高考物理复习特训考点八光第65练高考真题含解析

第65练　高考真题

　（时间　40分钟）

一、选择题

1．

[2021·北京卷，2]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

2．[2021·天津卷，2]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

3．(多选)[2021·浙江6月，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°

4．[2021·山东卷，7]用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(　　)

5．[2021·浙江6月，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

6．[2021·湖北卷，5]如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则(　　)

A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置

B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置

C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置

D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置

二、非选择题

7．[2021·全国乙卷，34(2)]用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖折射率，实验中A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路．O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝15.0 mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0 mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0 mm，O′到OM的距离为s＝5.0 mm.

(1)求玻璃砖的折射率；

(2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．

8．[2021·湖南卷，16(2)]我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播．身高1.6 m的人站在水平地面上，其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0 cm、深度为1.4 cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半．此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示．现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射．

(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？

(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？

9．[2021·山东卷，15]超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示．在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为θ.一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽．已知相邻两棱镜斜面间的距离d＝100.0 mm，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为n1＝和n2＝.取sin 37°＝，cos 37°＝，＝1.890.

(1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求θ的取值范围；

(2)若θ＝37°，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差ΔL(保留3位有效数字).

第65练　高考真题

1．答案：C

解析：这是光的色散现象，A错误；由图可知，光束b偏离原方向的角度较大（折射角更小），故玻璃砖对光束b的折射率较大，因此光束b的频率较大，结合c＝λf可知，光束b的波长较小，故B错误，C正确；由n＝可知，在玻璃砖中光束b的传播速度较小，D错误．

2．答案：A

解析：紫外线在液体中传播与在真空中传播相比，频率不变，由n＝可知，紫外线从真空进入液体后，传播速度减小，根据λ＝可知，波长变短，根据ε＝hν可知，光子能量不变，选项A正确，B、C、D错误．

3．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，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，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，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，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，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误．

4．答案：D

解析：从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在图中相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，可知薄膜层厚度变化λ所用的距离逐渐变大，即厚度变化越来越慢，A、B、C错误，D正确．

5．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＝＝＝，A错误；根据v＝＝c，B错误；光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强度，因为在Q处光还有反射光线，C错误；光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折射光线OP的强度，D正确．

6．答案：D

解析：由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知，λ1>λ2；反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n1<n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，D正确，A、B、C错误．

7．答案：（1）　（2）15°

解析：（1）设光线在平行玻璃砖上表面的入射角和折射角分别为θ1、θ2

则sin θ1＝　①，sin θ2＝　②，sin θ1＝n sin θ2　③，联立并代入数据解得n＝　④

（2）如图所示为光线入射角为45°时，光线在不平行玻璃砖中传播的光路图，设玻璃砖上下表面的夹角为α.由几何关系有θ3＝θ′2＋α　⑤

由折射定律有sin 45°＝n sin θ′2　⑥

设全反射临界角为θC，则n sin θC＝1　⑦

当光线从玻璃射入空气，满足θ3≥θC时发生全反射．由题意，当光线在玻璃砖上表面的入射角为45°时，θ3＝θC，联立④⑤⑥⑦式得α＝15°

8.

答案：（1）　（2）

解析：（1）如图所示，

若人脚处反射的光恰能成像，则透明介质的折射率最小，由几何关系得此时入射角的正弦值sin i＝＝0.8，

折射角的正弦值sin r＝＝，所以nmin＝＝.

（2）光从光疏介质向光密介质传播，入射角接近90°时为掠射．分析可知，当掠射的光恰好从洞的边缘射出时折射率最小，则有n′min＝＝.

9．答案：（1）0<θ<45°（或θ<45°）　（2）ΔL＝14.4 mm

解析：（1）设C是全反射的临界角，光线在第一个三棱镜右侧斜面上恰好发生全反射时，根据折射定律得sin C＝　①

代入较大的折射率得C＝45°　②

所以顶角θ的范围为0<θ<45°（或θ<45°）　③

（2）脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为α1和α2，由折射定律得

n1＝　④

n2＝　⑤

设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为L1和L2，则L1＝　⑥

L2＝　⑦

ΔL＝2（L1－I2）　⑧

联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得ΔL＝14.4 mm　⑨