專題31 光學(xué)（教師版）-2025版高考物理熱點題型講義

專題31光學(xué)目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一幾何光學(xué) 1類型1折射定律和折射率的理解及應(yīng)用 1類型2全反射現(xiàn)象的理解和綜合分析 9題型二物理光學(xué) 24類型1光的干涉現(xiàn)象 24類型2光的衍射和偏振現(xiàn)象 32類型3電磁振蕩、電磁波 38題型三幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合 47類型1光的折射現(xiàn)象和物理光學(xué) 47類型2全反射現(xiàn)象和物理光學(xué) 52類型3光學(xué)與其他知識的綜合問題 59題型一幾何光學(xué)【解題指導(dǎo)】1．光的折射和全反射的三個公式：(1)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)；(2)n＝eq\f(c,v)；(3)sinC＝eq\f(1,n).2.解題關(guān)鍵：準確作出光路圖；充分運用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似三角形等知識．類型1折射定律和折射率的理解及應(yīng)用1.對折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n)。(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。(3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同。2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射。3.解決光的折射問題的思路(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準。(3)利用折射定律、折射率公式求解。(4)注意折射現(xiàn)象中光路是可逆的。4.常見介質(zhì)對光路的控制類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向1．現(xiàn)有一光線以相同的入射角，打在不同濃度的兩杯溶液中，折射光線如圖所示，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．甲速度大 D．甲臨界角大【答案】A【詳解】入射角相同，由于折射角，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??；根據(jù)可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。故選A。2．為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克壁上開了一個小孔，孔內(nèi)安裝一透明材料，厚度與坦克壁厚度相同．ABCD為該材料的縱截面，如圖所示。已知坦克壁厚度為，該材料對光的折射率為。不考慮光在面的反射，若坦克內(nèi)的人通過這塊材料能看到的外界角度范圍最大為，則之間的距離為（

）A． B． C． D．【答案】D【詳解】光路圖如圖所示，由光的折射定律可得由題意知，解得由幾何關(guān)系得解得故選D。3．如圖所示，某透明均質(zhì)光學(xué)元件的截面ABCD是長為2L、寬為L的矩形。一細束單色光從AB邊上中點P，以與AB邊夾角的方向由真空中射入該元件，經(jīng)折射后從CD邊上M點（圖中未畫出）出射。已知該元件對該單色光的折射率，則PM的長度為（

）（取，不考慮光的反射）A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)該單色光從P點入射的折射角為，根據(jù)折射定律可得根據(jù)幾何關(guān)系可得故選C。4．如圖所示，半圓為某種透明材料的截面，點到的距離等于半徑的一半。一細光束從點以角射入材料，折射光線剛好照射在點，一細光束從點以平行于的方向射入材料，折射光線剛好照射在點。光在真空中傳播的速度為，則細光束和在透明材料中傳播的速度大小分別為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳解】分別作出a、b的折射光線，如下圖所示由于DE為半徑的一半，故a光束的折射角，根據(jù)光的折射定律及折射率的速度表達式可知解得同理，對于b束，由幾何知識可知，其入射角、折射角的大小分別為所以解得A正確。故選A。5．當(dāng)入射的自然光以某特定角度射入界面時，反射光線與折射光線是互相垂直的偏振光，通常將此角度叫布儒斯特角。如圖所示，一束光線從真空中射入折射率的介質(zhì)，入射角為，已知光在真空中的傳播速度，下列說法中不正確的是（）A．當(dāng)入射角時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象B．當(dāng)入射角為布儒斯特角時，反射光與入射光一樣都是橫波C．布儒斯特角滿足關(guān)系D．光在此介質(zhì)中的傳播速度為【答案】A【詳解】A．發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)且入射角達到臨界角，所以光從空氣中射入介質(zhì)中不可能會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項A錯誤；B．光是一種橫波，不管反射光還是入射光都是橫波，選項B正確；C．當(dāng)反射光與折射光垂直時，則即布儒斯特角滿足關(guān)系選項C正確；D．光在介質(zhì)中的傳播速度得選項D正確。本題選擇不正確的，故選A。5.在桌面上鋪上白紙，長方形玻璃磚ABCD放在白紙上，用鉛筆畫出玻璃磚的輪廓線，然后作出直線MN，讓直線MN與玻璃磚的AB邊平行。作玻璃磚AD邊平行線與CD、AB分別交于O、。拿一只激光筆，讓紅色激光束從O點以某一入射角射到玻璃磚上，經(jīng)過玻璃磚兩次折射后紅色激光束照射到直線MN上的P點，在其他條件不變的情況下，僅取走玻璃磚，紅色激光束照射到直線MN上的Q點，是直線OQ與AB的交點，測得，，，則玻璃磚的折射率為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)，，設(shè)在O點時，光線入射角為、折射角為，根據(jù)折射定律有由于玻璃磚使光線發(fā)生側(cè)移，如圖所示則，所以三角形是等腰直角三角形，聯(lián)立解得故選A。類型2全反射現(xiàn)象的理解和綜合分析1.分析綜合問題的基本思路(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)。(2)判斷入射角是否大于等于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識進行推斷和求解相關(guān)問題。(4)折射率n是討論折射和全反射問題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，應(yīng)熟練掌握跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式。2.求光的傳播時間的一般思路(1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化。即v＝eq\f(c,n)。(2)全反射現(xiàn)象中。光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進行確定。(3)利用t＝eq\f(l,v)求解光的傳播時間。1．如圖所示，由折射率為n的透明材料制成、半徑為R的半圓柱形透明磚平放在桌面上，A、C為透明磚的截面直徑的上、下端點，計時開始，激光束垂直AC對應(yīng)的側(cè)面照射到A點，此后激光束沿AC方向以速度v勻速向C點平移，忽略光在透明磚中的傳播時間，從圓弧面ABC上開始有光射出的時刻為（

）A． B． C． D．【答案】C【詳解】恰好有光從圓弧面射出，光路圖如圖1所示，臨界角為θ，根據(jù)臨界角公式設(shè)此時光線與AC面交點為D點，即AD過程沒有光線從圓弧面射出，根據(jù)數(shù)學(xué)知識看到射出光的時刻故選C。2．如圖所示，水中的潛水員看到水面以上的所有景物都會處在一個倒立的圓錐內(nèi)，已知該圓錐軸截面的頂角為α，光在真空中的傳播速度為c。則光在水中的傳播速度為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】水面以上光線射入人眼的臨界光線如圖所示由光路的可逆性可知，光在水中發(fā)生全反射的臨界角為又聯(lián)立解得光在水中的傳播速度為故選A。3．如圖為水流導(dǎo)光實驗，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不計空氣阻力，則（）A．激光在水和空氣中傳播的速度大小相等 B．激光在水與空氣的界面上發(fā)生了全反射C．水在空中的速度大小均勻變化 D．水在空中的速度方向變化越來越快【答案】B【詳解】A．光在介質(zhì)中的速度為，故激光在水中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度，故A錯誤；B．水流導(dǎo)光的原理為光在水中射到水與空氣分界面時入射角大于臨界角，發(fā)生了全反射，故B正確；C．水在空中做平拋運動，水平速度不變，豎直速度均勻增大，但合速度大小不是均勻增大，故C錯誤；D．平拋運動加速度豎直向下，得知速度變化的方向豎直向下，所以任意兩段時間內(nèi)速度變化方向相同，故D錯誤。故選B。4．如圖所示是光由空氣經(jīng)過點射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射向空氣中的光路圖，點是半圓形玻璃磚的圓心。下列敘述正確的是（）A．光線在圓弧界面上會發(fā)生全反射B．在圓弧界面上始終有光線出射C．增大角度，光線會在下界面發(fā)生全反射D．增大角度，玻璃的折射率增大【答案】B【詳解】AB．根據(jù)題意可知，點是半圓形玻璃磚的圓心，可知，光線一定垂直射到圓弧界面上，則光線一定能從圓弧界面上射出，不可能發(fā)生全反射，故A錯誤，B正確；C．發(fā)生全反射需要光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，則光線不會在下界面發(fā)生全反射，故C錯誤；D．折射率是介質(zhì)的固有屬性，與入射角無關(guān)，故D錯誤。故選B。5．如圖a所示，公園里的裝飾燈在晚上通電后會發(fā)出非常漂亮的光。該裝飾燈可簡化為圖b所示模型，該裝飾燈為對紅光折射率的透明材料制成的棱長為的立方體，中心有一個發(fā)紅光點光源，不考慮光的二次反射，光速為，則（）A．立方體某一面有光射出部分的圖形是橢圓B．若不考慮多次反射，光線從玻璃磚射出的最長時間為C．若點光源發(fā)出的光由紅光變?yōu)樗{光，表面有光射出的區(qū)域面積將增大D．從外面看玻璃磚被照亮的總面積為【答案】B【詳解】A．當(dāng)從O點射出的光線射到側(cè)面上的入射角等于臨界角時發(fā)生全反射，可知立方體某一面有光射出部分的圖形是圓形，選項A錯誤；B．考慮射到側(cè)面上一條發(fā)生全反射的光線，臨界角則聯(lián)立解得光線從玻璃磚射出的最長時間為選項B正確；C．若點光源發(fā)出的光由紅光變?yōu)樗{光，因藍光折射率大于紅光，可知藍光臨界角小于紅光，根據(jù)表面有光射出的區(qū)域半徑減小，即面積將減小，選項C錯誤；D．每一側(cè)面被照亮的半徑面積為從外面看玻璃磚被照亮的總面積為選項D錯誤。故選B。6.如圖所示，橫截面為圓環(huán)的柱形容器由折射率為n的玻璃制成，其外徑為，內(nèi)徑為，MN為一條直徑。有兩束光線，其中光線A在紙平面內(nèi)傳播，從M點射向容器，經(jīng)一次折射后，恰好與容器內(nèi)壁相切，另一束光線B平行于MN射向容器，經(jīng)過一次折射后，恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，則下列說法正確的是（）

A．光線A的入射角正弦值為B．光線B到MN的距離等于C．光線A的入射角大于光線B的入射角D．光線B從射入柱形容器外壁到第一次到達內(nèi)壁的時間為【答案】C【詳解】A．光線與容器內(nèi)壁相切，光路圖如圖1所示，設(shè)光線在M點的入射角為i，折射角為r，由折射定律得由幾何關(guān)系得解得故A錯誤；

C．平行于MN的光線B射向容器，在容器外壁的入射角為i′，折射角為r′，如圖2所示，由折射定律得光線恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，光路圖如圖所示，則根據(jù)正弦定理可得解得即則故C正確；B．設(shè)光線B到MN的距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系可得d=R1sini′=R2故B錯誤。D．光線B從射入柱形容器外壁到第一次到達內(nèi)壁，根據(jù)正弦定理可得時間為選項D錯誤。故選C。7.如圖所示，透明玻璃體的下半部分是圓柱體，上半部分是半球體，圓柱體的底面半徑和高均為，半球體的半徑也為為半球體的球心，為圓柱體底面圓心?，F(xiàn)有一束光從處射向玻璃體，入射光與的夾角為，逐漸增大，使得光線從半球體點射出，射出方向與平行，點距半球體底面的距離為，已知光在真空中傳播速度為。求：（ⅰ）透明玻璃體的折射率；（ⅱ）逐漸增大，求光在玻璃體里面的最短傳播時間。

【答案】（?。áⅲ驹斀狻浚á。┮驗樯涑龇较蚺c平行，由幾何關(guān)系可知，出射角為，入射角為，根據(jù)折射率定義有解得（ⅱ）發(fā)生全反射的臨界角為，有，得出故光不會入射到圓柱體側(cè)面，從半球體表面出射的最短傳播時間即在球面剛好發(fā)生全反射的光，設(shè)為B點，則，玻璃中傳播速度傳播時間8.如圖所示，半圓玻璃磚的半徑，直徑AB與光屏MN垂直并接觸于A點。一束激光a從半圓弧表面上射向半圓玻璃磚的圓心O，光線與豎直直徑AB之間的夾角為，最終在光屏MN上出現(xiàn)兩個光斑，且兩個光斑之間距離為。求：（i）玻璃磚的折射率；（ⅱ）改變激光Q的入射方向，使光屏MN上只剩一個光斑，求此光斑離A點的最遠距離。

【答案】（i）；（ⅱ）【詳解】（i）光路如上圖所示，由題意可得，激光在AB面上發(fā)生折射時的入射角

設(shè)半圓玻璃磚的折射率為n，折射角為，則其中，由于所以且解得（ⅱ）分析可得，當(dāng)激光在AB面上恰好發(fā)生全反射時，光屏MN上只剩一個光斑，且光斑離A點的距離最遠，光路如下圖所示。設(shè)激光在AB上恰好發(fā)生全反射時的臨界角為C，則由數(shù)學(xué)知識可得光斑離A點的最遠距離9.我國航天員王亞平在空間站進行太空授課時，往水球里注入一個氣泡，觀察水球產(chǎn)生的物理現(xiàn)象．一同學(xué)畫了過球心的截面圖，如圖所示，內(nèi)徑是，外徑是．假設(shè)一束單色光（紙面內(nèi)）從外球面上A點射入，光線與直線所成夾角，經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切。已知光在真空中傳播速度為c，求：（1）單色光在水球中的折射率和傳播時間；（2）入射角的正弦值為多大時，光束在內(nèi)球恰好發(fā)生全反射。【答案】（1），；（2）【詳解】（1）在A點時，由題意可知，入射角為由幾何關(guān)系有由折射定律得該束單色光在該透明材料中的傳播速度為單色光在該材料中的傳播時間為代入數(shù)據(jù)解得（2）光束從A點入射，入射角為時光束經(jīng)折射到達內(nèi)球面的點，恰好發(fā)生全反射。如圖：

此時有由正弦定理得又解得由折射定律得解得10.如圖所示，三角形是直角三棱鏡的橫截面，其中。當(dāng)光線垂直于邊由中點射入時，剛好在邊上發(fā)生全反射。已知邊的長度為，光在真空中的傳播速度為。（1）求棱鏡的折射率為多大；（2）若使光線從邊的中點平行于邊射入，求光在棱鏡中的傳播時間（不考慮由面返回的光）。

【答案】（1）2；（2）【詳解】（1）當(dāng)光線從垂直于邊的中點射入時，在面上的入射角根據(jù)解得（2）光線從邊的中點平行于邊射入，光在棱鏡中的光路圖如圖所示

光線經(jīng)過兩次全反射后，從面垂直射出根據(jù)幾何關(guān)系可知光在棱鏡中的傳播距離光在棱鏡中的傳播速度光在棱鏡中的傳播時間解得題型二物理光學(xué)類型1光的干涉現(xiàn)象1．雙縫干涉(1)條紋間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ，對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大。(2)明暗條紋的判斷方法如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點的路程差為Δr＝r2－r1。當(dāng)Δr＝kλ(k＝0，1，2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)亮條紋。當(dāng)Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0，1，2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋。2．薄膜干涉(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。(2)亮暗條紋的判斷方法兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍。在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。在Q處，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。1.如圖甲所示為雙縫干涉實驗的原理圖，屏上的點位于雙縫和的中垂線上，在雙縫與屏之間充滿折射率為n的均勻介質(zhì)。用一單色光垂直照射雙縫，在屏上會產(chǎn)生干涉條紋，屏上點是一條暗條紋的中心，點到點的距離為x。已知該單色光在真空中的波長為，雙縫與屏之間的距離為L，則雙縫和間的距離為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】點到點的距離為x，根據(jù)圖乙有雙縫與屏之間充滿折射率為n的均勻介質(zhì)，則有根據(jù)干涉規(guī)律有解得故選A。2.如圖，利用平面鏡也可以實現(xiàn)楊氏雙縫干涉實驗的結(jié)果，下列說法正確的是（）

A．光屏上的條紋關(guān)于平面鏡M上下對稱B．相鄰亮條紋的間距為C．若將平面鏡向右移動一些，相鄰亮條紋間距不變D．若將平面鏡向右移動一些，亮條紋數(shù)量保持不變【答案】C【詳解】A．根據(jù)雙縫干涉原理，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋，當(dāng)光程差為半個波長的奇數(shù)倍時出現(xiàn)暗條紋，可知，光屏上的條紋與鏡面平行，并非關(guān)于平面鏡M上下對稱，故A錯誤；B．根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式其中，，所以相鄰兩條亮條紋之間的距離為故B錯誤；C．若將平面鏡向右移動一些，不影響光源的像的位置和L的大小，相鄰亮條紋間距不變，故C正確；D．若將平面鏡向右移動一些，射到平面鏡邊緣的兩條光線射到屏上的位置向下移動，寬度減小，而條紋間距不變，亮條紋數(shù)量減少，故D錯誤；故選C。3.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有如下特點：（1）任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰亮條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)若在圖甲所示裝置中再加上一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將（）A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失【答案】B【詳解】從空氣膜的上、下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差即光程差為空氣薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差（n為整數(shù)）時為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為，增加一張紙片后空氣薄膜的傾角變大、厚度增大，則相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變小，干涉條紋變密。故選B。4．用平行單色光豎直向下照射一透明薄膜，形成的干涉圖樣如圖所示。相鄰兩亮條紋的中心間距依次為、、、……，已知。則該透明薄膜豎直截面的形狀可能是（

）A． B．C． D．【答案】D【詳解】同一條紋對應(yīng)的薄膜厚度相同，自左向右條紋間距越來越小，薄膜厚度隨距離變化的越來越快。故選D。5．某小組用圖甲裝置進行雙縫干涉實驗，調(diào)節(jié)完畢后，在屏上觀察到如圖乙所示的豎直條紋。下列說法正確的是（）A．縮小單縫到雙縫的距離，可使干涉條紋間距變大B．在實驗中，通過目鏡看到的干涉條紋場景如圖乙所示，糾正圖中問題只需旋轉(zhuǎn)測量頭C．僅更換雙縫間距更小的雙縫，干涉條紋間距將變小D．僅將綠色濾光片換為紅色濾光片，干涉條紋間距將變小【答案】B【詳解】ACD．根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式縮小單縫到雙縫的距離，干涉條紋間距不變；僅更換雙縫間距更小的雙縫，干涉條紋間距將變大；僅將綠色濾光片換為紅色濾光片，由于紅光的波長大于綠光的波長，則干涉條紋間距將變大，故ACD錯誤；B．在實驗中，通過目鏡看到的干涉條紋場景如圖乙所示，糾正圖中問題只需旋轉(zhuǎn)測量頭使分劃板中心刻線與條紋平行，故B正確。故選B。6．1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度，如圖所示。S為單色點光源。則（）A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋間距變大B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變C．若，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距變大D．若，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋間距變小【答案】A【詳解】CD．根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光（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。所以實驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，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l和d均沒有影響，則干涉條紋間距不變，故CD錯誤；AB．同理再次畫出光路圖有沿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，反之，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋間距變大，故A正確，B錯誤。故選A。7．利用如圖所示的實驗裝置可以測定液體的折射率，將水平面上一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在兩玻璃表面之間形成一個傾角很小的劈形空氣薄膜（空氣可視為真空，折射率為），光從上方入射后，從上往下看到干涉條紋，測得相鄰亮條紋間距為；保證傾角不變，在兩塊平板玻璃之間充滿待測液體，然后用同種單色光垂直照射玻璃板，測得相鄰亮條紋間距為，則該液體的折射率為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)薄膜干涉原理，干涉條紋平行等寬，當(dāng)光垂直標(biāo)準工件方向射向玻璃板時，得到干涉條紋，相鄰亮條紋對應(yīng)劈尖厚度差為由幾何關(guān)系有則又則C正確。類型2光的衍射和偏振現(xiàn)象1．對光的衍射的理解(1)波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看做是沿直線傳播的。2．單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋3.光的干涉和衍射的本質(zhì)光的干涉和衍射都屬于波的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。4．光的偏振(1)自然光與偏振光的比較類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿任意方向振動，且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿特定方向振動(2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。1.以線狀白熾燈為光源，通過狹縫觀察該光源，可以看到()A．黑白相間的條紋，這是光的干涉B．黑白相間的條紋，這是光的衍射C．彩色的條紋，這是光的干涉D．彩色的條紋，這是光的衍射【答案】D【解析】由題可知該現(xiàn)象為光的衍射現(xiàn)象，故A、C錯誤；線狀白熾燈發(fā)出的光是復(fù)色光，其中各種色光的波長不同，產(chǎn)生的單縫衍射的圖樣中條紋寬度和間距都不相同，因此各單色光的亮條紋或暗條紋不能完全重疊在一起，所以形成彩色條紋，故B錯誤，D正確。2.利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測量值與標(biāo)準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是()A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ【答案】ACD【解析】偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度θ，所以到達O處光的強度會明顯減弱，故A正確，B錯誤；將偏振片A或B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光的強度最大，偏振片A或B轉(zhuǎn)過的角度等于θ，故C、D正確。3.下列關(guān)于光的性質(zhì)說法正確的是()A．托馬斯·楊通過光的單縫衍射實驗，證明了光是一種波B．日落時分，在岸上拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振片可以使影像更清晰C．馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象D．照相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象【答案】BC【解析】托馬斯·楊通過光的雙縫干涉實驗，證明了光是一種波，A錯誤；在照相機鏡頭前裝上偏振片可以濾掉反射光，使影像更清晰，B正確；馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的薄膜干涉現(xiàn)象，C正確；照相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是應(yīng)用了光的干涉現(xiàn)象，D錯誤。4．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會看到彩色條紋，這兩種現(xiàn)象（）A．前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的折射現(xiàn)象B．前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象C．前者是光的干涉現(xiàn)象，后者時光的折射現(xiàn)象D．前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的干涉現(xiàn)象【答案】B【詳解】兩玻璃板間將形成空氣薄膜，光照射在空氣薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，由于是白光，產(chǎn)生了彩色干涉條紋；而從狹縫觀察到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象。故選B。5．光在生產(chǎn)生活及現(xiàn)代科技中有著廣泛的運用，下列關(guān)于光的說法正確的是（

）A．全息照相運用了光的偏振B．立體電影利用了光的衍射C．陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象D．拍攝玻璃櫥窗中的物體，通常要在照相機鏡頭前加一個濾光片來消除反光【答案】C【詳解】A．全息照相運用了光的干涉，故A錯誤；B．立體電影利用了光的偏振，故B錯誤；C．陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉，是光的干涉現(xiàn)象，故C正確；D．拍攝玻璃櫥窗中的物體，通常要在照相機鏡頭前加一個偏振片來消除反光，故D錯誤。故選C。6．用圖示實驗裝置演示光的偏振現(xiàn)象，白熾燈O發(fā)出的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列說法正確的是（）A．白熾燈發(fā)出的光是縱波B．偏振片Q起到檢偏的作用C．光束Ⅱ中光振動方向與透振方向垂直D．將偏振片Q以光傳播方向為軸轉(zhuǎn)過45°，光束Ⅲ完全消失【答案】B【詳解】A．白熾燈的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能說明白熾燈的光是縱波，A錯誤；B．當(dāng)白熾燈光經(jīng)偏振片P后就成為偏振光，又經(jīng)與P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到檢偏的作用，B正確；C．光束Ⅱ中的光是經(jīng)偏振片P透射來的，所以光束Ⅱ中光振動方向與透振方向平行，C錯誤；D．將偏振片P以光傳播方向為軸轉(zhuǎn)過45°，光束Ⅲ將會減弱，但不會完全消失，D錯誤；故選B。7.某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，下列說法正確的是（

）A．甲圖的亮斑是“泊松亮斑”，屬于圓盤衍射B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，后來泊松發(fā)現(xiàn)圓板中心確實有這個亮斑C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是清晰的D．發(fā)生圓孔衍射時，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里【答案】D【詳解】A．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，屬于圓盤衍射，故A錯誤；B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，但泊松認為這是非常荒謬的，后來菲涅耳與阿拉果發(fā)現(xiàn)圓板中心有這個亮斑，故B錯誤；C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的，故C錯誤；D．發(fā)生圓孔衍射時，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里，故D正確。故選D。8.某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，則下列說法錯誤的是（

）A．甲圖屬于圓孔衍射B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，后來泊松發(fā)現(xiàn)圓板中心的確有這個亮斑C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的D．發(fā)生圓孔衍射時，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里【答案】B【詳解】A．根據(jù)衍射條紋的特點可知甲圖屬于圓孔衍射，故A正確；B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，但泊松認為這是非常荒謬的，后來菲涅耳與阿拉果發(fā)現(xiàn)圓板中心有這個亮斑，故B錯誤；C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的，故C正確；D．發(fā)生圓孔衍射時，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里，故D正確。本題選擇錯誤選項；故選B。9.圖示為通過3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，下列說法正確的是（）A．左側(cè)鏡片上涂有增反膜B．右側(cè)鏡片上涂有增透膜C．兩側(cè)鏡片為透振方向不同的偏振片D．電腦顯示屏發(fā)出的光為自然光【答案】C【詳解】D．手機、電腦、電視等電子顯示設(shè)備發(fā)出的光是偏振光，D錯誤；ABC．3D眼鏡的2個鏡片是兩個透振方向互相垂直的偏振片，圖中電腦顯示屏發(fā)出的偏振光的透振方向與左側(cè)眼鏡垂直，沒有光穿過左側(cè)眼鏡，左側(cè)眼鏡看不見電腦顯示屏，電腦顯示屏發(fā)出的偏振光的透振方向與右側(cè)眼鏡平行，有光穿過右側(cè)眼鏡，右側(cè)眼鏡看得見電腦顯示屏，AB錯誤，C正確。故選C。類型3電磁振蕩、電磁波1．電磁振蕩的特點LC電路工作過程具有對稱性和周期性。(1)兩個物理過程①放電過程：電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，q↓→i↑，電流從正極板流向負極板。②充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，q↑→i↓，電流從負極板流向正極板。(2)兩個特殊狀態(tài)①充電完畢狀態(tài)：磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，電場能最大，磁場能最小(為零)。②放電完畢狀態(tài)：電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小(為零)。(3)在一個周期內(nèi)，充電、放電各兩次，振蕩電流的方向改變兩次；電場能(或磁場能)完成兩次周期性變化。2．對麥克斯韋電磁場理論的理解3．對電磁波的理解(1)電磁波是橫波。電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直。(2)電磁波與機械波的比較名稱項目電磁波機械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能1．如圖所示的LC振蕩電路中，已知某時刻電流i的方向指向A板，則（）A．若僅增大線圈的自感系數(shù)，振蕩頻率增大B．若僅增大電容器的電容，振蕩頻率增大C．若i正在減小，則線圈兩端電壓在增大D．若i正在增大，此時A板帶正電【答案】C【詳解】AB．根據(jù)可知若僅增大線圈的自感系數(shù)，振蕩頻率減??；若僅增大電容器的電容，振蕩頻率減小，故AB錯誤；C．若i正在減小，則磁場能正在減小，電場能正在增大，電容器極板間電壓正在增大，即線圈兩端電壓在增大，故C錯誤；D．若i正在增大，則磁場能正在增大，電場能正在減小，電容器正在放電，由于該時刻電流i的方向指向A板，則此時A板帶負電，故D錯誤。故選C。2．為了保證考試的公平，大型考試中廣泛使用了金屬探測器，圖甲就是一款常用的金屬探測器，其內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示，線圈靠近金屬時，線圈的自感系數(shù)增大。若某時刻電路中的電流方向如圖所示，電容器A極板帶正電，則下列說法正確的是（）A．電路中的電流正在增大B．電容器兩板的電壓在減小C．線圈中的自感電動勢在增大D．線圈靠近金屬時，LC振蕩電路的周期減小【答案】C【詳解】ABC．圖示時刻，電容器正在充電，電荷量在增大，電壓增大；電流減小，但電流減小得越來越快，根據(jù)線圈中的自感電動勢正在增大，故AB錯誤，C正確；D．若探測儀靠近金屬時，相當(dāng)于給線圈增加了鐵芯，所以其自感系數(shù)L增大，根據(jù)可知T增大，故D錯誤。故選C。3．金屬探測儀在各場景廣泛應(yīng)用，探測儀內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)探測儀檢測到金屬物體時，探測儀線圈的自感系數(shù)會發(fā)生變化，從而引起振蕩電路中的電流頻率發(fā)生變化，探測儀檢測到這個變化就會驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲響。在LC振蕩電路中，某時刻線圈中的磁場方向和電容器中的電場方向如圖所示。下列說法正確的是（）A．此時電容器中的電場能正在減小B．此時穿過線圈的磁通量的變化率正在增大C．若LC振蕩電路中的電感減小，則其振蕩周期增大D．若自感系數(shù)L和電容C都增大到原來的2倍，則其振蕩周期變?yōu)樵瓉淼摹敬鸢浮緼【詳解】AB．根據(jù)圖中磁場方向結(jié)合右手螺旋定則可知，此時電流方向沿順時針方向，由下極板流向上極板，且下極板帶正電，所以此時電容器正在放電，電容器兩板間的電壓正在減小，電容器中的電場能減小，線圈中磁場能增大，則電路中電流正在增大，但電流增大越來越慢，所以此時穿過線圈的磁通量的變化率正在減小，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)可知，若LC振蕩電路中的電感減小，則其振蕩周期減小，若自感系數(shù)L和電容C都增大到原來的2倍，則其振蕩周期變?yōu)樵瓉淼?倍，故CD錯誤。故選A。4．如圖所示，i—t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像。在ab時間段，以下說法中正確的是（）A．回路電流正在增大 B．電場能正在減小C．電容器正在放電 D．磁場能正在減小【答案】D【詳解】由圖可知，在ab時間段，回路電流正在減小，說明電容器正在充電，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，所以磁場能減小，電場能增大。故選D。5．振蕩電路中某時刻電容器內(nèi)電場與線圈內(nèi)磁場情況如圖所示，該時刻（）A．電容器在充電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化B．電容器在充電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化C．電容器在放電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化D．電容器在放電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化【答案】B【詳解】根據(jù)振蕩電路的電場與線圈內(nèi)磁場情況可知，電容器的下極板帶正電，上極板帶負電，由右手螺旋定則可知電流流向電容器的正極板，則電容器正在充電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。故選B。6．如圖所示是LC振蕩電路和通過電路中P點的電流i隨時間t變化的規(guī)律。若規(guī)定流過P點向左為電流的正方向，則下列說法中正確的是（）A．在0～t1內(nèi)，電容器C在放電B．在t1～t2內(nèi)，電容器C上極板帶負電C．在t2～t3內(nèi)，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化D．在t3～t4內(nèi)，P點電勢比Q點電勢高【答案】C【詳解】A．由圖可知，在內(nèi)，電流值正在減小，所以電容器正在充電，故A錯誤；B．由圖可知，在內(nèi)，電流值正在負向增大，所以電容器正在放電，且電流為順時針，所以電容器C上極板帶正電，故B錯誤；C．由圖可知，在內(nèi)，電流值正在減小，所以電容器正在充電，所以磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化，故C正確；D．由圖可知，在內(nèi)，電流值正在正向增大，所以電容器正在放電，且電流為逆時針，電容器C下極板帶正電，所以P點電勢比Q點電勢低，故D錯誤。故選C。7．飛機失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內(nèi)能以一定的頻率自動發(fā)出信號，人們就可利用探測儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號來確定黑匣子的位置。如圖甲是黑匣子中電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路，圖乙為電容器的電荷量q隨時間t變化的圖像，t=0時刻電容器的M板帶正電。下列關(guān)于LC電磁振蕩電路的說法中正確的是（）A．若減小電容器的電容，則發(fā)射的電磁波波長變長B．0~t?時間內(nèi)，線圈中的磁場方向向下C．時間內(nèi)，線圈的磁場能不斷減小D．時間內(nèi)，電容器N板帶正電，電容器正在充電【答案】D【詳解】A．根據(jù)可知若減小電容器的電容，則發(fā)射的電磁波頻率變大，根據(jù)可知波長變短，故A錯誤；B．0~t?時間內(nèi)，電容器的電荷量減少，電容器放電，電流由M極板流向N極板，根據(jù)右手定則可知線圈中的磁場方向向上，故B錯誤；C．圖像的切線的斜率大小表示電流，時間內(nèi)，由圖像可知電流逐漸增大，線圈的磁場能不斷增大，故C錯誤；D．時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流對電容器反向充電，所以電容器N板帶正電，電容器正在充電，故D正確。故選D。8.麥克斯韋通過對電磁場統(tǒng)一理論的研究，預(yù)言了電磁波的存在。下列有關(guān)電磁波的理解正確的是（）A．電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度都是相同的B．電磁波和機械波一樣，都依靠介質(zhì)傳播振動形式和能量C．太空中傳送至地面的無線電波是橫波D．電磁波與機械波一樣可以發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，但不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象【答案】C【詳解】A．電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與頻率有關(guān)，在不同介質(zhì)中傳播速度不同，故A錯誤；B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，機械波的傳播必須要有介質(zhì)，故B錯誤；C．太空中傳送至地面的無線電波是電磁波，電磁波是橫波，故C正確；D．電磁波與機械波一樣可以發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，也會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。9.正是人類對電與磁的研究，發(fā)展成了電磁場與電磁波的理論。下列說法正確的是（）A．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，并創(chuàng)造性地用“磁感線”形象地描述“場”的物理圖景B．麥克斯韋建立了電磁場理論，并在實驗中捕捉到了電磁波C．普朗克認為振動著的帶電微粒的能量是連續(xù)的D．愛因斯坦認為光是一個個不可分割的能量子組成的，這些能量子叫作光子【答案】D【詳解】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，法拉第創(chuàng)造性地用“磁感線”形象地描述“場”的物理圖景，故A錯誤；B．麥克斯韋建立了電磁場理論，赫茲在實驗中捕捉到了電磁波，故B錯誤；C．普朗克認為振動著的帶電微粒的能量是量子化的，故C錯誤；D．愛因斯坦認為光是一個個不可分割的能量子組成的，這些能量子叫作光子，故D正確。故選D。10.電磁波譜及其相關(guān)應(yīng)用如圖所示，下列說法不正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì) B．可見光中紅光光子的能量最大C．紫外線可以用來滅菌消毒 D．電磁波中最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波【答案】B【詳解】A．電磁波是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，故A正確，不符合題意；B．可見光中紅光波長最長，頻率最小，所以紅光光子的能量最小，故B錯誤，符合題意；C．紫外線可以用來滅菌消毒，故C正確，不符合題意；D．電磁波中無線電波的波長最長，所以無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D正確，不符合題意。故選B。題型三幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合類型1光的折射現(xiàn)象和物理光學(xué)1.如圖甲所示，我國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)部形成一個同心球形氣泡，如圖乙所示。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為，當(dāng)由a、b、c三種顏色的光組成的細光束在過球心的平面內(nèi)，從A點以的入射角射入球中，其中光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切，則下列說法正確的是（）A．該液體材料對a光的折射率小于對c光的折射率B．若繼續(xù)增大入射角i，b光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球C．該液體材料對光的折射率為D．光在液體球中的傳播速度最小【答案】C【詳解】A．由圖乙可知，a光在液體材料中的折射角比c光的小，由折射率，可知該液體材料對a光的折射率大于對c光的折射率，故A錯誤；B．若繼續(xù)增大入射角i，b光的折射角增大，光線遠離同心球形氣泡，光線從液體材料射出時的入射角與射入液體材料時的折射角大小相等，根據(jù)光的可逆性可知不會發(fā)生全反射，故B錯誤；C．由圖乙可得，b光在液體材料中的折射角由折射率，可得該液體材料對光的折射率為故C正確；D．由圖乙可知，a、b、c三種顏色的光的入射角相同，c光的折射角最大，由折射率公式，可知c光的折射率最??；由，可知光在液體球中的傳播速度最大，故D錯誤。故選C。2.一束復(fù)色可見光射到置于空氣中的平板玻璃上，穿過玻璃后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示。對于兩束單色光來說（）

A．玻璃對a光的折射率較小 B．a(chǎn)光在玻璃中傳播的速度較大C．b光的波長較長 D．b光光子的能量較大【答案】C【詳解】A．由圖可知玻璃對a光的折射率較大，故A錯誤；B．由可知a光在玻璃中傳播的速度較小，故B錯誤；C．a(chǎn)光的折射率大，則a光的頻率大，波長較短，故C正確；D．a(chǎn)光的頻率大，由可知a光光子的能量較大，故D錯誤。故選C。3.彩虹的形成是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。關(guān)于a光和b光的說法中，正確的是（

）A．a(chǎn)光是紅光 B．a(chǎn)光的波長更長C．b光更容易發(fā)生衍射 D．在真空中傳播時，b光的速度更大【答案】C【詳解】A．a(chǎn)、b兩條出射光線均在水滴表面發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根據(jù)折射定律，可知折射率大則光的頻率高，因此a光是紫光，b光是紅光，故A錯誤；B．由于光的頻率越大，波長越短，因此故B錯誤；C．根據(jù)光的衍射現(xiàn)象，遇到相同的障礙物，波長越長的光越容易發(fā)生明顯衍射，因此b光更容易發(fā)生明顯衍射，故C正確；D．在真空中傳播時，a、b光的速度一樣大，故D錯誤。故選C。4．彩虹的形成原理可簡化為如圖，陽光由空氣射入球形水滴后，可分成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光，其中a、b是射出的某兩種單色光（其他色光沒有畫出），則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光在水滴中的傳播速度較大B．a(chǎn)光和b光在水滴中的傳播速度相等C．若b光是靛光，則a光一定是紫光D．若a光是綠光，則b光可能是紫光【答案】C【詳解】CD．陽光中單色光的折射率從紅光到紫光依次升高，由光路圖可知，a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，若a光是綠光，則b光不可能是紫光。若b光是靛光，則a光一定是紫光，故C正確，D錯誤；AB．因a光的折射率更大，根據(jù)可知a光在水滴中的傳播速度較小，故AB錯誤。故選C。5．如圖所示為圓柱體玻璃磚的橫截面，虛線為圓形截面的直徑，一光束從真空中經(jīng)直徑端點斜射入玻璃磚，進入玻璃磚后分成、兩束單色光，分別從、點射出玻璃磚，下列說法正確的是（）A．光的頻率比光的小B．光在玻璃磚中的傳播速度比光的小C．光的波長比光的波長大D．、兩束單色光通過玻璃磚的時間相同【答案】B【詳解】ABC．根據(jù)題意畫出光路圖，如圖所示由圖可知，光的折射角小于光，由折射定律可知，光的折射率大于光，則光的頻率比光的大，光的波長比光的波長小，由可知，光在玻璃磚中的傳播速度比光的小，故AC錯誤，B正確；D．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可得，光在玻璃磚中的傳播距離為光在玻璃磚中的傳播距離為、兩束單色光通過玻璃磚的速度分別為，則光通過玻璃磚的時間為同理可得，光通過玻璃磚的時間為由數(shù)學(xué)知識可知a光的傳播時間長，故D錯誤。故選B。6.如圖所示，一束光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在玻璃磚與空氣的界面上發(fā)生反射和折射，入射角為，折射角為。下列說法正確的是（）A．反射光的頻率大于入射光的頻率 B．折射光的波長等于入射光的波長C．若增大入射角，則折射角將減小 D．若增大入射角，則折射光將減弱【答案】D【詳解】A．光發(fā)生反射和折射后頻率不變，所以反射光的頻率等于入射光的頻率，故A錯誤；B．折射光的傳播速度大于入射光的傳播速度，頻率相同，由可知折射光的波長大于入射光的波長，故B錯誤；C．由可知若增大入射角，則折射角將增大，故C錯誤；D．若增大入射角，反射光增強，折射光將減弱。故D正確。故選D。類型2全反射現(xiàn)象和物理光學(xué)1．如圖所示，一束紅光以30°入射角射向半圓玻璃磚的平直邊，在玻璃磚與空氣的分界面上發(fā)生了反射和折射。若保持半圓玻璃磚不動，入射光線與法線的夾角從30°逐漸緩慢增大到90°的過程中（）A．反射角變小 B．反射光的亮度不變C．折射光的亮度不變 D．折射光會消失【答案】D【詳解】入射光線與法線的夾角從30°逐漸緩慢增大到90°的過程中，則反射角變大，反射光線的亮度增加，折射光線的亮度減小，當(dāng)入射角到達臨界角時，全部光線返回原介質(zhì)，即發(fā)生全反射，此時折射光線消失，反射光亮度最大。故選項ABC錯誤，D正確。故選D。2.如圖甲所示，為研究一半圓柱形透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，用激光由真空沿半圓柱體的徑向射入，入射光線與法線成θ角，由光學(xué)傳感器CD可以探測反射光的強度。實驗獲得從AB面反射回來的反射光的強度隨θ角變化的情況如圖乙所示。光在真空中傳播速度為c，則該激光在這種透明新材料中（）A．折射率為B．傳播速度為cC．θ=0°時，反射光強度為0D．反射光的強度隨θ角的增大而增大【答案】B【詳解】A.根據(jù)圖像可得當(dāng)時激光發(fā)生全反射，根據(jù)折射定律得故A錯誤；B.根據(jù)速度公式故B正確；C.θ=0°時大量的激光從O點射出，少量激光反射經(jīng)過C點，故C錯誤；D.根據(jù)圖像可得當(dāng)時激光發(fā)生全反射，反射光的強度不變，故D錯誤。故選B。3．一束細光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖甲所示，對其射出后的折射光線的強度進行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光線的強度隨著的變化而變化，如圖乙的圖線所示，則下列說法正確的是（

）A．透明體的臨界角為 B．透明體的臨界角為C．透明體的折射率為 D．透明體的折射率為【答案】B【詳解】AB.由題圖乙的圖線可知，當(dāng)小于等于30時，入射角大于等于60，折射光線的強度為零，光線產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，所以此透明體的臨界角為60，故選項A不合題意，選項B符合題意；CD.由臨界角公式，C=60，解得折射率，故選項CD不合題意．4．如圖所示，一束復(fù)色光通過矩形玻璃磚后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光大B．在玻璃磚中的傳播速度，a光比b光小C．若用b光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，則用a光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．通過同一雙縫干涉演示儀，a光形成的條紋間距比b光的大【答案】D【詳解】A．由圖知兩束光的入射角相等，b的折射角小于a的折射角，根據(jù)折射定律可知，玻璃磚對a光的折射率比對b光的小，由于折射率越大，光的頻率越大，則a光的頻率比b光的頻率小，故A錯誤；B．由于玻璃磚對b光的折射率大，根據(jù)可知在玻璃磚中b光的傳播速度比a光的小，故B錯誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)的發(fā)生條件可知，由于b光的頻率較大，若b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．由于玻璃磚對b光的折射率大，故空氣中b光的波長更小，根據(jù)可知，經(jīng)同一套雙縫干涉裝置發(fā)生干涉，a光形成的條紋間距比b光的大，故D正確。故選D。6．為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，先將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成角射入，CD為光學(xué)傳感器，可以探測光的強度。從AB面反射回來的光強隨變化的情況如圖乙所示。又將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中（假設(shè)該激光在空氣中的折射率與其在真空中的相同），此半圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為r，如圖丙所示。已知，，下列說法正確的是（）A．該激光在此新材料中的折射率B．圖甲中若減小入射角，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小C．用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，若該束激光恰好不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形外半徑R與光導(dǎo)纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系R=5rD．如果用紅色激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入時該激光不會從側(cè)面外泄，則換成紫色激光時將可能會從側(cè)面外泄【答案】C【詳解】A．從乙圖中可以看出，當(dāng)時發(fā)生全反射，則有故A錯誤；B．圖甲中若減小入射角，根據(jù)反射定律和折射定律可知反射角和折射角都減小，則反射光線和折射光線之間的夾角將變大，故B錯誤；C．激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄的臨界條件是入射光在外側(cè)面處發(fā)生全反射，臨界光路如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系有解得故C正確；D．根據(jù)頻率越大，折射率就越大，臨界角就越小，如果用紅色激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入時該激光不會從側(cè)面外泄，則換成紫色激光時也將不會從側(cè)面外泄，故D錯誤。故選C。7.某實驗小組用完全相同的雙縫干涉實驗裝置進行實驗，僅換用頻率不同的單色光a、b得到的干涉圖樣分別如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）

A．a(chǎn)光子的能量大于b光子的能量B．b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．單色光a在水中的傳播速度比b光快D．從同一種介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角小于b光的臨界角【答案】C【詳解】A．根據(jù)知，在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距越大，則光的波長較長，則a光波長較大，由知頻率越短，則a光子的能量越小，故A錯誤；B．a(chǎn)光波長大于b光波長，則a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；C．a(chǎn)光的波長長，則頻率小，故折射率小，根據(jù)知在介質(zhì)中傳播速度大，故C正確；D．從同一種介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射時，臨界角，可知a光的臨界角大于b光的臨界角，故D錯誤。故選C。8.用a、b兩束單色光照射同一單縫做衍射實驗，觀察衍射圖樣發(fā)現(xiàn)：a光的中央亮紋比b光的中央亮紋窄，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩束單色光以相同的入射角從空氣射入水中，b光的折射角小B．a(chǎn)、b兩束單色光在水下同一深度處，b光照亮水面的面積較大C．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距較大D．用a光照射某金屬，不能發(fā)生光電效應(yīng)，用b光照射有可能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【詳解】A．a(chǎn)光的中央亮紋比b光的中央亮紋窄，可知b光的波長大，頻率小，所以折射率小，所以當(dāng)a、b兩束單色光以相同的入射角從空氣射入水中時，b光的光線偏折小，則折射角大，故A錯誤；B．a(chǎn)、b兩束單色光在水下同一深度處，因為b光的折射率小，根據(jù)公式可知b光的臨界角大，所以b光照亮水面的面積較大，故B正確；C．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，根據(jù)公式可知b光的波長大，b