热点26 光学-【模拟精炼】2024年高考物理30热点最新模拟题精练

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2、锻炼同学的考试心理，训练学生快速进入考试状态。高考的最佳心理状态是紧张中有乐观，压力下有自信，平静中有兴奋。
3、训练同学掌握一定的应试技巧，积累考试经验。模拟考试可以训练答题时间和速度。高考不仅是知识和水平的竞争，也是时间和速度的竞争，可以说每分每秒都是成绩。
4、帮助同学正确评估自己。高考是一种选拨性考试，目的是排序和择优，起决定作用的是自己在整体中的相对位置。因此，模拟考试以后，同学们要想法了解自己的成绩在整体中的位置。
2024高考30热点最新模拟题精练
热点26 光学
1. (2024山西吕梁和孝义期末)某款手机防窥屏的原理如图所示；在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，改变某些条件时可实现对像素单元可视角度的控制，已知相邻两屏障间距离为L，透明介质折射率为，发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间，下列说法正确的是（ ）
A. 防窥屏的厚度越大，可视角度越大
B. 屏障的高度d越大，可视角度越小
C. 透明介质的折射率越大，可视角度越小
D. 当可视角度时，屏障高度为
【参考答案】BD
【名师解析】
根据几何关系可知，当屏障的高度一定时，图中可视角度对应的入射光折射时的入射角一定，与防窥屏的厚度无关，即可视角度与防窥屏的厚度无关，可知，防窥屏的厚度变大，可视角度不变，故A错误；
根据几何关系可知，屏障的高度d越大，图中可视角度对应的入射光折射时的入射角越小，根据折射定律
可知，光在空气中的折射角越小，可知，可视角度越小，故B正确；
C．根据上述，当入射光折射时的入射角一定时，透明介质的折射率越大，则在空气中的折射角越大，则可视角度越大，故C错误；
D．可视角度时，根据透明介质的折射率为
可解得光线在透明介质中的入射角为，根据几何关系得屏障高度为
故D正确。
2. （2024安徽黄山一模）光学技术作为一门高精密度的学科，近年来发展迅猛。光学技术主要应用于光学仪器、通信、医学、生物、纳米制造、材料等领域。下列关于光学现象的说法，正确的是（ ）
A. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光干涉现象造成的
B. 偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
C. 光纤传导利用光的全反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D. 单缝衍射条纹是明暗相间平行等间距条纹
【参考答案】A
【名师解析】
肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故A正确；
偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误；
光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故C错误；
单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距不等的平行的明暗相间的条纹，故D错误。
。
3. （2024海南海口市质检）炎热的夏日，公路表面附近空气密度随高度的增加而增大。当在公路上开车前行时经常会看到前方有“一滩水光”，反射出前方车辆的影子并随着观察者一同前进。下列光路图能描述该现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】A
【名师解析】
距离路面越近，空气密度越小，不同的空气层有不同的折射率，光由光疏介质射向光密介质时，折射角小于入射角，光由光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。故选A。
4. （2024山东济宁一中2月质检） 如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角很小的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距与倾角（单位为rad）的关系图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为，根据几何关系可得
由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，又倾角很小，则有
可得
故选D。
5. （2024山东济南期末）小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（ ）
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成的干涉条纹，在入射光为复色光时，出现彩色条纹，因为重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，由于干涉条纹的间距上疏下密，故越向下肥皂膜厚度变化越来越大。故选D。
6. (2024年3月福建泉州质检)单反相机取景器的核心光学部件是一个五棱镜，如图所示，棱镜的部分角度已在图中标出。一细束光垂直AB面射入棱镜，在CD面发生全反射，然后射到DE面和EA面，最终垂直BC面射出，则棱镜对这束光的折射率（ ）
A. 一定等于B. 可能小于
C. 可能大于2D. 一定等于2
【参考答案】C
【名师解析】根据几何关系可知，光在DC面的入射角
由于光在CD面发生全反射，则临界角：
根据折射率与临界角的关系式有：
解得：，即棱镜对这束光的折射率可能大于2，C正确。
7. （2024江苏扬州期末）如图所示，一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，a光照射某金属可发生光电效应，下列说法正确的是（ ）

A. a光的折射率较大
B. a光的频率较大
C. a光在光导纤维中的速度较大
D. 用b光照射该金属不能发生光电效应
【参考答案】C
【名师解析】入射角相同，但a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律
式中为入射角，为折射角，可知，折射角越小折射率越大，因此a光的折射率小于b光的折射率，故A错误；光的频率越大则其折射率越大，根据以上分析可知，a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，故B错误；．根据
可知，a光折射率小于b光的折射率，则a光在光导纤维中的速度较大，故C正确；
b光的频率大于a光的频率，根据爱因斯坦的光电效应方程
可知，a光照射某金属可发生光电效应，则用b光照射该金属一定能发生光电效应，故D错误
8. （2024武汉新洲区期末）玻璃球中的气泡通常看起来都特别明亮，如图甲所示。若某玻璃球中心有一球形气泡，可简化为如图乙所示，其中一细光束从玻璃球表面的A点射入玻璃球后照射到空气泡表面上P点，在P点反射后到达玻璃球表面的B点。细光束在P点的入射角，两点的距离为d。已知该玻璃的折射率为1.5，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A. 细光束在P点发生全反射
B. 细光束在B点发生全反射
C. 细光束从A点传播到B点的时间为
D. 细光束从A点传播到B点的时间为
【参考答案】AC
【名师解析】
已知该玻璃的折射率为1.5，则根据临界角与折射率之间的关系
则可知细光束在该玻璃球中发生全反射的临界角小于，而细光束经玻璃照射到空气泡表面上P点时的入射角，大于临界角，因此细光束在P点发生了全反射，而由几何关系易知在B点，射向空气时的入射角小于临界角，因此光束在B点发生了折射，故A正确，B错误；
由折射率
可得细光束在玻璃中传播的速度为
而由几何关系可得，光从A点传播到B点的路程为
则光从A点传播到B点的时间为
故C正确，D错误。
9．（2024年辽宁顶级名校质检）如图所示，一束单色光以与三棱镜面成45°角的方向斜射到面上的点，折射光线照射到面恰好发生全反射，全反射后的光线直接照射到点，已知玻璃砖对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在三棱镜中的全反射临界角为30°
B．三棱镜顶角
C．光从点传播到点经过的路程为
D．光从点传播到点所用的时间为
【参考答案】B
【名师解析】设光在点的入射角为，折射角为，根据题意知，则
解得
光在面全反射时
解得，故A错误；
根据几何关系
解得
故B正确；
根据几何关系可知，光从点传播到点的路程，故C错误；
光传播的时间，故D错误。
10. （2024黑龙江牡丹江市第二共同体期末联考） 如图，一种柱状透明体的横截面是由一个等腰直角三角形和一个圆组成，，一束单色光从边中点D垂直进入透明体，第一次到达边上的E点，恰好发生全反射，再经过边上的P点到达边上的Q点（部分光路未画出），已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 光线从D点到P点的时间为
B. 光线从D点到P点的时间为
C. 光线在P点也恰好发生全反射
D. 光线在P点折射角等于在Q点的折射角
【参考答案】BD
【名师解析】
光线图如图所示
第一次到达边上的E点，恰好发生全反射，则全反射临界角为，则有
解得折射率为
光在透明体中的传播速度为
根据几何关系，光线从D点到P点的传播距离为
光线从D点到P点的时间为
故A错误，B正确；
设光线在P点的入射角为，则有
可得
可知光线在P点不能发生全反射，故C错误；
由图中几何关系可知，光线在P点的入射角为，在Q点的入射角也为，则光线在P点的折射角等于在Q点的折射角，故D正确。
11. （2024江苏无锡期末）图1为某教师演示用笔直的箭叉鱼的装置．她先通过水面上方的空心管道看到鱼缸左侧拐角处的鱼模型，然后固定管道后将箭沿管道叉鱼，却击中了鱼缸侧壁A，简化装置见图2。测得OP=PA=10cm，PB=17.3cm（可视作cm）。求：
（1）水的折射率 n；
（2）欲击中水底的长度为2cm的鱼模型，现保持装置方向不变而将鱼缸向左侧平移，求移动距离 d的范围。
【参考答案】（1）；（2）7.3cm-9.3cm之间
【名师解析】
（1）入射角正弦
折射角正弦
可知折射率
（2）击中最左侧：移动的距离
d1=PBtanα-PO=7.3cm
击中最右侧：移动的距离
d2=PBtanα-PO+BC=9.3cm
移动距离d在7.3cm-9.3cm之间
12. （2024河北部分学校期末联考）如图所示，一个桶的高为，底面直径为2d，当桶空时，从P点刚好能够看到桶底上的C点。当桶内盛有某种透明液体，其深度为d时，仍沿PC方向看去，刚好可以看到桶底中心O处点光源发出的光线。已知C点为OB的中点。
（1）求透明液体对点光源发出光线的折射率；
（2）若要液面全部被O处点光源照亮，求桶内透明液体的深度。
【参考答案】（1）；（2）
【名师解析】
（1）设点发出的光线与界面的交点为，光路图如右图所示
由几何关系可知
所以
由几何关系可知
由折射定律有
（2）设液面刚好被全部照亮时液体深度为H，光线在液面边缘刚好发生全反射，光路图如图所示
由折射定律有
由几何关系有
解得
结合题意和几何关系可知，若要液面全部被处光源照亮，桶内透明液体的深度