高考物理二轮复习讲练(新高考版) 第3部分 热点排查练 15.光学（含解析）

15.光学

1.(多选)(2020·天津市红桥区高三下学期二模)如图1所示，一束光通过三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光(　　)

图1

A．三束光在真空中传播速度间的关系是va＜vb＜vc

B．由水斜射入空气恰发生全反射时，c光的临界角最大

C．若b光束照射到某种金属表面上有光电子发出，则a光束照射到同种金属表面上发射出的光电子最大初动能将更大

D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＞Δxb＞Δxc

答案　BC

解析　所有光在真空中传播速度相同，故A错误；由题图光路图可知，三束光的折射率关系为na＞nb＞nc

由sin C＝可知，由水斜射入空气发生全反射时的临界角关系为Ca＜Cb＜Cc，故B正确；

由na＞nb＞nc可知，三束光的频率关系为νa＞νb＞νc，因此若b能发生光电效应，则a光照射同种金属表面上时产生的光电子最大初动能将更大，故C正确；

由νa＞νb＞νc可知，λc＞λb＞λa，由Δx＝λ可知，干涉条纹间距关系为Δxa＜Δxb＜Δxc，故D错误．

2．(2020·山东聊城市高三下学期二模)有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图正确的是(　　)

答案　D

解析　由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于在下表面的入射角，光在上表面能够发生折射，则在下表面一定能够发生折射，且离开玻璃砖的光线与射向玻璃砖的光线平行，又因为有折射就有反射，故D正确，A、B、C错误．

3．(多选)(2020·山东滨州市高三下学期二模)如图2所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈P在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，在酒精灯火焰上撒食盐，用肥皂液膜观察灯焰S的像，下列说法正确的是(　　)

图2

A．实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象

B．实验时应观察液膜反射酒精灯的光，使我们看到灯焰的像

C．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来观察薄膜干涉现象

D．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的

答案　ABD

解析　在酒精灯的火焰上撒上一些食盐，用酒精灯的黄光照射竖直放置的液膜，液膜反射的光使我们看到灯焰的像，故B正确；当黄色的光线照射到肥皂膜上时，从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象，故A正确，C错误；发生薄膜干涉时，相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与入射光在薄膜中的波长有关，所以用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的，故D正确．

4．(多选)(2020·湖北省恩施高中高三下学期名校交流四月联考)对于图3的光学现象说法中正确的是(　　)

图3

A．图3甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝S1、S2间的距离d，两相邻亮条纹间距离Δx将减小

B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下做此实验，上图对应狭缝较宽

C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的

D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波

答案　AD

解析　根据Δx＝λ可知，若只增大挡板上两个狭缝间的距离d，相邻两亮条纹间距将减小，故A正确；

根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若只在狭缝宽度不同的情况下做此实验，上图对应狭缝较窄，故B错误；

题图所示的干涉图样表明检测图样此处是凸起的，故C错误；

只有横波才能产生偏振现象，因此光的偏振现象表明光波是横波，故D正确．

5．(2020·浙江温州市4月选考适应性测试)如图4甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度．实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示．光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中(　　)

图4

A．折射率为

B．传播速度为c

C．θ＝0°时，折射光强度为0

D．反射光的强度随θ角的增大而增大

答案　B

解析　根据题图知，θ＝60°时激光发生全反射，由折射定律得n＝＝，故A错误；由速度公式得：v＝＝c，故B正确；θ＝0°时大量的激光从O点射出，少量激光发生反射，故C错误；根据题图乙可得，当θ＝60°时激光发生全反射，θ＞60°时反射光的强度不变，故D错误．

6.(2020·山东菏泽市一模)单色细光束射到折射率n＝的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i＝45°，经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图5所示(图上已画出入射光和出射光)，则入射光与出射光之间的夹角α为(　　)

图5

A．15°   B．30°

C．45°   D．60°

答案　B

解析　光线从入射到出射的光路图如图所示，入射光线AB经球面折射后，折射光线为BC，又经球内表面反射后，反射光线为CD，再经折射后，折射光线为DE.OB、OD为球的半径，即为法线，由折射定律得n＝，得sin r＝＝＝，r＝30°，由几何关系及对称性，有＝r－(i－r)＝2r－i，α＝4r－2i，把r＝30°，i＝45°代入得：α＝30°，选项B正确．

7.(2020·浙江宁波市高三下学期二模)如图6所示，abc是一块用折射率n＝2的玻璃制成的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac边垂直于bc边，∠aOc＝60°.当一束平行光垂直照到ac上时，ab的外表面只有一部分有光线射出，则有光线射出部分的弧长为(　　)

图6

A.   B.

C.   D.

答案　B

解析　由题意作出光路图如图所示

设光的临界角为C，则有sin C＝＝

解得C＝30°

如图，在α≥30°时，均发生全反射，图中d点为入射角等于临界角的临界点，所以只有bd部分有光线射出，所以有光射出部分的圆弧对应的圆心角也是30°，对应圆弧的长度为l＝×2πR＝，故A、C、D错误，B正确．

8．(多选)(2020·江苏南通一中高考模拟)利用图7所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的有(　　)

图7

A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝

B．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大

答案　AB

解析　滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，其排列顺序合理，故A正确；将滤光片由紫色换成红色，波长λ变长，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知条纹间距Δx增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，由Δx＝λ可知，条纹间距与此距离无关，故干涉条纹间距不变，故C错误；测量过程中，误把5个条纹间距数成6个，导致Δx变小，则波长测量值偏小，D错误．