2023届高考物理二轮专题复习练：光学

专题十六光学电磁波与相对论初步
考点一光的折射与全反射
1.(2021北京,2,3分)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,2,5分)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.(2021辽宁,4,4分)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示。

比较内芯中的a、b两束光,a光的()
A.频率小,发生全反射的临界角小
B.频率大,发生全反射的临界角小
C.频率小,发生全反射的临界角大
D.频率大,发生全反射的临界角大
4.[2021全国甲,34(1),5分]如图,单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。

已知真空中的光速为3.0×108m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取
值范围是s≤t<s(不考虑反射)。

5.[2018课标Ⅰ,34(1),5分]如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°。

一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为。

若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。

6.[2021湛江二模,16(1)]如图所示,容器中装有某种透明液体,深度为h,容器底部有一个点状复色光源S,光源S可发出两种不同频率的单色光。

液面上形成同心圆形光斑Ⅰ、Ⅱ,测得光斑Ⅰ的直径为d1,光斑Ⅱ的直径为d2。

透明液体对光斑Ⅱ这种单色光比光斑Ⅰ这种单色光的折射率;光斑Ⅱ这种单色光在液体中的传播速度比光斑Ⅰ这种单色光在液体中的传播速度。

(均选填“大”或“小”)
7.[2021汕头二模,16(1)]在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。

彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、全反射,再折射后形成的。

光的折射本质是因为不同的单色光在同种均匀介质中的
快慢不同。

如图为某一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中水珠对b束光的折射率一定比对a束光的折射率更。

8.[2021珠海一模,16(1)]2009年诺贝尔物理学奖被授予华裔物理学家高琨,以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献。

光纤内芯(内层玻璃)的折射率比外套(外层玻璃)的(选填“大”或“小”),而光在光纤内芯(内层玻璃)的传播速度比在外套(外层玻璃)中的传播速度(选填“大”或“小”)。

9.[2021广东,16(2),6分]如图所示,一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。

光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中,测得入射角为α,折射角为β;光从P点射向外侧N点,刚好发生全反射并被Q接收,求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。

考点二光的波动性
14.(2021湖北,5,4分)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
15.[2017课标Ⅱ,34(1),5分](多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
16.(2020北京西城一模,2)图1是研究光的干涉现象的装置示意图,在光屏P上观察到的干涉图样如图2所示。

为了增大条纹间的距离,下列做法正确的是()
A.增大单色光的频率
B.增大双缝屏上的双缝间距
C.增大双缝屏到光屏的距离
D.增大单缝屏到双缝屏的距离
17.(2020上海宝山二模,4)如图,A、B两图是由单色光分别入射到A圆孔和B圆孔形成的,由两图可以得出()
A.A图是衍射图像,A孔直径小于B孔直径
B.A图是干涉图样,A孔直径大于B孔直径
C.B图是衍射图像,A孔直径小于B孔直径
D.B图是干涉图样,A孔直径大于B孔直径
18.(2019北京理综,14,6分)利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,
图2
在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()
A.甲对应单缝,乙对应双缝
B.甲对应双缝,乙对应单缝
C.都是单缝,甲对应的缝宽较大
D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大
19.(2019浙江4月选考,14,2分)(多选)波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的光的条纹间距。

则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量)()
A.这两束光的光子的动量p1>p2
B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2
C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U1>U2
D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2
20.(2017北京理综,20,6分)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。

例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。

如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。

两天线同时都
发出波长为λ1和λ2的无线电波。

飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞．．．
机已对准跑道。

下列说法正确的是()
A.天线发出的两种无线电波必须一样强
B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
21.[2020广州一模,34(1)]在双缝干涉实验中,钠灯发出波长为589nm的黄光,在距双缝1m的屏上形成干涉条纹。

已知双缝间距为1.68×10-4m,则相邻两个亮条纹中心间距为m。

若改用氦氖激光器作光源,其发出的红光波长比黄光的(选填“长”或“短”),其他条件不变,则相邻两个亮条纹中心间距比黄光的(选填“大”或“小”)。

考点三电磁波、相对论初步
22.(2021福建,5,6分)(多选)以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。

2020年11月10日,中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。

此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。

下列说法正确的是()
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程。