷中，產(chǎn)生b光的能級能量差比產(chǎn)生。光的能級能量差小，所以B正

確；

C.根據(jù)

sinC=—

n

。光的折射率大于b光的折射率，則。光臨界角比匕光臨界角小，所以C錯誤；

D.由于。光的折射率大于方光的折射率，則a光的波長小于6光的波長，用〃、b兩束光

在相同條件下做雙縫干涉實驗，根據(jù)

Ax=—2

d

可知，匕光干涉相鄰條紋間距比。光大，所以D正確；

故選ABDo

24.透明燒杯中裝有適量的水和食用油，現(xiàn)將--根筷子豎直插入到燒杯內(nèi)的左側(cè)，在一定

的角度觀察發(fā)現(xiàn)筷子被“折斷"成多節(jié)，如圖所示，則（）

空氣

食用油

水

A.食用油的折射率比水大

B.光從食用油向水中傳播時頻率減小

C.光從食用油向水中傳播時，達到一定角度后會發(fā)生全發(fā)射

D.當(dāng)筷子豎直放置于燒杯正中間時，筷子不會被"折斷"

【答案】ACD

【解析】

A.由題圖偏折情況可知，光線在食用油中偏折程度比在水中大，則食用油的折射率大于

水的折射率，故A正確；

B.光在不同介質(zhì)中傳播，頻率不變，故B錯誤；

C.光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于臨界角時，會發(fā)生全發(fā)射，故C正確；

D.當(dāng)筷子豎直放置于燒杯正中間時，來自浸入水中的筷子的光幾乎垂直地射到水與空氣

的界面，射出的光線偏折較小，所以筷子看上去仍然是直的，感覺筷子不會被"折斷"，故

D正確。

故選ACD0

25.如圖所示，兩束激光束對稱地射到上下對稱的三棱鏡上Z和8點上，光線方向與三棱

鏡中心軸00'平行，/、8與三棱鏡中心線距離為乩已知每束激光束的功率為外。三棱鏡

的頂角為6=30。，對激光的折射率為“=石。假若激光射到三棱鏡后全部通過，不考慮反

A.激光通過三棱鏡后方向改變60。角

B.若不計三棱鏡左右厚度，則兩激光束在中心軸上交點與三棱鏡距離為64

C.激光束對三棱鏡水平方向作用力大小為F=2且（l-cos30。）

C

D.增加三棱鏡頂角，激光可能不能通過三棱鏡

【答案】BD

【解析】

A.兩束激光進入三棱鏡時，垂直入射則沿平行于對稱軸的方向在三棱鏡內(nèi)傳播，在射出

三棱鏡界面時，發(fā)生折射，由幾何知識可知入射角為30。，根據(jù)

sinz

n=———

sinr

可知，其折射角為60。。所以激光通過」.棱鏡后方向改變30。故A錯誤；

B.若不計三棱鏡左右厚度，則設(shè)兩激光束在中心軸上交點與三棱鏡距離為3根據(jù)幾何關(guān)

系有

tan30°=-

L

解得

L=6d

故B正確；

C.先分析一束激光束，在三棱鏡中的速度為

cG

v=—=——C

n3

進入三棱鏡時，取極短時間有

,3—\/3

RQ=me1,-=m^v,Av=--~--c

聯(lián)立，可得

同理，射出三棱鏡時，入射光線對三棱鏡的水平作用力尸2滿足

73XSin30°^.,no1+V3p

F,=----------------xsin60+—xcos30=--------P,

3c2c4c0

合力為

尸"+鳥=等

3c

則兩束激光的合力為

2/=強

3c

故C錯誤；

D.增加三棱鏡頂角，由兒何關(guān)系可知，出射光線的入射角隨之增加，當(dāng)達到臨界角，則

激光不能通過三棱鏡。故D正確。

故選BDo

26.圖中團、區(qū)為兩塊大小相同材料不同的等腰直角三角形透明體，一細束紅光垂直于AC

面射入，這束紅光的傳播情況如圖所示（不考慮光在AC面上的反射光）下列敘述正確的

是（）

B

B.材料回相對于材料回是光密介質(zhì)

C.這束紅光在材料田中的傳播速率大于在材料回中的速率

D.若改用紫光仍從原位置垂直于AC面射入材料回，則有可能沒有光線從A8面射出

【答案】CD

【解析】

B.光線在BC面發(fā)生全反射、在42面既有反射也有折射，故在BC面的臨界角C較小,

由

sinC=—

n

可知，材料回的折射率較大，材料回相對于材料回是光密介質(zhì)，B錯誤：

C.由

C

n=-

v

可知，這束:紅光在材料田中的傳播速率大于在材料回中的速率，c正確；

A.由于光線在BC面不是恰好發(fā)生全反射，故材料加勺折射率無法求解，A錯誤；

D.由于紫光折射率較大，臨界角較小，若改用紫光仍從原位置垂直于AC面射入材料團,

則有可能沒有光線從面射出，D正確。

故選CD。

27.如圖所示，°、6和c是三塊平行玻璃磚，它們相互之間也平行，折射率大小

%>%>外,厚度之比也：%：也=3:2:1。一束單色光從空氣以入射角i射到a的上表面，

在中光線的側(cè)移量（入射光線與出射光線間的距離）分別為4,、4、4。下列說法正確的

b

A.逐漸增大3從。下表面射出的光線將消失

B.逐漸減小，，從c下表面射出的光線將消失

C.在i一定時，da:dc>3:\

D.在i一定時，4,：4.>2:1

【答案】CD

【解析】

AB.光線在任一平行玻璃磚上面的折射角與下表面的入射角相等，根據(jù)光路可逆性，無論

怎么增大或減小，?都不會在玻璃磚下表面發(fā)生全反射，故A、B錯誤；

CD.在平行玻璃磚發(fā)生的側(cè)移與玻璃磚的厚度成正比，隨折射率的增大而增大，所以在一

定時，4,U>3:1,4,：4>2:1,故CD正確。

故選CD。

28.一束光在光導(dǎo)纖維中傳播的示意圖如圖所示，光導(dǎo)纖維對該束光的折射率為“，該段

光導(dǎo)纖維的長度為L圖中的光線剛好在光導(dǎo)纖維與空氣的界面處發(fā)生全反射。已知空氣

對該束光的折射率為1,光在真空中傳播的速度為c,下列說法正確的是（）

A.光導(dǎo)纖維的折射率

B.光導(dǎo)纖維的折射率

C.光在光導(dǎo)纖維中傳播的時間為?

D.光在光導(dǎo)纖維中傳播的時間為上

nc

【答案】AC

【解析】

AB.由于光發(fā)生全反射的條件之一是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以光導(dǎo)纖維的折射率

比空氣的折射率大，即故A正確，B錯誤；

CD.光線在界面處發(fā)生全反射的臨界角C的正弦值為

sinC=—

n

光在光導(dǎo)纖維中的傳播速度為

一

n

v在沿光導(dǎo)纖維方向的分量為

V,=vsinC=:

n~

光在光導(dǎo)纖維中傳播的時間為

Ln2L

t=~~---

匕c

故C正確，D錯誤。

故選AC。

29.現(xiàn)有一束紅光和一束紫光，圖甲為兩束光通過平行玻璃磚后射出，圖乙為兩束光從水

射向空氣，圖丙為兩束光分別通過相同的雙縫干涉裝置得到的條紋，圖丁為兩束光分別通

過相同的單縫衍射裝置得到的條紋，以下判斷正確的是（）

■IIIIHIH-nH

innmiiTH

圖丙圖丁

A.圖甲中的。光束為紫光B.圖乙中的b光束為紫光

C.圖丙中的。條紋為紫光條紋D.圖丁中的6光束為紫光條紋

【答案】AC

【解析】

A.有圖甲可知，a、人入射角相同，a的折射角小，所以a的折射率大，故a是紫光，故A

正確；

B.圖乙中6光發(fā)生全反射，頻率高折射率大的更容易發(fā)生全反射，故b光是紅光和紫光的

復(fù)合光，故B錯誤；

C.圖丙中的〃條紋寬度更窄，波長越短頻率越高的光干涉條紋越窄，故。條紋為紫光，故

c正確；

D.圖丁為衍射條紋，圖中的6光束衍射條紋較寬，所以6光的波長更長，故6光是紅光，

故D錯誤。

故選AC。

30.如圖所示，/8C。為置于真空中的長方體玻璃磚的橫截面，E為中點。a.6兩平

行細光束以a=45。的入射角分別從P、。兩點射入玻璃磚，經(jīng)E點反射后分別從P、0兩點

射出玻璃磚。則下列說法正確的是（）

A.。光的波長大于b光的波長

B.a、b光在E點均發(fā)生全反射

C.a光從P傳播到尸'的時間小于6光從。傳播到。的時間

D.若略微增大角a,則a、b光到達C。邊上的位置均在E點右側(cè)

【答案】ACD

【解析】

A.由圖可知，a光在玻璃中的折射率小于6光，。光頻率小于6光頻率，a光的波長大于6

光的波長，故A正確；

B.由光路可逆知。、6光在￡點都不能發(fā)生全反射，故B錯誤；

C.設(shè)a光折射角為為，b光折射角為例，例＞例；對a光，根據(jù)折射定律有

sin450

sin自

則光在玻璃中的速度為

V,=—=y/lcsin

由幾何知識可知a光從尸傳播到P的時間為

ccos6.4AD

[=2x____-=_________

vVJcsin2a

同理可得6光從。傳播到0'的時間為

4AD

b

5/2csin102

則電（而故C正確;

D.若略微增大角a,折射角也隨之增大，。、b光到達CO邊上的位置均在E點右側(cè)，故D

正確。

故選ACD。

31.如圖所示，兩塊三棱鏡側(cè)面平行正對，一細束白光斜射入其中一塊三棱鏡，所有光線

均從側(cè)面出入，且不考慮反射光線。下列說法中正確的是（）

AB

A.在圖中虛線A處放置-光屏,屏上將會出現(xiàn)彩色光斑，且光斑上部呈紅色

B.在圖中虛線A處放置一光屏,屏上將會出現(xiàn)彩色光斑，且光斑上部呈紫色

C.在圖中虛線B處放置一光屏,屏上將會出現(xiàn)彩色光斑

D.在圖中虛線B處放置-光屏,左右平動，屏上可能會出現(xiàn)白色光點

【答案】AC

【解析】

AB.4處放置一光屏，由于光的色散，屏上將會出現(xiàn)彩色光斑，且光斑上部呈紅色，卜部

呈紫色，B錯誤A正確;

CD.8處放置一光屏，光路圖可等效如圖所示

白光已經(jīng)分開，屏上將會出現(xiàn)彩色光斑，D錯誤C正確。

故選ACo

32.2021年12月9日，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進

行太空，在"天宮課堂"上，據(jù)王亞平介紹，在空間站中每天能看到16次日出。則以下說法

正確的是（）

A.航天員向前踢腿后，身體將向后飛出

B.地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為天宮一號軌道半徑的4孤倍

C.相同溫度下，空間站中的水分子與地面上水分子的平均動能相等

D.在空間站中利用水膜做光的干涉實驗，仍能觀測到圖示干涉條紋

【答案】BC

【解析】

A.根據(jù)動量守恒，航天員向前踢腿后，身體將向后仰，而不是飛出，A錯誤；

B.地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同為77,宇航員在空間站中每天能看到16次II出，說

明地球自轉(zhuǎn)的周期是天宮一號軌道周期的16倍

地球同步衛(wèi)星和天宮一號都是由與地球間的萬有引力提供運動的向心力

GMm4/

——i-=m-T-r

rT2

設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為匕，天宮一號軌道半徑為「2,可以得到

解得

6=4次々

B正確；

C.物質(zhì)的溫度是它的分子熱運動的平均動能的標志，C正確；

D.薄膜干涉現(xiàn)象發(fā)生的原因是水膜在重力作用下產(chǎn)生上薄下厚的錐形，進而使得上下表

面反射回來的光線發(fā)生干涉，太空中由于處于完全失重狀態(tài)，水膜上下表面平行，能發(fā)生

干涉現(xiàn)象，但由于水膜厚度均勻，不能看到干涉條紋，D錯誤。

故選BC,

33.在學(xué)習(xí)了肥皂膜的干涉后，小管同學(xué)利用現(xiàn)有的器材做了一個實驗，他將一個矩形線

框浸入肥皂液中，取出后豎直放置，其表面覆蓋了一層肥皂膜，膜的上半部分從上到下厚

度均勻增加?，F(xiàn)用兩個顏色不同的平面光源。和人分左右兩邊同時照射這個肥皂膜，出現(xiàn)

如圖的明暗條