2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十七 光学 A卷
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1.以下说法中正确的是( )
A.对于同一障碍物,波长越长的光越容易绕过去
B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象
C.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的衍射
2.某种单色光在两种透明介质中传播,射入真空时,发生全反射的临界角分别为,且,由此可知这两种介质的折射率及光在这两种介质中的传播速度的大小关系是( )
A. B.
C. D.
3.下列说法正确的是( )
A.海市蜃楼是光发生干涉的结果
B.照相机镜头的增透膜,应用了光的衍射原理
C.用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象,中央条纹是红色的
D.肥皂膜上看到的彩色条纹是膜内、外表面的反射光干涉的结果
4.关于光的现象,下列说法正确的是( )
A.某单色光从真空射入普通玻璃,光线传播速度将增大
B.用光导纤维传输信号,应用了全反射原理
C.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象
D.在镜头前加装一个偏振片可以增强入射光的强度
5.直线过均匀玻璃球球心O,细光束平行于且关于对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示.a光与b光相比( )
A.a光的频率比b光的小
B.玻璃对a光的折射率较大
C.b光在玻璃中的传播速度较大
D.用同一衍射实验装置做实验,a光的衍射条纹宽度相等且比b光的宽
6.光导纤维由很细的内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯和外套的界面发生全反射,如图所示.为了研究简单,现设外套为空气,内芯的折射率为n,一束光线由空气射入内芯,在内芯与空气的界面恰好发生全反射.若在真空中的光速为c,则光线通过长为L的光导纤维所用的时间为( )
A. B. C. D.
7.如图所示为双缝干涉的实验示意图,光源发出的光经滤光片成为单色光,然后通过单缝和双缝,在光屏上出现明暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间距变大,在保证其他条件不变的情况下,下列做法正确的是( )
A.增大双缝的间距 B.将光屏移近双缝
C.将光源向双缝移动一小段距离 D.更换滤光片,改用波长更长的单色光
8.如图所示,一束复色光从空气中射入水中,分成两束单色光a和b,则下列说法中正确的是( )
A.在水中,a光的频率大于b光的频率
B.在水中,a光的传播速度大于b光的传播速度
C.在水中,a光的波长大于b光的波长
D.若a光照射到某金属上能发生光电效应,则b光照射到该金属上也一定能发生光电效应
9.如图所示的双缝干涉实验,用一束绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
A.增大双缝与的间距 B.减小双缝到光屏的距离
C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光
10.激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的( )
A.单色性好 B.平行度高
C.高能量 D.相干性好
11.沙尘暴是由土地沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是因为这种情况下( )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有频率较小的一部分光才能到达地面
12.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列说法正确的是( )
A.这里应用的是光的衍射现象
B.这里应用的是光的干涉现象
C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
13.把一块玻璃板压在另一块玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法正确的是( )
A.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
B.将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动
C.将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动
D.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
14.如图是一段因拉伸速度不均匀而形成的不合格光纤产品，呈圆台形。一单色光射到上边界O点并射出光纤，进入真空中时，入射角为30°，折射角为53°（），则( )
A.此光纤的折射率为0.625
B.该单色光在光纤中的传播速度为
C.减小单色光在O点的入射角可以提高光能传输效率
D.同一单色光在此光纤内发生全反射时对应的临界角等于在圆柱形光纤内发生全反射时对应的临界角
15.某音乐喷泉采用世界一流的喷射、灯光和音响设备，呈现让人震撼的光与水的万千变化。喷泉的水池中某一彩灯发出的光线射到水面上时的入射角，已知水对该光的折射率。
(1)求光线射出水面的折射角的正弦值；
(2)若在水池中到水面距离深处有一彩灯(视为发出和光线相同频率的点光源)，求该彩灯照亮的水面面积。
答案以及解析
1.答案：A
解析：发生明显衍射现象的条件是障碍物或者小孔的尺寸和波长差不多或比波长小,对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显的衍射现象,越容易绕过去,故A正确;白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象,故B错误;根据可知,红光由空气进入水中,波长变短,但颜色不变,故C错误;用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度,是利用两者之间的空气薄层的反射面,获取频率相同的光,进行光的干涉,故D错误.
2.答案：D
解析：由于,根据可得,再由可得,故D正确.
3.答案：D
解析：海市蜃楼是光发生全反射的结果,选项A错误;照相机镜头的增透膜,应用了光的干涉原理,选项B错误;用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象,中央条纹是白色的,选项C错误;肥皂膜上看到的彩色条纹是膜内、外表面的反射光干涉的结果,选项D正确.
4.答案：B
解析：某单色光从真空射入普通玻璃,因为玻璃是光密介质,则光线传播速度将减小,选项A错误;用光导纤维传输信号,应用了全反射原理,选项B正确;刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象,选项C错误;在镜头前加装一个偏振片可以减少反射光的透射,并不能增强入射光的强度,选项D错误.
5.答案：A
解析：由题图可知,光线射入玻璃球后,b光的偏折角较大,则玻璃对b光的折射率较大,对a光的折射率较小,a光的频率比b光的小,故A正确,B错误;玻璃对a光的折射率较小,由可知,a光在玻璃中的传播速度较大,故C错误;衍射条纹宽度是不均匀的,中央宽两边窄,故D错误.
6.答案：C
解析：一束光线由空气射入内芯,在内芯与空气的界面恰好发生全反射,设临界角为C,取一段近似可看成直线的光导纤维,光通过长度为L的光导纤维时的路程,光导纤维内芯的折射率为n,则光在光导纤维中传播的速度,又由于,所以光线通过长为L的光导纤维所用的时间,故C正确,A、B、D错误.
7.答案：D
解析：由干涉条纹间距公式知,为了增大光屏上干涉条纹的间距,应使得双缝的间距d减小,或者增大L或λ,故A、B错误,D正确;将光源向双缝移动一小段距离,根据以上分析可知,干涉条纹间距不变,故C错误.
8.答案：A
解析：由题图可知,a光的偏折程度大,则a光的折射率大,a光的频率大于b光的频率,选项A正确;a光的折射率大,由可知,a光在水中的传播速度小,选项B错误;a光在水中的传播速度小,频率大,由可知,在水中a光的波长小于b光的波长,选项C错误;由于a光的频率大于b光的频率,若a光照射到某金属上能发生光电效应,则b光照射到该金属上不一定能发生光电效应,选项D错误.
9.答案：C
解析：双缝干涉条纹间距,由此可知,增大双缝与的间距,相邻条纹间距减小;减小双缝到光屏的距离,相邻条纹间距减小;将绿光换成红光,波长增大,相邻条纹间距增大;将绿光换成紫光,波长减小,相邻条纹间距减小,故A、B、D错误,C正确.
10.答案：BC
解析：由于激光站与卫星可能相隔很远，为了减少能量损失，必须使激光具有很好的平行度，同时使用激光的高能量特性，故选BC。
11.答案：BD
解析：根据光发生明显衍射的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，根据知，到达地面的光是频率较小的部分，故AC错误，BD正确。
12.答案：AD
解析：本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显。通过观察屏上条纹的变化情况，从而监控抽制的细丝的情况，故AD正确。
13.答案：CD
解析：将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故A错误，D正确。将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此条纹向着劈尖移动，故C正确，B错误。
14.答案：BD
解析：此光纤的折射率为，故A错误；该单色光在光纤中的传播速度为，故B正确；减小单色光在O点的入射角时，反射光减弱，折射光增强，降低了光能传输效率，故C错误；临界角与光纤的形状无关，所以同一单色光在此光纤内的临界角与圆柱形光纤的临界角相同，故D正确。
15.答案：(1)由折射定律有：
解得：
(2)设光线在水平面上刚好发生全反射时对应的亮圆半径为，作出光路图如图所示，
由几何关系有：
根据全反射条件可得：
彩灯照亮的水面面积为：
解得：
