2025年高考物理总复习真题猜题创新专题十六　光学　电磁波与相对论初步基础篇　固本夯基(带答案解析).docx

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专题十六光学电磁波与相对论初步

基础篇固本夯基

考点一光的折射与全反射

1.(2024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

答案C

2.(2024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

答案A

3.(2024浙江6月选考,12,3分)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处,空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°,则()

A.光盘材料的折射率n=2

B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二

C.光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度

D.光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度

答案D

4.(2024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

答案C

5.(2024海南,6,3分)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率为2。一束单色光在纸面内以α=45°的入射角从空气射向MQ边的中点O,则该束单色光()

A.在MQ边的折射角为60°

B.在MN边的入射角为45°

C.不能从MN边射出

D.不能从NP边射出

答案C

6.[2024全国甲,34(1)]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≤ts(不考虑反射)。?

解析该单色光在玻璃板内传播的速度v=cn=2.0×108m/s。

光在玻璃板中传播的两种极限情况如图

情况①在介质中传播路径最短,时间最短

tmin=dv=5×10-10

情况②在介质中传播路径最长,时间最长

n=1

tmax=dcosα·v=35

7.[2024广东,16(2)]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。

解析当光从P点射向M点再折射到空气时,可知:n=sinβ

当光从P点射向N点刚好发生全反射时,有:

n=1sin

由①②得:sinθ=?sin

8.[2024河北,16(2)]将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示。用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为θ。当θ=60°时,A右侧恰好无光线射出;当θ=30°时,有光线沿B的半径射出,射出位置与A的圆心相比下移h。不考虑多次反射。求:

(ⅰ)半圆柱体对该单色光的折射率;

(ⅱ)两个半圆柱体之间的距离d。

解析(ⅰ)因为θ=60°时,A右侧恰好无光线射出,此时恰好发生全反射

sinC=1n,其中

n=1

n=23?

(ⅱ)如图,当θ=30°时,由折射定律有

n=sin

由几何关系有

h=Rsinθ+dtanα

解得d=2h-22

9.[2024湖南新高考适应卷,16(2)]如图,泳池底部半球形玻璃罩半径为r,罩内为空气,其球心处有一个点光源S。S发射的光通过罩内空气穿过厚度不计的玻璃罩,进入水中,最后有部分光线折射出水面,在水面形成圆形光斑。

(ⅰ)水深h=2m,水对光的折射率取43,计算光斑的直径

(ⅱ)若光源发出的是白光,考虑到色散,问射出水面的光斑边缘颜色为红色还是紫色,并说明理由。

解析(ⅰ)设光从水中射出时发生全反射的临界角为θ

sinθ=1n=

由几何关系得tanθ=d

又tanθ=3

则d=1277

(ⅱ)若光源发出的是白光,考虑到色散,射出水面的光斑边缘为红色,因