2024屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題強化練十四幾何光學(xué)與物理光學(xué)

專題強化練（十四）幾何光學(xué)與物理光學(xué)

1.以下現(xiàn)象不屬于衍射的是（）

A.白光經(jīng)過狹窄的單縫得到彩色圖樣

B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣

C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清

D.光照射不透明圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑

解析：白光照射單縫后，在光屏，出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，A項錯誤；白光照射肥皂

膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的薄膜干涉現(xiàn)象，B項正確；光照射刀片的陰影輪廓模糊不清是光的衍

射造成的，C項錯誤；白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑是光的衍射

現(xiàn)象造成的，I）項錯誤.故選B.

答案：B

2.如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的

干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣（黑色部分表示亮條紋）.在下

面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（）

mmIlliIIIIIIIIIIII

1234

A.紅黃藍紫B.紅紫藍黃

C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫

解析：雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中吳亮條紋最寬、最亮之外，兩供!條紋

亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋.雙縫干涉條紋

的寬度（即相鄰亮、暗條紋間距）紅光波長比藍光波長長，則紅光干涉條紋間距大

于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應(yīng)于紅光和藍光.而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定

時，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，2、4分別對應(yīng)于紫光和黃光.綜上所

述，1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃，B正確.

答案：B

3.?束單色光穿過兩塊兩面平行的玻璃磚，出射光線與入射光線的位置關(guān)系可能正確的是

（）

邑二

AB

cD

解析：一束單色光穿過兩塊玻璃磚，分別經(jīng)過兩次從空氣中射入到玻璃，和兩次從玻璃射入

空氣的折射，且兩塊玻璃轉(zhuǎn)的兩面都是平行的，根據(jù)折射定律可知，最后的出射光線與最初

的入射光線平行，B、C兩項錯誤.光由空氣斜射進入玻璃磚，折射光線、入射光線在空氣

和玻璃磚兩種介質(zhì)中，折射角小于入射角；當(dāng)光再由玻璃磚斜射進入空氣時，折射角大于入

射角，故最后的出射光線應(yīng)該位于最初的入射光線延長線的左側(cè)，A項正確，D項錯誤.故

選A.

答案：A

4.如圖所示為一光導(dǎo)纖維的示意圖.光纖內(nèi)芯的折射率為

〃（力1.1）,外套的折射率為1.1.已知光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)

生全反射時的臨界角為乙且sinC=3■.為使光在內(nèi)芯和外

套界面發(fā)生全反射，光在光纖一端端面由空氣直接射入內(nèi)芯時的入射角〃應(yīng)滿足（）

A.sin0B.sin〃21.1。。一1

C.sing粘=1D.sin，

解析：若光在內(nèi)芯和外套界面恰能發(fā)生全反射，則在端面入射時在內(nèi)芯與外套發(fā)

sina

生全反射時sin（90。-<z）=sin，解得sin一1.21,則光在光纖一端端面

由空氣直接射入內(nèi)芯時的入射角〃應(yīng)滿足sin0W6一1.21,故選A.

答案：A

5.（2023?江蘇卷）用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，

改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置.則雙縫間的距離

變?yōu)樵瓉淼模ǎ?/p>

UM

1~1~

A.鼻倍B.J倍

C.2倍D.3倍

解析：根據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長關(guān)系有卜x=（/,由題圖知乙=2Ax甲，則d乙

=；d甲,故選B.

答案：B

6.（多選）某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5X10迷叫功率為5.0X10"3的連續(xù)激光.已知

可見光波長的數(shù)量級為IL?m，普朗克常量力=6.63X10—3,J-s,該激光器發(fā)出的（）

A.是紫外線

B,是紅外線

C.光子能量約為L3X1CL8j

D.光子數(shù)約為每秒3.8X1016個

解析：波長的大小大于可見光的波長，屬于紅外線，故A項錯誤，B項正確.光子能量￡=

s

rovinDf

3,

/T7=6.63X10~X1，xl0-t,J=l.326X10FJ.故C項錯誤.每秒鐘發(fā)出的光子數(shù)/『三

=3.8X102故D項正確.故選BD.

答案：B〃

7.（多選）一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激

光光束與水面的夾角為明如圖所示.他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)。大于41。時，岸上救援人員才能收

到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（）

岸卜.救援人員

水面

潛水愛，皿

好番■，二激光器

A.水的折射率為福

1

B.水的折射率為77而

C.當(dāng)他以60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小

于60°

D.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大

于60°

解析?：他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明a

=41°時激光恰好發(fā)生全反射,則sin（9。。一“）=：,則〃=島＞,4項錯誤、B

解析：(1)根據(jù)題設(shè)條件作出光路圖，如圖所示，研究a光，入射角為氏=53°,

折射角為%=30°,

根據(jù)折射定律可得〃=*V=|=L6.

(2)根據(jù)光路圖可知，a、6兩束光打到熒光屏上的點4、月的距離為

4—2*\/3

d=PR=Rtan53°-2Rtan30。=--^~R.

o

答案：⑴〃=1.6⑵」：人4

J

10.如圖所示，直角三棱鏡月8。置于空氣中，一細束單色光從直角三棱鏡的面的中點垂

直射入，進入三棱鏡后在力8面恰好發(fā)生全反射，已知/4％=30°,〃'邊長等于乙拗為一

光屏，且與比邊垂直.請求出：

(1)該三棱鏡的折射率〃；

(2)最終打在光屏上的光斑到/，點的距離￡

解析：(1)由幾何關(guān)系可知光線在/歷面上的入射角為60°,由

臨界角公式可知sin600=；,得〃=邛&

II*5

(2)光線在雨面上的后點同時發(fā)生反射和折射，投射到光房上的

N兩點.且由幾何關(guān)系可得線段比三

在￡'點發(fā)生反射現(xiàn)象時，眼據(jù)幾何關(guān)系光斑尸點到8點的距離如=8仇an600=L,

在￡點發(fā)生折射時，由片系B，

BE加

可得sina=L

3，“FT—3

答案：（1）￥（2）坐￡

11.如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂史于屏幕平行排

列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度〃的控制（可視角度〃定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平

面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）.透明介質(zhì)的折射率〃=2,屏障間隙￡=0.8mm.發(fā)光

像素單元緊貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間.不考慮光的衍射.

（D若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度?？刂茷?0°,求屏障的高度d；

（2）若屏障高度d=L0mm,且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多

少時.，其可視角度。剛好被擴為180°（只要看到像素單元的任意一點，即視為能看到該像

素單元）.

空氣

防

A窺

屏屏

障

14T發(fā)光像素單元

解析：（1）發(fā)光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質(zhì)

o

和空氣界面，折射后從界面射向空氣，由