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高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第28练光、电磁波(原卷版+解析)
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这是一份高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第28练光、电磁波(原卷版+解析)，共12页。试卷主要包含了关于电磁波，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则( )
A．光盘材料的折射率n＝2
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度
2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．球体的折射率为eq \r(2)，且D＝eq \r(2)R.则光线的会聚角α为( )
A．30° B．45° C．60° D．75°
3.目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为eq \f(2\r(3),3)，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )
A．α<60° B．α<30°
C．β>30° D．β<30°
4.如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为( )
A.eq \f(c,2f) B.eq \f(3c,2f) C.eq \f(3c,f) D.eq \f(5c,2f)
1.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)．设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是( )
A．在水中，a光的波长比b光小
B．水对a光的折射率比b光大
C．在水中，a光的传播速度比b光小
D．复色光圆形区域的面积为S＝eq \f(πh2,nb2－1)
2.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0A.eq \f(\r(6),2) B.eq \r(2) C．1.5 D．2
3.(2020·浙江7月选考·13)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eq \f(\r(2),2)R
C．光在玻璃砖内的传播速度为eq \f(\r(3),3)c
D．光从玻璃到空气的临界角为30°
4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
5.如图所示，两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )
A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B．有两束单色光能从上表面射出
C．a、b单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射
D．改变玻璃砖的厚度，a光可能会从b的右侧射出
6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则下列说法正确的是( )
A．AO光线是紫光，BO光线是红光
B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大
7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )
A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°
8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
9.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强
专题12 光、电磁波
第28练 光、电磁波
1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则( )
A．光盘材料的折射率n＝2
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度
【答案】D
【解析】如图所示，由几何关系可得入射角为i＝45°，
折射角为r＝30°
根据折射定律有
n＝eq \f(sin 45°,sin 30°)＝eq \f(\f(\r(2),2),\f(1,2))＝eq \r(2)
所以A错误；
根据v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(2),2)c，所以B错误；
因为在Q处光还有反射光线，光束b、c和d的强度之和小于光束a的强度，所以C错误；
光束c的强度与反射光束PQ强度之和等于折射光束OP的强度，所以D正确．
2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．球体的折射率为eq \r(2)，且D＝eq \r(2)R.则光线的会聚角α为( )
A．30° B．45° C．60° D．75°
【答案】A
【解析】设入射角为i，折射角为r，由几何关系得sin i＝eq \f(\f(D,2),R)＝eq \f(\r(2),2)
由折射定律有n＝eq \f(sin i,sin r)＝eq \r(2)
由几何关系有i＝r＋eq \f(α,2)，
联立解得α＝30°，
故A正确，B、C、D错误．
3.目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为eq \f(2\r(3),3)，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )
A．α<60° B．α<30°
C．β>30° D．β<30°
【答案】C
【解析】设临界角为C，根据全反射的条件可知，α≥C，而sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(\r(3),2) ，则C＝60°，则α≥60°，A、B错误；光线从端点能射出，则有eq \f(sin i,sin 90°－β)＝n，其中i<90°，解得β>30°，C正确，D错误．
4.如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为( )
A.eq \f(c,2f) B.eq \f(3c,2f) C.eq \f(3c,f) D.eq \f(5c,2f)
【答案】D
【解析】出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为eq \f(λ,2)(2n－1)＝eq \f(λ,2)(2×3－1)＝eq \f(5,2)λ，而λ＝eq \f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq \f(5,2)λ＝eq \f(5c,2f)，故D正确．
1.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)．设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是( )
A．在水中，a光的波长比b光小
B．水对a光的折射率比b光大
C．在水中，a光的传播速度比b光小
D．复色光圆形区域的面积为S＝eq \f(πh2,nb2－1)
【答案】D
【解析】a光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据sin C＝eq \f(1,n)知a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大；根据v＝eq \f(c,n)知，在水中，a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v＝λf可知，在水中，a光的波长比b光大，选项A、B、C错误；设复色光圆形区域半径为r，复色光圆形区域边缘，b光恰好发生全反射，依据sin C＝eq \f(1,nb)，结合几何关系，可知sin C＝eq \f(r,\r(h2＋r2))，而复色光圆形区域的面积S＝πr2，联立解得S＝eq \f(πh2,nb2－1)，D正确．
2.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0A.eq \f(\r(6),2) B.eq \r(2) C．1.5 D．2
【答案】A
【解析】如图，光线经两次反射后再次进入材料的光线在MN面上恰好发生全反射，
则有eq \f(sin 45°,sin θ)＝n①
sin C＝eq \f(1,n)②
sin C＝cs θ③
联立解得n＝eq \f(\r(6),2)，故A正确．
3.(2020·浙江7月选考·13)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eq \f(\r(2),2)R
C．光在玻璃砖内的传播速度为eq \f(\r(3),3)c
D．光从玻璃到空气的临界角为30°
【答案】C
【解析】光路图如图所示．
设O、P之间的距离为x，当θ＝60°时，折射角为r，光从玻璃砖圆形表面射出时与玻璃砖的界面交点为Q，由出射光线与入射光线平行知过P点的法线与过Q点的法线平行，则玻璃砖的折射率n＝eq \f(sin θ,sin r)＝eq \f(sin θ\r(R2＋x2),x)①
又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射，
则sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(x,R)②
解①②得x＝eq \f(\r(3),3)R，n＝eq \r(3).
则sin C＝eq \f(\r(3),3)≠sin 30°，
光在玻璃砖中的传播速度v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(3),3)c，故C正确，A、B、D错误．
4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
【答案】BC
【解析】白光从AB面射入三棱镜后，由于紫光偏折程度大，从而到达另一侧面AC时的入射角较大，且因玻璃对紫光的折射率大，sin C＝eq \f(1,n)，因而其临界角最小，故随着入射角i的减小，进入三棱镜后的各色光中紫光首先发生全反射不再从AC面射出，红光最后消失，通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向三棱镜底边BC偏折，故B、C正确．
5.如图所示，两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )
A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B．有两束单色光能从上表面射出
C．a、b单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射
D．改变玻璃砖的厚度，a光可能会从b的右侧射出
【答案】BCD
【解析】根据光路可逆性，光能从平行玻璃砖下表面进入就能从上表面射出，A错误，B正确；折射与反射同时发生，C正确；由于b光的偏折程度大，当玻璃砖增厚到一定程度时，a光会从b的右侧射出，D正确．
6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则下列说法正确的是( )
A．AO光线是紫光，BO光线是红光
B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大
【答案】ABD
【解析】由题图可知，AO光线的折射率大于BO光线，而紫光的折射率大于红光，即AO光线是紫光，BO光线是红光，A正确；在玻璃柱体中紫光AO的光速小于红光BO，所以传播时间长，B正确；将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，AO光线的入射角增大，有可能发生全反射，所以出射光线可能只有一条，C错误；波长越长干涉条纹间距越大，BO的波长大于AO，则在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大，则D正确．
7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )
A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°
【答案】AB
【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，干涉条纹是前后表面反射光形成的，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此会出现加强点和减弱点的位置发生变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误．
8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝eq \f(l,d)λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．
9.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
【答案】ABC
【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．
10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强
【答案】BCD
【解析】一切物体均发出红外线，温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，B正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，D正确．
1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则( )
A．光盘材料的折射率n＝2
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度
2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．球体的折射率为eq \r(2)，且D＝eq \r(2)R.则光线的会聚角α为( )
A．30° B．45° C．60° D．75°
3.目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为eq \f(2\r(3),3)，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )
A．α<60° B．α<30°
C．β>30° D．β<30°
4.如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为( )
A.eq \f(c,2f) B.eq \f(3c,2f) C.eq \f(3c,f) D.eq \f(5c,2f)
1.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)．设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是( )
A．在水中，a光的波长比b光小
B．水对a光的折射率比b光大
C．在水中，a光的传播速度比b光小
D．复色光圆形区域的面积为S＝eq \f(πh2,nb2－1)
2.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0
3.(2020·浙江7月选考·13)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eq \f(\r(2),2)R
C．光在玻璃砖内的传播速度为eq \f(\r(3),3)c
D．光从玻璃到空气的临界角为30°
4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
5.如图所示，两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )
A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B．有两束单色光能从上表面射出
C．a、b单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射
D．改变玻璃砖的厚度，a光可能会从b的右侧射出
6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则下列说法正确的是( )
A．AO光线是紫光，BO光线是红光
B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大
7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )
A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°
8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
9.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强
专题12 光、电磁波
第28练 光、电磁波
1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则( )
A．光盘材料的折射率n＝2
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度
【答案】D
【解析】如图所示，由几何关系可得入射角为i＝45°，
折射角为r＝30°
根据折射定律有
n＝eq \f(sin 45°,sin 30°)＝eq \f(\f(\r(2),2),\f(1,2))＝eq \r(2)
所以A错误；
根据v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(2),2)c，所以B错误；
因为在Q处光还有反射光线，光束b、c和d的强度之和小于光束a的强度，所以C错误；
光束c的强度与反射光束PQ强度之和等于折射光束OP的强度，所以D正确．
2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．球体的折射率为eq \r(2)，且D＝eq \r(2)R.则光线的会聚角α为( )
A．30° B．45° C．60° D．75°
【答案】A
【解析】设入射角为i，折射角为r，由几何关系得sin i＝eq \f(\f(D,2),R)＝eq \f(\r(2),2)
由折射定律有n＝eq \f(sin i,sin r)＝eq \r(2)
由几何关系有i＝r＋eq \f(α,2)，
联立解得α＝30°，
故A正确，B、C、D错误．
3.目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为eq \f(2\r(3),3)，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )
A．α<60° B．α<30°
C．β>30° D．β<30°
【答案】C
【解析】设临界角为C，根据全反射的条件可知，α≥C，而sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(\r(3),2) ，则C＝60°，则α≥60°，A、B错误；光线从端点能射出，则有eq \f(sin i,sin 90°－β)＝n，其中i<90°，解得β>30°，C正确，D错误．
4.如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为( )
A.eq \f(c,2f) B.eq \f(3c,2f) C.eq \f(3c,f) D.eq \f(5c,2f)
【答案】D
【解析】出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为eq \f(λ,2)(2n－1)＝eq \f(λ,2)(2×3－1)＝eq \f(5,2)λ，而λ＝eq \f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq \f(5,2)λ＝eq \f(5c,2f)，故D正确．
1.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)．设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是( )
A．在水中，a光的波长比b光小
B．水对a光的折射率比b光大
C．在水中，a光的传播速度比b光小
D．复色光圆形区域的面积为S＝eq \f(πh2,nb2－1)
【答案】D
【解析】a光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据sin C＝eq \f(1,n)知a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大；根据v＝eq \f(c,n)知，在水中，a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v＝λf可知，在水中，a光的波长比b光大，选项A、B、C错误；设复色光圆形区域半径为r，复色光圆形区域边缘，b光恰好发生全反射，依据sin C＝eq \f(1,nb)，结合几何关系，可知sin C＝eq \f(r,\r(h2＋r2))，而复色光圆形区域的面积S＝πr2，联立解得S＝eq \f(πh2,nb2－1)，D正确．
2.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍(0
【答案】A
【解析】如图，光线经两次反射后再次进入材料的光线在MN面上恰好发生全反射，
则有eq \f(sin 45°,sin θ)＝n①
sin C＝eq \f(1,n)②
sin C＝cs θ③
联立解得n＝eq \f(\r(6),2)，故A正确．
3.(2020·浙江7月选考·13)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eq \f(\r(2),2)R
C．光在玻璃砖内的传播速度为eq \f(\r(3),3)c
D．光从玻璃到空气的临界角为30°
【答案】C
【解析】光路图如图所示．
设O、P之间的距离为x，当θ＝60°时，折射角为r，光从玻璃砖圆形表面射出时与玻璃砖的界面交点为Q，由出射光线与入射光线平行知过P点的法线与过Q点的法线平行，则玻璃砖的折射率n＝eq \f(sin θ,sin r)＝eq \f(sin θ\r(R2＋x2),x)①
又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射，
则sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(x,R)②
解①②得x＝eq \f(\r(3),3)R，n＝eq \r(3).
则sin C＝eq \f(\r(3),3)≠sin 30°，
光在玻璃砖中的传播速度v＝eq \f(c,n)＝eq \f(\r(3),3)c，故C正确，A、B、D错误．
4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．折射后的出射光线向底边BC偏折
D．折射后的出射光线向顶角A偏折
【答案】BC
【解析】白光从AB面射入三棱镜后，由于紫光偏折程度大，从而到达另一侧面AC时的入射角较大，且因玻璃对紫光的折射率大，sin C＝eq \f(1,n)，因而其临界角最小，故随着入射角i的减小，进入三棱镜后的各色光中紫光首先发生全反射不再从AC面射出，红光最后消失，通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向三棱镜底边BC偏折，故B、C正确．
5.如图所示，两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )
A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B．有两束单色光能从上表面射出
C．a、b单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射
D．改变玻璃砖的厚度，a光可能会从b的右侧射出
【答案】BCD
【解析】根据光路可逆性，光能从平行玻璃砖下表面进入就能从上表面射出，A错误，B正确；折射与反射同时发生，C正确；由于b光的偏折程度大，当玻璃砖增厚到一定程度时，a光会从b的右侧射出，D正确．
6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则下列说法正确的是( )
A．AO光线是紫光，BO光线是红光
B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大
【答案】ABD
【解析】由题图可知，AO光线的折射率大于BO光线，而紫光的折射率大于红光，即AO光线是紫光，BO光线是红光，A正确；在玻璃柱体中紫光AO的光速小于红光BO，所以传播时间长，B正确；将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，AO光线的入射角增大，有可能发生全反射，所以出射光线可能只有一条，C错误；波长越长干涉条纹间距越大，BO的波长大于AO，则在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大，则D正确．
7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )
A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°
【答案】AB
【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，干涉条纹是前后表面反射光形成的，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此会出现加强点和减弱点的位置发生变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误．
8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
【答案】B
【解析】双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝eq \f(l,d)λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．
9.关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
【答案】ABC
【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．
10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线
B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备
C．γ射线可以用来治疗某些癌症
D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强
【答案】BCD
【解析】一切物体均发出红外线，温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，B正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，D正确．
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