專(zhuān)題14 光學(xué)-2024物理高考真題及?？碱}分類(lèi)匯編

25/25專(zhuān)題14光學(xué)1.（2024年新課標(biāo)考題）4.三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說(shuō)法正確的是（）A.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B.藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量C.在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D.藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率【答案】A【解析】由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故A正確，B錯(cuò)誤；由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)誤；光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯(cuò)誤2.(2024年江蘇卷考題)2.用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到（）A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒(méi)有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮【答案】D【解析】立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，根據(jù)可知將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片變暗，右鏡片變亮。故選D。3.(2024年遼寧卷考題)4.某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是（）A.換用更粗的頭發(fā)絲 B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面的距離 D.減小光源與紙板的距離【答案】A【解析】由于干涉條紋間距，可知：換用更粗的頭發(fā)絲，雙縫間距d變大，則相鄰兩條亮紋中央間距變小，故A正確；換用紅色激光照雙縫，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則相鄰兩條亮紋中央間距變大，故B錯(cuò)誤；增大紙板與墻面的距離l，則相鄰兩條亮紋中央間距變大，故C錯(cuò)誤；減小光源與紙板的距離，不會(huì)影響相鄰兩條亮紋中央間距，故D錯(cuò)誤。4.(2024年江蘇卷考題)6.現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示（β1<β2），已知折射率隨濃度增大而變大。則（）A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于，根據(jù)折射定律可知，故甲濃度大；根據(jù)，可知光線在甲中的傳播速度較小，由可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。故選A。5.(2024浙江1月卷考題)14.下列說(shuō)法正確的是（）A.相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱B.具有相同動(dòng)能的中子和電子，其德布羅意波長(zhǎng)相同C.電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過(guò)偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)可觀察到明暗變化【答案】CD【解析】相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)具有相同動(dòng)能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量，故C正確；自然光在玻璃、水面等表面反射時(shí)，反射光可視為偏振光，透過(guò)偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)能觀察到明暗變化，故D正確。6.（2024年江西卷考題）9.某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越多【答案】BC【解析】進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件，故A錯(cuò)誤；透鏡的作用是使光更集中，故B正確；單縫的作用是獲得線光源，故C正確；根據(jù)條紋間距公式可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越少，故D錯(cuò)誤。7.（2024年山東卷考題）4.檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說(shuō)法正確的是（）A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格【答案】C【解析】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C。8.（2024年廣東卷考題）6.如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以角從MN面射入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若逐漸增大。兩束光在NP面上全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說(shuō)法正確的是（）A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點(diǎn)B.逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.逐漸增大時(shí)，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大【答案】B【解析】紅光的頻率比綠光的頻率小，則紅光的折射率小于綠光的折射率，在面，入射角相同，根據(jù)折射定律可知綠光在面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知綠光比紅光更靠近P點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)全反射發(fā)生的條件可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，逐漸增大時(shí)，折射光線與面的交點(diǎn)左移過(guò)程中，在面的入射角先大于紅光發(fā)生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先消失，故B正確；在面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無(wú)論多大，在MN面都不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；根據(jù)折射定律可知逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小，故D錯(cuò)誤。9．（2024廣西高考真題）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過(guò)平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，，鏡面與光屏垂直，單色光波長(zhǎng)為。下列說(shuō)法正確的是（）A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為B．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為C．若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時(shí)單色光的波長(zhǎng)變?yōu)镈．若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為，則該液體的折射率為【答案】AD【解析】根據(jù)光的反射對(duì)稱(chēng)性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據(jù)條紋間距公式可知，故A正確，B錯(cuò)誤；若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據(jù)其中c為在真空中的光速，則，故C錯(cuò)誤；若將整套裝置完全沒(méi)入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為，根據(jù)條紋間距公式有，可得結(jié)合C選項(xiàng)的分析可知，所以，故D正確。10．（2024甘肅高考真題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說(shuō)法正確的是（）A．該材料對(duì)紅光的折射率為 B．若，光線c消失C．若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光 D．若入射光a變?yōu)樽瞎猓饩€b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時(shí)光線的折射角為，故折射率為故A正確；設(shè)臨界角為C，得故，故若，會(huì)發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當(dāng)入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光，故C正確；對(duì)同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會(huì)垂直，故D錯(cuò)誤。11.(2024浙江1月卷考題)12.氫原子光譜按頻率展開(kāi)的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)研究，則（）A.照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，光的側(cè)移量小C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長(zhǎng)度上光的平均光子數(shù)多D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的飽和光電流小【答案】C【解析】根據(jù)巴耳末公式可知，光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬，故A錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)可知光的頻率較小，則光的折射率較小，在平行玻璃磚的偏折較小，光的側(cè)移量小，故B錯(cuò)誤；光的頻率較小，光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，光的光子數(shù)較多，真空中單位長(zhǎng)度上光的平均光子數(shù)多，故C正確；若、光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的頻率較小，光的光子能量較小，光的光子數(shù)較多，則光的飽和光電流大，光的飽和光電流小，故D錯(cuò)誤。12.（2024年湖南卷考題）9．1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），平面鏡沿放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。下列說(shuō)法正確的是（）A．沿向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動(dòng)B．沿向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若，沿向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若，沿向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動(dòng)【答案】BC【解析】根據(jù)題意畫(huà)出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過(guò)平面鏡反射光（可以等效成虛像S′發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實(shí)驗(yàn)中的相干光源之一是通過(guò)平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S′的距離為d，則d=2aS到光屏的距離為l，代入雙縫干涉公式，可得則若θ=0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面鏡，對(duì)l和d均沒(méi)有影響，則干涉條紋間距不變，也不會(huì)移動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤；同理再次畫(huà)出光路圖有沿OA向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置→②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置→①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確。13.(2024年河北卷考題)11.某同學(xué)通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中測(cè)量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對(duì)干涉條紋進(jìn)行測(cè)量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對(duì)應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：?jiǎn)紊忸?lèi)別單色光110.6018.64單色光284418.08根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為_(kāi)___________（填“紅光”或“綠光”）?！敬鸢浮烤G光【解析】根據(jù)，可得由圖表帶入數(shù)據(jù)可知，故，則已知綠光的波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，則單色光1是綠光。14.(2024年湖北卷考題)11.某同學(xué)利用激光測(cè)量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫(huà)兩條互相垂直的直線和，交點(diǎn)為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼，并使其圓心位于O點(diǎn)，畫(huà)出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點(diǎn)M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點(diǎn)P。④分別過(guò)M、P作BB'的垂線、，、是垂足，并用米尺分別測(cè)量、的長(zhǎng)度x和y。⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出圖像，如圖（b）所示。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_____（單選，填標(biāo)號(hào)）。A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯（2）根據(jù)圖像，可得玻璃磚的折射率為_(kāi)____（保留三位有效數(shù)字）。（3）若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果_____（填“偏大”“偏小”或“不變”）。【答案】（1）B（2）1.57（3）不變【解析】（1）A．入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測(cè)量的誤差會(huì)變大，故A錯(cuò)誤；B．激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差，故B正確；C．相同的材料在各點(diǎn)的折射效果都一樣，故C錯(cuò)誤。（2）設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為，根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為折射角的正弦值為折射率可知圖像斜率大小等于折射率，即（3）根據(jù)（2）中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果不變。15.（2024年安徽卷考題）11.某實(shí)驗(yàn)小組做“測(cè)量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn)．（1）為測(cè)量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫(huà)出直線a和B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針、，眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使把擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點(diǎn)。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針，使它把、都擋住，再插上大頭針，使它把、、都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角應(yīng)盡量小一些，以減小實(shí)驗(yàn)誤差（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的分界面．保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示．此實(shí)驗(yàn)初步表明：對(duì)于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)．頻率大，折射率________（填“大”或“小”）（3）為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角，測(cè)得折射角分別為、，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃________n介質(zhì)（填“”或“”）。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對(duì)于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)?！敬鸢浮浚?）B（2）大（3）【解析】（1）在白紙上畫(huà)出一條直線a作為界面，把長(zhǎng)方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長(zhǎng)邊與a對(duì)齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長(zhǎng)邊，按住直尺或三角板不動(dòng)，將玻璃磚取下，畫(huà)出直線代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫(huà)出直線a和，故A錯(cuò)誤；在玻璃磚一側(cè)插上大頭針、，眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使把擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點(diǎn)。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針，使它把、都擋住，再插上大頭針，使它把、、都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)，故B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角應(yīng)盡量大一些，但也不能太大（接近），以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤；（2）由圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。（3）根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率為該介質(zhì)的折射率為，其中，所以16.（2024年山東卷考題）15.某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點(diǎn)，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，EG邊平行于AB邊且長(zhǎng)度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對(duì)該單色光的折射率均為1.5。（1）求sinθ；（2）以θ角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點(diǎn)D（圖中未標(biāo)出）到E點(diǎn)距離的范圍。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為，則根據(jù)折射定律有由于折射光線垂直EG邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知代入數(shù)據(jù)解得（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達(dá)半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖則根據(jù)幾何關(guān)系可知FE上從P點(diǎn)到E點(diǎn)以角入射的單色光線第一次到達(dá)半圓弧AMB都可以發(fā)生全反射，根據(jù)全反射臨界角公式有設(shè)P點(diǎn)到FG的距離為l，則根據(jù)幾何關(guān)系有又因?yàn)槁?lián)立解得所以光線在EF上的入射點(diǎn)D到E點(diǎn)的距離范圍為一、單選題1．（2024·北京海淀·三模）如圖，A和B兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都從圓心O沿OC方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)。那么在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中（如圖所示），調(diào)節(jié)這兩束光的光強(qiáng)并分別照射相同的光電管。使實(shí)驗(yàn)中這兩束光都能在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，實(shí)驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以A、B表示，則下列4圖中可能正確的是哪些？（）A． B．C． D．【答案】D【解析】由光路的可逆性可知，單色光A的偏轉(zhuǎn)程度較大，其折射率較大，頻率較高，由又聯(lián)立，解得可知單色光A的遏制電壓較大，根據(jù)，可知二者的飽和光電流相等。如果所加的電壓U=0，兩束光在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，則相同時(shí)間到達(dá)陽(yáng)極的光電子的數(shù)量相等，光電流相等。故選D。2．（2024·山東煙臺(tái)·三模）如圖所示，一裝滿水的長(zhǎng)方體玻璃容器，高度為，上下兩個(gè)面為邊長(zhǎng)的正方形，底面中心O點(diǎn)放有一單色點(diǎn)光源，可向各個(gè)方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點(diǎn)的小甲蟲(chóng)，已知水對(duì)該單色光的折射率為，則小甲蟲(chóng)能在水面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】全反射的臨界角滿足當(dāng)入射角為臨界角時(shí)，在上表面能折射出光線的最大半徑為r，光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得解得水面的對(duì)角線長(zhǎng)度為故小甲蟲(chóng)能在整個(gè)水面上看到點(diǎn)光源，活動(dòng)區(qū)域面積為故選A。3．（2024·山東濰坊·三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過(guò)球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則（

）A．光束在P點(diǎn)的入射角為53° B．“水晶球”的折射率為1.6C．光在“水晶球”中的傳播速度為 D．光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為【答案】B【解析】根據(jù)題意作出光路圖如圖由幾何關(guān)系可知，光線射出時(shí)的折射角r為2θ，折射率故B正確；由圖β=r=2θ=74°，故A錯(cuò)誤；光在“水晶球”中的傳播速度為，故C錯(cuò)誤；光在“水晶球”中傳播的距離時(shí)間，帶入數(shù)據(jù)有，故D錯(cuò)誤。4．（2024·山西·模擬預(yù)測(cè)）高壓汞燈，UV光刻機(jī)的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的。高壓汞燈輻射的光通過(guò)圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機(jī)的是（）A．a(chǎn) B．b C．d D．e【答案】C【解析】根據(jù)折射率的定義式有由圖可知，五束光在空氣中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介質(zhì)中的折射角依次減小，可知折射率越大，波長(zhǎng)越小，則有由于只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的，根據(jù)題中給出的五條尖銳的光譜線的波長(zhǎng)大小關(guān)系，可知，只有d光束適合UV光刻機(jī)。故選C。5．（2024·福建寧德·三模）雨后天空中出現(xiàn)的弧形彩帶，色彩鮮明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如圖所示為形成的光路圖，一束太陽(yáng)光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)B．水滴對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率C．在水滴中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度D．在完全相同的條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距較寬【答案】A【解析】根據(jù)光路圖可知，兩束光的入射角相等，在介質(zhì)中a光的折射角大，b光的折射角小，根據(jù)折射定律可知，水滴對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，故B錯(cuò)誤；由于水滴對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，所以a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，故A正確；根據(jù)可知，在該介質(zhì)中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，故C錯(cuò)誤；根據(jù)可知，在相同的條件下，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，所以a光對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距較寬，故D錯(cuò)誤。6．（2024·廣東·三模）如圖甲所示，自行車(chē)后尾燈本身并不發(fā)光，但夜晚在燈光的照射下會(huì)顯得特別明亮，研究發(fā)現(xiàn)尾燈內(nèi)部是由折射率較大的實(shí)心透明材料制成，結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當(dāng)光由實(shí)心材料右側(cè)面垂直入射時(shí)，自行車(chē)尾燈看起來(lái)特別明亮的原因是（）A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射【答案】B【解析】光在自行車(chē)后尾燈內(nèi)部發(fā)生了全反射，因此看起來(lái)特別明亮。故選B。7．（2024·河北保定·三模）如圖所示，泳池底有一個(gè)點(diǎn)光源P，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，MN為圓錐底面的一條直徑。已知池水深，圓錐的母線與水平方向所成的角為（），光在空氣中的傳播速度，下列說(shuō)法正確的是（）A．為水的臨界角 B．水的折射率為C．水面上亮斑的面積為 D．光在水中傳播的最短時(shí)間為【答案】D【解析】由光路圖知，發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為，A錯(cuò)誤；由折射率公式知由圖可知，故折射率為，B錯(cuò)誤；由題知，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，設(shè)錐形范圍半徑為，距離為，則根據(jù)幾何關(guān)系知代入得，則代入得水面上亮斑的面積為代入得，C錯(cuò)誤；由公式知代入得，則光在水中傳播的最短時(shí)間為，D正確；8．（2024·重慶·二模）下列說(shuō)法正確的是（）A．聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率大B．肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的偏振現(xiàn)象C．將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運(yùn)到黑龍江后應(yīng)調(diào)整其擺長(zhǎng)D．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成的干涉圖樣，條紋間距與光的頻率無(wú)關(guān)【答案】C【解析】聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率小，故A錯(cuò)誤；肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；根據(jù)將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運(yùn)到黑龍江后，由于重力加速度發(fā)生變化，所以應(yīng)調(diào)整其擺長(zhǎng)，故C正確；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成的干涉圖樣，根據(jù)可知條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)，則與光的頻率有關(guān)，故D錯(cuò)誤。9．（2024·遼寧丹東·二模）在用上下表面平行的同一塊玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩名同學(xué)分別用不同顏色的單色光進(jìn)行測(cè)量，兩人做出的光路圖如下，，則下列說(shuō)法正確的是（）A．由于是同一塊玻璃磚，所以?xún)扇藴y(cè)得的折射率是相同的B．在上述實(shí)驗(yàn)中，若增大入射角則乙同學(xué)所用的單色光在下表面先發(fā)生全反射現(xiàn)象C．甲同學(xué)所用的單色光在玻璃磚中傳播的速度更快D．若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，則甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更窄【答案】C【解析】根據(jù)折射定律可知，入射角相等，但折射角不同，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率較小，故A錯(cuò)誤；增大入射角θ，光bb?界面射出時(shí)的入射角增大，根據(jù)折射定律可知，射出時(shí)的入射角不會(huì)超過(guò)臨界角，所以單色光在下表面不可能發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤；甲同學(xué)測(cè)得的折射率較小，根據(jù)可知，光在玻璃磚中傳播的速度更快，故C正確；甲同學(xué)測(cè)得的折射率較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，根據(jù)可知，甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更寬，故D錯(cuò)誤。10．（2024·遼寧阜新·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，AB、CD、DE為三個(gè)透明平板固定放置，AB水平，CD的傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】光線在空氣膜的上、下表面發(fā)生反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為θ，、處為兩相鄰亮條紋，如圖所示：則此兩處的光程分別為因?yàn)楫?dāng)光程差時(shí)表現(xiàn)為亮條紋，所以有則設(shè)此兩相鄰亮紋中心的距離為，則由幾何關(guān)系得即可知夾角越小，條紋間距越大，根據(jù)題意CD的傾角比DE的傾角大，故左側(cè)對(duì)應(yīng)部分相鄰兩條紋間距小于右側(cè)相鄰兩級(jí)條紋間距。故選A。11．（2024·福建南平·三模）沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大氣層不同高度空氣的溫度不同造成的，已知空氣的折射率隨溫度升高而減小。下列圖中能正確描述蜃景現(xiàn)象的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】太陽(yáng)照到沙地上，接近地面的熱空氣比上層空氣的密度小，折射率也小。從遠(yuǎn)處物體射向地面的光，進(jìn)入折射率較小的熱空氣層時(shí)被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會(huì)在看到遠(yuǎn)處物體的倒立的虛像，如圖1。選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；太陽(yáng)照到海面上，接近海面的冷空氣比上層空氣的密度大，折射率也大。從遠(yuǎn)處物體射向大氣層的光，進(jìn)入折射率較小的熱空氣層時(shí)被折射，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會(huì)在看到遠(yuǎn)處物體的正立的虛像，如圖2。選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。圖1

圖212．（2024·山東濟(jì)南·三模）如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，單色光源到兩縫、的距離相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是（）A．增大雙縫到屏的距離并下移光源 B．減小雙縫間距離并上移光源C．減小光源到雙縫的距離并上移光源 D．更換波長(zhǎng)更短的單色光源并下移光源【答案】D【解析】根據(jù)雙縫干涉的相鄰亮條紋中心間距公式可知，要使條紋之間的距離變小，可以通過(guò)減小單色光的波長(zhǎng)、減小雙縫到屏的距離或增大兩縫間的距離來(lái)完成，要想使干涉條紋上移，可下移光源。故選D。13．（2024·安徽·三模）如圖所示，某柱狀透明介質(zhì)的橫截面為四分之一圓環(huán)ABCD，圓環(huán)內(nèi)徑為R，外徑為（未知）。一束與底邊CD平行且相距CD為d的光從介質(zhì)外表面上的E點(diǎn)射入，調(diào)整d的大小，存在某一臨界值，使得無(wú)論及介質(zhì)的折射率為多少，該光束一定會(huì)在BC表面發(fā)生全反射，則等于（

）A． B． C． D．R【答案】D【解析】光路圖如圖所示光在E點(diǎn)折射，由折射定律在△OEF中，由正弦定理得sinC=恒成立，又聯(lián)立可知有d≥R恒成立，故有，故選D。14．（2024·湖北·一模）如圖所示，平靜的水面上漂浮一塊厚度不計(jì)的圓形木板。一條小魚(yú)以0.5m/s的水平速度勻速游過(guò)，其運(yùn)動(dòng)軌跡正好在木板直徑的正下方，離水面的高度h=0.4m。小魚(yú)從木板下方游過(guò)的過(guò)程中木板始終保持靜止，在水面上任意位置看不到小魚(yú)的時(shí)間為ls。已知水的折射率為則圓形木板的直徑約為（）A．0.91m B．1.41m C．1.91m D．2.41m【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，當(dāng)小魚(yú)反射的光在荷葉邊緣水面上發(fā)生全反射時(shí)，則在水面上看不到蝌蚪根據(jù)全反射的臨界角公式可得則在水面之上看不到時(shí)小魚(yú)運(yùn)動(dòng)的位移結(jié)合幾何關(guān)系可知，解得，故選B。15．（2024·遼寧沈陽(yáng)·三模）彩虹是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)球形雨滴發(fā)生兩次折射和一次反射形成的，彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。若某單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入折射率為的雨滴，入射角為，在雨滴內(nèi)壁經(jīng)過(guò)一次反射后從Q點(diǎn)射出。已知雨滴的半徑為R，真空中的光速為c，則（）A．細(xì)光束在雨滴內(nèi)經(jīng)歷的時(shí)間為B．細(xì)光束在雨滴內(nèi)經(jīng)歷的時(shí)間為C．入射光線與出射光線之間的夾角為D．入射光線與出射光線之間的夾角為【答案】D【解析】做光路圖由題意可得解得根據(jù)光線從空氣到水中與水中的空氣中的對(duì)稱(chēng)性，由幾何關(guān)系得細(xì)光束在雨滴內(nèi)所走的路程細(xì)光束在雨滴內(nèi)的速度細(xì)光束在雨滴內(nèi)的時(shí)間連接，由幾何關(guān)系可得夾角大小為，故選D。16．（2024·廣東·二模）圖甲為太陽(yáng)光穿過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽(yáng)光穿過(guò)六角形冰晶的過(guò)程，a、b是其中兩種單色光的光路，則在冰晶中（）A．a(chǎn)的折射率比b的大 B．a(chǎn)的頻率比b的大C．a(chǎn)的傳播速度比b的小 D．a(chǎn)的波長(zhǎng)比b的大【答案】D【解析】由圖可知，太陽(yáng)光射入冰晶時(shí)，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，則a的折射率比b的小，a的頻率比b的小，a的波長(zhǎng)比b的大；根據(jù)可知a的傳播速度比b的大。故選D。17．（2024·河北·三模）某科學(xué)小組在進(jìn)行光纖的模擬試驗(yàn)過(guò)程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置在試驗(yàn)臺(tái)上，從玻璃管外平視觀察到管的內(nèi)徑為d，若該玻璃管的折射率為n，則管的實(shí)際內(nèi)徑約為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】作出光路圖如圖所示：從內(nèi)壁上發(fā)出任意兩根光線，它們折射出空氣反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)位置即為管外觀察到的內(nèi)徑位置，設(shè)玻璃管外徑L，由題意可得，折射率，解得，故選C。二、多選題18．（2024·湖北武漢·二模）如圖所示，PQ是半圓柱體玻璃截面的直徑，一束由兩種單色光組成的復(fù)色光從真空中經(jīng)P點(diǎn)斜射入玻璃，兩單色光分別從A、B兩點(diǎn)射出玻璃。設(shè)從A、B點(diǎn)射出的光線波長(zhǎng)分別為λA和λB，從P點(diǎn)傳播到A、B點(diǎn)的時(shí)間分別為tA和tB，下列說(shuō)法正確的是（）A． B．C． D．【答案】AD【解析】做出入射點(diǎn)P的法線，如圖根據(jù)，從A點(diǎn)射出的單色光折射角較小，折射率較大，其波長(zhǎng)較小。故A正確；B錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系，可得又，可得，故C錯(cuò)誤；D正確。19．（2024·天津南開(kāi)·二模）如圖甲所示，我國(guó)航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內(nèi)部形成一個(gè)同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為1∶3，由a、b、c三種顏色的光組成的細(xì)復(fù)色光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，從A點(diǎn)以的入射角射入球中，a、b、c三條折射光線如圖乙所示，其中b光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切。下列說(shuō)法正確的是（

）A．該液體材料對(duì)a光的折射率小于對(duì)c光的折射率B．c光在液體球中的傳播速度最大C．該液體材料對(duì)b光的折射率為D．若繼續(xù)增大入射角i，b光可能因發(fā)生全反射而無(wú)法射出液體球【答案】BC【解析】根據(jù)折射率的公式可知，以相同的入射角射入球中時(shí)，a光的折射角較小，故其折射率較大，A錯(cuò)誤；以相同的入射角射入球中時(shí)，c光的折射角最大，折射率最小，故在液