PAGEPAGE2專題13光學1．[2022·新課標全國卷Ⅰ](2)一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如下圖．玻璃的折射率為n＝.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下外表，假設光線到達上外表后，都能從該外表射出，那么入射光束在AB上的最大寬度為多少？(ⅱ)一細束光線在O點左側與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點的位置．答案:(ⅰ)R(ⅱ)略解析：在O點左側，設從E點射入的光線進入玻璃磚后在上外表的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，那么OE區域的入射光線經上外表折射后都能從玻璃磚射出，如下圖，由全反射條件有sinθ＝①由幾何關系有OE＝Rsinθ②由對稱性可知，假設光線都能從上外表射出，光束的寬度最大為l＝2OE③聯立①②③式，代入數據得l＝R④(ⅱ)設光線在距O點R的C點射入后，在上外表的入射角為α，由幾何關系及①式和條件得α＝60°>θ⑤光線在玻璃磚內會發生三次全反射．最后由G點射出，如下圖，由反射定律和幾何關系得OG＝OC＝R⑥射到G點的光有一局部被反射，沿原路返回到達C點射出．2．[2022·北京卷]以往，材料的折射率都為正值(n>0)．現已有針對某些電磁波設計制作的人工材料，其折射率可以為負值(n<0)，稱為負折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(此時折射角取負值)．現空氣中有一上下外表平行的負折射率材料，一束電磁波從其上外表射入，下外表射出．假設該材料對此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是()ABCD答案:B解析：此題考查光的折射．是一道創新題，但本質上還是光的折射定律，此題給定信息“光的折射光線和入射光線位于法線的同側〞，無論是從光從空氣射入介質，還是從介質射入空氣，都要符合此規律，故A、D錯誤．折射率為－1，由光的折射定律可知，同側的折射角等于入射角，C錯誤，B正確．3．[2022·福建卷Ⅰ]如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，以下圖能正確描述其光路的是()ABCD答案:A解析：光線由空氣沿半徑射入玻璃磚時，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時，在其分界面處當入射角大于或等于臨界角時，會發生全反射現象，故A項正確；光線由空氣射向玻璃磚時，由于光線與分界面不垂直，所以除了有反射現象之外還應發生折射現象，其折射角小于入射角，故B、D項錯誤；光線由空氣沿半徑射入玻璃磚時，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時，折射角應大于入射角，故C項錯誤．4.[2022·江蘇卷][選修3－4](1)某同學用單色光進行雙縫干預實驗，在屏上觀察到題12B1(甲)圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如題12B1(乙)圖所示．他改變的實驗條件可能是______．(題12B1圖)A．減小光源到單縫的距離B．減小雙縫之間的距離C．減小雙縫到光屏之間的距離D．換用頻率更高的單色光源答案:B解析：根據Δx＝λ知，要使條紋間距變大，可減小雙縫之間的距離，增大光的波長(即降低光的頻率)或增大雙縫到屏的距離，故只有B正確．5．[2022·四川卷]電磁波已廣泛運用于很多領域．以下關于電磁波的說法符合實際的是()A．電磁波不能產生衍射現象B．常用的遙控器通過發出紫外線脈沖信號來遙控電視機C．根據多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度D．光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數值可能不同答案:C解析：衍射現象是波的特有現象，A錯誤；常用的遙控器通過發出紅外線脈沖信號來遙控電視機，B錯誤；遙遠天體和地球的距離發生變化時，遙遠天體的電磁波由于相對距離發生變化而出現多普勒效應，所以能測出遙遠天體相對地球的運動速度，C正確；光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數值是相同的，即光速不變原理，D錯誤．6．[2022·四川卷]如下圖，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發光小球，那么()A．小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球B．小球所發的光能從水面任何區域射出C．小球所發的光從水中進入空氣后頻率變大D．小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大答案:D解析：光從水中進入空氣，只要在沒有發生全反射的區域，就可以看到光線射出，所以A、B錯誤；光的頻率是由光源決定的，與介質無關，所以C錯誤；由v＝得，光從水中進入空氣后傳播速度變大，所以D正確．7．[2022·天津卷]一束由兩種頻率不同的單色光組成的復色光從空氣射入玻璃三棱鏡后，出射光分成a、b兩束，如下圖，那么a、b兩束光()A．垂直穿過同一塊平板玻璃，a光所用的時間比b光長B．從同種介質射入真空發生全反射時，a光臨界角比b光的小C．分別通過同一雙縫干預裝置，b光形成的相鄰亮條紋間距小D．假設照射同一金屬都能發生光電效應，b光照射時逸出的光電子最大初動能大答案:AB解析：此題考查了光的折射率、全反射、雙縫干預及光電效應等知識點，根據圖中光線的偏轉角度可以判斷出三棱鏡對a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率大，在玻璃中速度小，通過玻璃所用的時間長，A正確；a光發生全反射的臨界角小于b光發生全反射的臨界角，B正確；發生雙縫干預時相鄰條紋間的距離公式Δx＝λ，由于b光的波長長，所以b光形成的相鄰亮條紋間距大，C錯誤；由于a光的頻率大于b光的頻率，根據公式Ek＝hν－W得出a光照射金屬時逸出的光電子的最大初動能大，D錯誤．8．[2022·浙江卷]關于以下光學現象，說法正確的選項是()A．水中藍光的傳播速度比紅光快B．光從空氣射入玻璃時可能發生全反射C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干預實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬答案:CD解析：此題考查光速、光的全反射、折射、雙縫干預等知識．在同一種介質中，波長越短，波速越慢，故