1、专题限时集训(十五)(建议用时：40分钟)1(多选)(2019山东青岛模拟)关于光现象及其应用，下列说法正确的有()A用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象B光导纤维传输信号是利用光的干涉现象C分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽D玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出的原因AC用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉，选项A正确；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，选项B错误；根据x知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，选项C正确；玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射
2、，选项D错误。2(多选)下列有关叙述正确的是()A第四代移动通信系统(4G)采用1 8802 690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的B狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变快C单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关D向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接受，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理AC第四代移动通信系统(4G)采用1 8802 690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化
3、的，故A正确；狭义相对论中有运动延迟效应，即“动钟变慢”，高速运行的卫星上的人会认为地面上的时钟变慢，故B错误；单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，故C正确；向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应原理，故D错误。3如图为俯视图，光屏MN水平放置，半圆柱形玻璃砖放在水平面上，其平面部分ab与屏平行。由光源S发出的一束白光沿半径方向射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上。在水平面内绕过O点的竖直轴沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带。当玻璃
4、砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。下列说法正确的是()A通过实验说明，同种材料中各种色光的折射率不同，红光折射率较大B由n可知，玻璃砖中红光传播速度较小C由n可知，红光在ab界面发生全反射的临界角较大D转动玻璃砖的过程中最先消失的是红光C实验中红光折射的程度最小，说明红光的折射率小，选项A错。由介质中光速v知红光在玻璃中的传播速度较大，选项B错。由sin C知红光发生全反射的临界角较大，紫光的临界角最小，由发生全反射的条件知，最先消失的是紫光，选项C对、D错。4(2020潍坊市高三第一次模拟考试)一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为，从另一侧射出时分成a、b
5、两束单色光，如图所示，下列说法正确的是()A在该玻璃中a的传播速度比b的小Bb比a更容易发生衍射C增大(90)，a、b可能不会从另一侧射出Da从该玻璃射向空气时发生全反射的临界角比b的大D由图可看出，光线通过平行玻璃砖后，a光偏折程度较小，b光偏折程度较大，说明玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率，由v可知，在该玻璃中a的传播速度比b的大，故选项A错误；a光的折射率较小，频率较低，波长较长，则a比b更容易发生衍射，故选项B错误；光射到玻璃砖下表面时的入射角等于在上表面的折射角，由光路可逆原理可知光一定能从下表面射出，故选项C错误；由sin C可知，由于玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，则
6、a光发生全反射的临界角更大，故选项D正确。5(2020天津高考T3)新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较()A红外线的光子能量比紫外线的大B真空中红外线的波长比紫外线的长C真空中红外线的传播速度比紫外线的大D红外线能发生偏振现象，而紫外线不能B根据电磁波谱可知，红外线的频率小于紫外线的频率，真空中红外线的波长大于紫外线的波长，由光子能量公式可知，红外线光子能量小于紫外线光子能量，选项A错误，B正确；真空中任何光的传播速度
7、都相等，所以真空中红外线的传播速度等于紫外线的传播速度，选项C错误；由于光是横波，都能够发生偏振现象，所以红外线和紫外线都能够发生偏振现象，选项D错误。6(原创题)一玻璃砖的横截面为直角三角形ABC，如图所示，ACB30，A90，斜边边长为L，玻璃砖的折射率为n。有一束光线垂直照射到AB上的E点，E点是AB边的中点，光在真空中的传播速度为c，不考虑折射后的反射光线。(1)当光线到达BC时，判断光线是否会从BC射出；(2)求光线在玻璃砖中传播所用的时间。解析(1)作出光线进入玻璃砖后刚到达BC上的O1处时的光路图，如图1所示。由几何知识可知光线在BC上的入射角为160，设光线在玻璃砖中发生全反射
8、时的临界角为C，则sin C，C45145，故光线会在BC上发生全反射，不会从BC射出。图1图2(2)作出光线第一次射到AC上的O2处的光路图如图2所示，根据几何知识可知光线在AC上的入射角为290130C即光线会从AC边射入空气中光在玻璃砖中的传播速度为v根据几何知识可知光线在玻璃砖中通过的路程为scos 30L故光线在玻璃砖中传播所用的时间为t答案(1)不会(2)7(原创题)(多选)如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，B90，A30。一束复色光从空气射向BC上的E点，分成两束光a、b后分别偏折到AB上的F、G点，光线EF平行于底边AC。已知入射光与BC的夹角为45，下列说法正确的是
9、()A三棱镜对a光的折射率为Ba光在F点能发生全反射Cb光发生全反射的临界角比a光的小Da、b光用同一种装置做双缝干涉实验时，a光产生的条纹间距更宽ABa光在BC界面的入射角i45，折射角r30，根据折射定律得n，A正确；a光在AB界面的入射角为i60，而a光发生全反射的临界角C的正弦值sin C，则C45，iC，所以a光在F点能发生全反射，B正确；由几何关系知，a光在三棱镜中的偏折程度比b光的大，则三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，则由sin C可知b光发生全反射的临界角大于a光发生全反射的临界角，C错误；由三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率知，a光的波长比b光的短，由公式x可知，
10、a光的干涉条纹间距小于b光的，D错误。8(20207月浙江高考T13)如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则()A玻璃砖的折射率为1.5BOP之间的距离为RC光在玻璃砖内的传播速度为cD光从玻璃到空气的临界角为30C设P点到O点的距离为x，光线从P垂直入射，在圆形界面发生全反射，可知sin C；当入射角为60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，说明光线从圆形表面中点射出，设光线从P点射入发生折射后的折射角为，由几何知识可知
11、，sin ，由折射定律有n，解得xR，n，A、B项错误；临界角Carcsin30，D项错误；又由nvc，C项正确。9(2020济南市高三5月模拟)光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术，如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193 nm，则加上液体时光刻胶的曝光波长约变为()A161 nm B134 nm C93 nm D65 nmB在不加液体时光刻胶的曝光波长0193 nm，而0，光进入折射率为n1.44的液体，在液体中传播的速度为v
12、，加上液体后光刻胶的曝光波长，联立解得134 nm，B正确。10如图所示是一束由红光和蓝光组成的复色光从空气沿半径方向射入半圆形玻璃砖界面发生反射和折射的光路图，其中OA、OB为复色光，OC为单色光，下列说法正确的是()AOC为蓝光B保持入射光不变，绕O点顺时针转动玻璃砖，OC会逐渐消失C保持入射光不变，绕O点逆时针转动玻璃砖，OC会逆时针转动D若将复色光沿CO射向玻璃砖，有可能不会出现折射光B光线发生反射时，反射角等于入射角，反射光线、折射光线分布于法线两侧，得到AO为入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线，又OC为单色光，说明有一种光已经发生了全反射，根据sin C，知折射率大的光的全反
13、射临界角小，因此蓝光先发生全反射，OC为红光，A错；绕O点顺时针转动玻璃砖，入射角增大，红光也会逐渐达到临界角，OC会逐渐消失，B对；由n得，sin insin r，当r减小r时，sin insin(rr)，iir，则OC顺时针转动，C错；光从光疏介质射向光密介质时不会发生全反射，因此一定会有折射光线，D错。11某透明介质的横截面如图所示，APE是半径为R的圆弧，OBDE为正方形，P点到AB面的距离L。现有一单色细光束沿PO方向射入透明介质，射到AB面时恰好发生全反射。光在真空中的速度为c，求：(1)该光从透明介质BD面上的Q点射出时，折射角的正弦值；(2)该光第一次从P点传播到Q点的时间t。
14、解析(1)该光在透明介质中传播的光路如图所示：设光射到AB面发生全反射的临界角为C，透明介质对该光的折射率为n，则有：sin C又：sin(90C)，i90C由光的折射定律有：n联立解得：sin 。(2)该光第一次从P点传播到Q点的路程：xR该光第一次从P点传播到Q点的时间：t其中v解得：t。答案(1)(2)12如图所示，一束截面为圆形(半径R1 cm)的平行复色光垂直射向一玻璃半球的面。经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区。已知玻璃半球的半径也为R。屏幕S至球心的距离为d4 cm。不考虑光的干涉和衍射，试问：()在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？()若玻璃半球对圆形亮区最外侧单色
15、光的折射率为n，求屏幕S上圆形亮区的最大半径。(结果可保留根号)解析()复色光与半球形玻璃面的下表面相垂直，方向不变，但是在上面的圆弧面会发生偏折，紫光的折射率最大，临界角最小，偏折能力最强，所以紫光偏折的最多，因此最外侧是紫色。()如图所示，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点D到亮区中心E的距离r就是所求最大半径。设紫光临界角为C，由全反射的知识：sin C所以cos Ctan CrdnR代入数据得：r(4)cm。答案()紫色()(4)cm13(2020全国卷T34(2)直角棱镜的折射率n1.5，其横截面如图所示，图中C90，A30。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上
16、的D点射入，经折射后射到BC边上。()光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由；()不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。解析()如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为，由几何关系，有90(30r)60根据题给数据得sin sin 60即大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射。()设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为i，折射角为r，由几何关系、反射定律及折射定律，有i30i90sin insin rnsin isin r联立式并代入题给数据，得sin r由几何关系，r即AC边射出的光线与最初的入射
17、光线的夹角。答案()会发生全反射，理由见解析()14(2020全国卷T34(2)如图所示，一折射率为的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC，A90，B30。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。解析如图(a)所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点，光在AB边上的入射角为1，折射角为2，由折射定律有图(a)sin 1nsin 2设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为，由几何关系有302由式并代入题给数据得230nsin 1所以，从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边，AC边上全部有光射出。图(b)设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为，如图(b)所示。由几何关系有902由式和已知条件可知nsin 1即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射光线垂直射到BC边上。设BC边上有光线射出的部分为CF，由几何关系得CFACsin 30AC边与BC边有光出射区域的长度的比值为2。答案2
