高考_专题十六 光学 电磁波 相对论（试题word版）

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专题十六　光学　电磁波　相对论
高频考点
考点一　光的折射和全反射
基础 光的折射定律、折射率、全反射、光导纤维等。
重难 各种玻璃砖模型中折射及全反射光路问题。
限时125分钟,正答率:　　/21。 
基础
1.(2021江苏,7,4分)某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上,将激光束垂直于AC面入射,可以看到光束从圆弧面ABC出射,沿AC方向缓慢平移该砖,在如图所示位置时,出射光束恰好消失。该材料的折射率为(　　)

A.1.2　　　　B.1.4　　　　C.1.6　　　　D.1.8
答案　A　
2.(2021北京,2,3分)如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是(　　)

A.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
答案　C　
3.(2021天津,2,5分)光刻机是制造芯片的核心装备,利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力,在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比(　　)
A.波长变短　　　　B.光子能量增加
C.频率降低　　　　D.传播速度增大
答案　A　
4.(2021辽宁,4,4分)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光,a光的(　　)

A.频率小,发生全反射的临界角小 B.频率大,发生全反射的临界角小
C.频率小,发生全反射的临界角大 D.频率大,发生全反射的临界角大
答案　C　
5.(2017天津理综,2,6分)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。

如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是(　　)
A.若增大入射角i,则b光先消失
B.在该三棱镜中a光波长小于b光
C.a光能发生偏振现象,b光不能发生
D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
答案　D　
6.[2019课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°=0.8)。已知水的折射率为43。

(ⅰ)求桅杆到P点的水平距离;
(ⅱ)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。
答案　(ⅰ)7 m　(ⅱ)5.5 m
重难
7.(2022浙江1月选考,11,3分)如图所示,用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点,发现有a、b、c、d四条细光束,其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时,b、c、d也会随之转动,则(　　)

A.光束b顺时针旋转角度小于Δθ B.光束c逆时针旋转角度小于Δθ
C.光束d顺时针旋转角度大于Δθ D.光束b、c之间的夹角减小了2Δθ
答案　B　
8.(2021海南,6,3分)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率为2。一束单色光在纸面内以α=45°的入射角从空气射向MQ边的中点O,则该束单色光(　　)

A.在MQ边的折射角为60° B.在MN边的入射角为45°
C.不能从MN边射出 D.不能从NP边射出
答案　C　
9.(2022山东,7,3分)柱状光学器件横截面如图所示,OP右侧是以O为圆心、半径为R的14圆,左侧是直角梯形,AP长为R,AC与CO夹角45°,AC中点为B。a、b两种频率的细激光束,垂直AB面入射,器件介质对a、b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变,入射点从A向B移动过程中,能在PM面全反射后,从OM面出射的光是(不考虑三次反射以后的光)(　　)

A.仅有a光　　　　B.仅有b光
C.a、b光都可以　　　　D.a、b光都不可以
答案　A　
10.(2020浙江7月选考,13,3分)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角θ=60°时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则(　　)

A.玻璃砖的折射率为1.5 B.O、P之间的距离为22R
C.光在玻璃砖内的传播速度为33c D.光从玻璃到空气的临界角为30°
答案　C　
11.(2020山东,9,4分)(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为2,只考虑由DE直接射向侧面AA'C'C的光线。下列说法正确的是(　　)

A.光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的12
B.光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的23
C.若DE发出的单色光频率变小,AA'C'C面有光出射的区域面积将增大
D.若DE发出的单色光频率变小,AA'C'C面有光出射的区域面积将减小
答案　AC　
12.(2022山东济南二模)如图所示,长方体玻璃砖长为4 cm,宽和高均为2 cm,折射率为3。紧贴下表面中心轴线处有一点光源,该点光源可沿中心轴线左右移动。当点光源移动至某一位置O时,玻璃砖右侧面各处均有光线射出(不考虑光在玻璃砖内反射后的情况),此时玻璃砖左侧面上光线射出点到下表面的最远距离为(　　)

A.(4-5) cm　　　　B.(22-5) cm C.(5-2) cm　　　　D.(25-4) cm
答案　B　
13.[2021全国甲,34(1),5分]如图,单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3.0×108 m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为　　　　m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是　　　　s≤t