高考物理一轮复习 课练 光的折射 全反射 光的波动性 电磁波

4．(多选)某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖Array放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻
璃砖的圆心O后，有a和b两束单色光射向光屏P，如图所示．他们根据实验
现象提出了以下五个猜想，你认为不正确的是( )
A．单色光a的波长小于单色光b的波长
B．在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度
C．单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间
D．在光束SA绕圆心O逆时针转动的过程中，在光屏P上最早消失的是a
光
5．[2020·重庆巴蜀中学测试](多选)下列说法正确的是( )
A．著名的泊松亮斑是光的衍射现象
B．用白光做单缝衍射和双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D．发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远
练高考小题
6．[2016·四川卷·5]某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图
甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃
砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin i－sin r图
象如图乙所示，则( )
A．光由A经O到B，n＝1.5
B．光由B经O到A，n＝1.5
C．光由A经O到B，n＝0.67
D．光由B经O到A，n＝0.67
7．[2019·北京卷·14]利用图1所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，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
8．[2019·全国卷Ⅱ·34(2)]某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________ nm(结果保留3位有效数字)．
9．[2017·北京卷]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
练模拟小题
10．(多选)如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光的相邻亮条纹间距比蓝光的小
D．光的偏振特征说明光是横波
13．[2020·盐城测试](多选)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是( )
A．做单缝实验时，光强分布如图乙所示
B．做单缝实验时，光强分布如图丙所示
C．做双缝实验时，光强分布如图乙所示
D．做双缝实验时，光强分布如图丙所示
14．[2020·唐山二中检测]如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中，下列说法正确的是( )
A．M、N间为偏振光
B．P、Q间为自然光
(1)该透明物质Ⅱ的折射率n 2；
(2)光线在透明物质Ⅱ中的传播速率v ； (3)光线与AB 面垂线的夹角θ的正弦值．
课练36 光的折射 全反射 光的波动性 电磁波 [狂刷小题 夯基础]
1．A 红光在可见光中的波长最长，容易发生明显衍射，故选项A 正确；干涉与光的颜色无关，选项B 错误；所有的光都能发生折射，选项C 错误；红光在可见光中频率最小，最不容易发生光电效应，选项D 错误．
2．AC 根据反射定律可得反射角为45°，所以反射光线与折射光线的夹角为105°，A 正确；根据折射定律可得n ＝sin θ1sin θ2＝sin 45°
sin 30°＝2，所以全
反射临界角满足sin C ＝1n ＝2
2，即C 为45°，B 错误，C 正确；紫光波长要比
红光的小，所以该液体对紫光的折射率要比红光的大，故折射角小于30°，D 错误．
3．BCD 当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，才能发
生全反射，选项A 错误；电磁波可以在真空中传播，选项B 正确；X 射线是原子的内层电子受到激发产生的，选项C 正确；水相对空气是光密介质，则光从空气射入水中，传播速度一定减小，选项D 正确．
4．ACD 由题图知，a 光的偏折程度小于b 光的，所以a 光的折射率小于b
光的折射率，则a 光的波长大于b 光的波长，故A 错误；由v ＝c
n
知，b 光在玻
璃砖中传播速度较小，时间较长，故B 正确，C 错误；由sin C ＝1
n
知a 光的临
界角较大，b 光的临界角较小，则当光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，在光屏P 上最早消失的是b 光，D 错误．
5．ABD 泊松亮斑说明光偏离原来直线方向传播，即发生了光的衍射，A 正确；用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹，B 正确；光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，才可能发生光的全反射现象，C 错误；发生日环食时月球距地球比发生日全食时月球距地球远一些，D 正确．
6．B 由题图乙可知，入射角i 小于折射角r ，则可知光是从玻璃砖进入空气，即光由B 经O 到A ；由折射率公式，n ＝sin r sin i ＝0.9
0.6
＝1.5，B 项正确．
7．A 由题图2中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙
是双缝干涉的图样，A 项正确；B 、C 、D 项均错误．
8．答案：(1)B (2)d ·Δx
n －1l
(3)630
解析：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公
式Δx ＝l
d
λ可知，需要减小双缝到屏的距离l 或增大双缝间的距离d ，故B 项
正确，A 、C 、D 项错误．(2)由题意可知，Δx n －1＝l d λ⇒λ＝d ·Δx
n －1l
.(3)将已知条件代入公式解得λ＝630 nm.
9．C 本题考查波的干涉．
无线电波的干涉信号可用于飞机降落的导航，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，即此时飞机接收到的信
号为振动加强点，是λ1与λ的干涉和λ2与λ2的干涉，而不是λ1与λ2的
干涉，选项B 错误；无线电波的干涉与强弱无关，选项A 错误；飞机接收到的
信号是λ1的干涉波与λ2的干涉波的叠加，因为λ1、λ2各自强弱分布稳定，
故叠加后空间中波的强弱分布稳定，选项C 正确；在跑道上接收λ1和λ2的信号都保持最强，但是λ1与λ2各自在空间的强弱分布不一定完全相同，选项D 错误．
10．AB 光从介质1射入介质2时，入射角与折射角的正弦之比叫做介质2相对介质1的相对折射率，所以有n 21＝sin 60°
sin 30°
＝3，A 正确；因介质2相
对介质1的相对折射率为3，可以得出介质2的绝对折射率大，因n ＝c
v
，所以
光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度，B 正确；介质2相对
介质1来说是光密介质，C 错误；光从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全反射现象，D 错误．
11．BD
作出射到a 点和b 点的光路图如图所示：由图看出射到a 点光的折射角比较大，而入射角相同，由n ＝sin i
sin r
知，从a 点射出的光的折射率较大，故从
a 点射出的是紫光，从
b 点射出的是红光，A 、C 错误，B 正确；若蓝光能使某
金属发生光电效应，根据入射光的频率大于金属的极限频率才能发生光电效应
可知，射到a 点的光也能使其发生光电效应，D 正确．
12．BD 光在介质中传播的速度由介质本身及频率共同决定，A 错误；油
膜形成的彩色条纹是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加形成的干涉条纹，B
正确；根据Δx ＝L
d
λ及红光的波长比蓝光的长，可知红光干涉条纹的相邻亮条
纹间距比蓝光干涉条纹的相邻亮条纹间距大，C 错误；光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，D 正确．
13．AD 双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即宽、两边窄的明暗相间的条纹．做单缝实验时，光强分布如题图乙所示，A 正确，B 错误；
做双缝实验时，光强分布如题图丙所示，C 错误，D 正确．
14．D M 、P 间为自然光，经过偏振片P 后变为偏振光，因此P 、N 间为偏振光，A 、B 错误；由于自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同，因此经
sin i1＝n sin r1①
式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角．
光线在AC面上发生全反射，由反射定律有
i2＝r2②
式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角．
光线在AB面上发生折射，由折射定律有
n sin i3＝sin r3③
式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角．
由几何关系得
i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为
δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3)⑤
由①②③④⑤式得
δ＝60°⑥
(2)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有
n sin i2≥n sin C>n sin i3⑦
式中C是全反射临界角，满足。