2022年高考物理二轮复习高频考点专项训练---光与电磁波（解析版）

2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练---光与电磁波1．(多选)(2019·杭州地区重点中学期末)如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，点光源B发出的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则(　　)A．此玻璃的折射率为B．光线从B到D需用时C．B发出的光线不可能在DM段发生全反射现象D．B发出的光线从AD段射出时均平行于AB答案　AB解析　由几何知识可得入射角i＝∠ABD＝30°，折射角r＝2∠ABD＝60°，则此玻璃的折射率为n＝＝，故A正确．BD长度s＝2Rcos30°＝R，光在玻璃球内传播的速度v＝，故光线从B传到D的时间为t＝＝，故B正确．若增大∠ABD，则光线射向DM段时入射角增大，sinC＝＝＜，则临界角C＜45°，光线射向M点时的入射角为45°，所以光线在DM段发生全反射现象，故C错误．要使出射光线平行于AB，入射角必为30°，若减小∠ABD，入射角减小，则从AD段射出的光线与AB不平行，故D错误．2.(多选)(2019·台州3月一模)图中所示，Ox轴沿水平方向，Oy轴沿竖直向上方向．在x≥0，y≥0的矩形区域内存在某种分布范围足够广的介质，其折射率只能随着y的变化而变化．有两束细光束a、b入射到介质表面，沿如图所示的路径传播，下列判断正确的是(　　) A．此介质的折射率随着y的增大而增大B．介质对光a的折射率比对光b的折射率大C．产生海市蜃景现象与上述现象的光学原理类似D．细光束a在继续传播的过程中可能会发生全反射答案　CD解析　由光的传播路径可知，此介质的折射率随y的增大而减小，与产生海市蜃景现象的光学原理类似，故A错误，C正确；介质对b的偏折更厉害，即对b光的折射率比对a光的折射率大，B错误；由题图知，光是从光密介质进入光疏介质，故可能发生全反射，故D正确．3．如图，某同学将一枚大头针从一边长为6cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体中深度为4cm时，恰好无论从液面上方任何方向都看不到液体中的大头针，则该液体的折射率为(　　)A.B.C.D.答案　A解析　要恰好在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射，作出光路图如图所示，设临界角为C.由临界角与折射率的关系得：sinC＝①由几何关系得：sinC＝＝＝② 联立①②式可得：n＝4.(多选)(2019·山西五地联考上学期期末)下列说法正确的是(　　)A．机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有察觉，但狗显得烦躁不安，这是因为次声波传播速度比超声波大C．一质点做简谐运动，质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同D．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象答案　ACD解析　所有的波都具有的特性是：能产生干涉和衍射现象，故A正确．海啸发生时，发出很强的次声波，狗能感受到次声波，但人无法感受到次声波，故B错误．做简谐运动的质点每次通过同一位置时，位移一定，速度有两种可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正确．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确．5.(多选)(2019·贵州部分重点中学3月联考)如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出(B点图中未画出)．已知该光线在玻璃砖中的传播速度为c，c为光在真空中的传播速度，则(　　)A．平行玻璃砖的折射率为B．入射点A与出射点B之间的距离为C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d.答案　ABD 解析　作出光路图如图所示，n＝＝，则n＝＝，解得β＝30°，则xAB＝2dtanβ＝d，故A、B正确；sinC＝，则C＝45°，则LCD＝2dtanC＝2d，故C错误，D正确．6.(多选)(2019·辽宁沈阳市质量检测)a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的横截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O，光线a、c从光线b的两侧对称入射，光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后分别与光线b交于P、Q，则下列说法正确的是(　　)A．玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率B．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄C．a、c光分别从某种介质射入空气中，c光发生全反射时临界角较小D．a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长答案　ABD解析　由题图可知，a光和c光入射角相同，但是c光折射角较大，根据折射率公式可知玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率，故选项A正确；由于a光的折射率大，波长较短，则在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光窄，故选项B正确；a、c光分别从某种介质射入空气中时，能发生全反射，根据临界角公式sinC＝可知a光发生全反射时临界角较小，故选项C错误；由于a光的折射率大，则根据公式v＝可知，a光在玻璃中传播速度较小，而且在玻璃砖中传播距离大，故a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故选项D正确． 7.(多选)(2019·四川综合能力提升卷)如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点以与AB边成30°的入射角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为30°.则(　　)A．玻璃的折射率为B．在BC边能发生全反射C．光在三棱镜中的传播路程0.5LD．光在三棱镜中的传播时间为答案　ACD解析　光射入三棱镜的光路如图所示，i1＝90°－30°＝60°，由折射定律得：n＝①光在BC边折射时，由折射定律有：＝②由题意知r2＝90°－30°＝60°，则i2＝r1③则由几何关系可知i2＝r1＝30°联立①②③解得：n＝又因sinC＝＝则sini2＜sinC，在BC边不能发生全反射． 由几何知识知：从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程s＝0.5L，光在三棱镜中传播速度v＝＝c，光在三棱镜中的传播时间t＝＝.故A、C、D正确，B错误．8.(多选)(2019·浙南名校联盟高三期末)如图，将黄色平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，部分圆形柱面有光线射出．已知透明半圆柱体对黄光折射率为n＝2，半径为R＝1m，长为L＝2m，不考虑二次反射，那么(　　)A．黄光从空气射入半圆柱体速度变小B．黄光从空气射入半圆柱体，其光子能量变小C．有黄光从圆形柱面射出部分的区域面积S＝πm2D．若只将黄光换成蓝光，有光线从圆形柱面射出部分的面积将增大答案　AC解析　由v＝可知，黄光从空气进入半圆柱体速度变小，故A正确；由于频率不变，故光子能量不变，故B错误；在半圆面上发生全反射时，sinC＝，临界角C＝30°＝，由几何知识知照亮面积S＝2RCL＝πm2，故C正确；若换成蓝光，全反射临界角变小，则有光线射出的面积也变小，故D错误．9.如图所示为一横截面为直角三角形的三棱镜，∠B＝90°，∠C＝30°.一束与AB边成θ＝30°角的光线射向AB面，在棱镜中经过BC边一次反射后从AC边射出，出射光线的折射角为60°.则这种材料的折射率为(　　) A.B.C.D．2答案　B解析　作出光路图如图所示，根据几何关系和折射定律有n＝＝，可得：i＝30°，n＝，故B正确．10.(多选)下列现象或技术涉及光的干涉的是(　　)答案　CD11．(2019·贵州六校联考)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是(　　) A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点【答案】：BCD【解析】：据折射定律知，光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错；光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对；紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点正下方的C点，故C对；若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B点正上方的D点，故D对；若蓝光沿AO方向射入，根据折射定律知，折射光线不可能过B点正上方的D点，故E错．12．一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则(　　)A．当入射角i＝30°时，折射角r＝45°B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射D．当入射角i＝arctan时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直E．当入射角大于临界角时，会发生全反射【答案】：BCD 【解析】：根据折射定律得n＝＝＝，sinr＝，故A错误；当入射角最大时，折射角最大，最大入射角为90°，根据折射定律得n＝＝＝，解得最大折射角r＝45°，故B正确；欲使折射角r＝30°，根据折射定律n＝＝＝，解得i＝45°，故C正确；设入射角为α时反射光线与折射光线垂直，则折射角为(90°－α)，根据折射定律得n＝＝＝tanα，解得α＝arctan，故D正确；光从空气射入玻璃时，无论入射角多大，都不会发生全反射，故E错误．13.如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为R，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空气中的传播速度为c，求：(1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；(2)光在玻璃砖中传播的时间．【答案】：(1)　60°　(2)【解析】：(1)光路如图所示，由于折射光线CE平行于BO，因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为，则光线在E点的入射角α满足sinα＝，得：α＝30°由几何关系可知，∠COE＝90°，因此光线在C点的折射角为：r＝30°由折射定律知，玻璃砖的折射率为 n＝＝＝由于光线在E点的入射角为30°，根据折射定律可知，光线在E点的折射角为60°.(2)由几何关系可知CE＝＝光在玻璃砖中传播的速度为v＝因此光在玻璃砖中传播的时间为：t＝＝14.如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2cm，EF＝1cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)【答案】：见解析【解析】：过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有nsinα＝sinβ式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知β＝60° ∠EOF＝30°在△OEF中有EF＝OEsin∠EOF由③④式和题给条件得OE＝2cm根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°由①②⑥式得n＝.