（全国通用）高考物理第十四章微专题84光学加练半小时（含解析） 7页

光学[方法点拨]　(1)对光的干涉、衍射和偏振现象的理解要结合实际.(2)利用光的折射定律，折射率，注意结合数学几何图形及相关三角函数关系的知识.1.(多选)双缝干涉实验装置如图1所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(　　)图1A.O点是红光的亮条纹B.O点不是蓝光的亮条纹C.红光的第一条亮条纹在P点的上方D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方2.(多选)(2018·陕西省一模)下列说法正确的是(　　)A.偏振光可以是横波，也可以是纵波B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转、穿透能力强，可用来进行人体透视E.声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率3.(2018·河北省“五个一联盟”联考)如图2所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑.图2(1)求两个光斑之间的距离；(2)改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离.n4.(2018·山东省、湖北省部分重点中学联考)如图3所示，一束平行单色光从空气垂直入射到横截面为等腰三角形的三棱镜AB面上，AB和AC长度相等，顶角为θ＝30°，底边BC长为L，这种单色光在三棱镜中的折射率为n＝.在三棱镜右侧有一足够大的竖直光屏垂直于BC，光屏到C点的距离为3L.求光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离.(tan15°＝2－，结果可以保留根号)图35.(2018·福建省福州市一模)如图4所示，置于空气中的一透明立方体的截面为正方形ABCD，BC面和CD面均镀银，P、M、Q、N分别为AB边、BC边、CD边、AD边的中点.从光源S发出的一条光线SP与PA面的夹角为30°，经折射、反射后从N点射出，刚好回到S点(计算中可能会用到的近似值：＝1.41，＝2.45，sin15°＝0.26).图4n(1)画出光路图，并求出立方体的折射率n；(2)已知光在空气中的速度近似等于真空中的速度c，正方体ABCD的边长为a，求该光线从S点发出后回到S点所经历的时间(结果保留两位有效数字).6.(2018·广西南宁二中月考)如图5所示，光屏PQ的上方有一半圆形玻璃砖，其直径AB与水平面成30°角.图5(1)若让一束单色光沿半径方向竖直向下射向圆心O，由AB面折射后射出，当光点落在光屏上时，绕O点逆时针旋转调整入射光与竖直方向的夹角，该角为多大时，光在光屏PQ上的落点距O′点最远？(已知玻璃砖对该光的折射率为n＝)(2)若让一束白光沿半径方向竖直向下射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上形成完整彩色光带，则光带的最右侧是什么颜色的光？若使光线绕圆心O逆时针转动，什么颜色的光最先消失？n7.(2018·福建省厦门外国语学校摸底)如图6所示，在长为3l，宽为l的长方形玻璃砖ABCD中，有一个边长为l的正三棱柱的空缺部分EFG，其中三棱柱的EF边平行于AB边，H为EF的中点，G点在CD边中点处.(忽略经CD表面反射后的光)图6(1)一束白光a垂直于AB边射向FG边的中点O时会发生色散，在玻璃砖CD边形成彩色光带.通过作图，回答彩色光带所在区域并定性说明哪种颜色的光最靠近G点；(2)一束宽度为的单色光，垂直于AB边入射到EH上时，求CD边上有透射光的宽度.(已知该单色光在玻璃砖中的折射率为n＝)n答案精析1.AC　[O点处光程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，故A正确，B错误；红光的波长比绿光长，蓝光的波长比绿光短，根据Δx＝x可知，C正确，D错误.]2.BCE　[偏振光是横波，不能是纵波，故A错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理，故B正确；光导纤维传输信号及医用纤维式内窥镜都是利用光的全反射原理，故C正确；用X光透视人体是利用X光的穿透性，但X射线是电磁波，在磁场中不能偏转，故D错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，故E正确.]3.(1)cm　(2)10cm解析　(1)光路图如图所示：设折射角为r，折射光线交MN于P点，反射光线从玻璃砖射出后交MN于Q点，根据折射定律有n＝，解得r＝60°，由几何关系可得两个光斑P、Q之间的距离PQ＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60°，解得PQ＝cm；(2)当入射角增大发生全反射时，屏MN上只剩一个光斑，此光斑Q′离A点最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角，即i＝C，且sinC＝，Q′A＝，代入数据解得O′A＝10cm.4.(8－3)L解析　根据临界角公式sinC＝，解得临界角C＝45°，光线射入三棱镜后，在AC边的入射角为30°，不会发生全反射，设光射出AC边时的折射角为i，根据折射定律有n＝，解得i＝45°.根据题意，射到光屏上最低点的位置在图中S1点，如图所示.n由几何关系可知∠OCS1＝30°，故OS1＝3Ltan30°＝L，在BC边的入射角为75°，大于全反射的临界角45°，会发生全反射.由题意可知，从BC边全反射的光线中射到光屏上最高点的位置在图中S2点，由几何关系可知∠OBS2＝15°，故OS2＝4Ltan15°＝(8－4)L，所以，光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离为S＝OS1＋OS2＝(8－3)L.5.(1)1.225　(2)5.3解析(1)根据题意作出光路图，光线在P点发生折射时，入射角为60°，折射角为45°，故透明物体的折射率n＝＝＝1.225；(2)连接PN，由几何关系可得PN、PM、QN、QM的长均为a，∠PSN＝30°，SN＝SP＝，光在透明物体中的速度v＝，光在透明物体中传播所用的时间t1＝，光在透明物体外传播所用的时间t2＝，故光从S点发出后回到S点所经历的总时间t＝t1＋t2＝5.3.6.(1)15°　(2)紫光　紫光解析n　(1)光路图如图所示：入射光在O点刚好发生全反射时，光在光屏PQ上的落点距O′点最远，设光线在玻璃中的临界角为C，由临界角公式sinC＝，解得临界角C＝45°，则入射光与竖直方向的夹角为θ＝C－30°＝15°.(2)由于介质中紫光的折射率最大，所以紫光位于光带的最右侧；若使光线绕O逆时针转动，入射角增大，由于紫光的临界角最小，所以紫光最先消失.7.(1)光路图见解析　红光更靠近G点　(2)l解析　(1)光路图如图所示，MN间有彩色光带，红光最靠近G点.理由：在FG面，光线由空气射向玻璃，光线向法线偏折，因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光的偏折角更小，故红光更靠近G点.(2)垂直于EH入射的光，在EG界面上会发生折射和反射现象，光路图如图所示：在E点的入射光，根据几何关系和折射定律可知∠1＝60°，n＝，解得∠2＝30°，在E点的折射光线射到CD界面的I点，由几何关系可知∠3＝30°，根据临界角公式有sinC＝＝，sin∠3＝sinC，所以CD面上J点的入射光发生全反射，无法透射出CD面，综上分析可知：CD面上有光透射出的范围在GI间，由几何关系可知CD面上有光透射的宽度为l.