2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)常考題型大通關(guān)（新高考）

（二十）光學(xué)

1.以下說法中正確的是（）

A.對于同一障礙物，波長越長的光越容易繞過去

B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象

C.紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變

D.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的衍射

2.光刻機是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備，光刻機的曝光波長越短，分辨率越高.“浸沒式

光刻”是一種通過在光刻膠和投影物鏡之間加入浸沒液體，從而減小曝光波長、提高分辨率

的技術(shù).如圖所示，若浸沒液體的折射率為1.44,當(dāng)不加液體時光刻膠的曝光波長為193mm,

則加上液體時光刻膠的曝光波長變?yōu)椋ǎ?/p>

掩膜一＞

A.161nmB.134nmC.93nmD.65nm

3.直線片鳥過均勻玻璃球球心o,細光束以。平行于々鳥且關(guān)于片鳥對稱，由空氣射入玻璃

球的光路如圖所示。光與6光相比（）

B.玻璃對a光的折射率較大

C.b光在玻璃中的傳播速度較大

D.用同一衍射實驗裝置做實驗，。光的衍射條紋寬度相等且比b光的寬

4.如圖所示，一足夠大的水池內(nèi)盛有某種透明液體，液體的深度為“，在水池的底部放一點

光源S,其中一條光線以4=30°入射角射到液體與空氣的界面上，以折射角名=45°發(fā)生折

A.液體的折射率為正

2

B.光從液體射向空氣，光波的波長變短

C.液體表面亮斑的面積為—

3

D.光線從液體射向空氣發(fā)生全反射時的臨界角為45。

5.如圖所示，a、b兩束單色光先后以相同的入射角從同一點射入一平行玻璃磚，其中a光從

P點射出，b光從Q點射出。則下列說法正確的是（）

A.a光在玻璃磚中的傳播速度更大

B.”光的波長較大

C.a、。兩束單色光經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后，a光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小

D.a、。兩束單色光經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后，匕光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小

6.002是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，43是關(guān)于對稱且平行的兩束不同

單色細光束，從玻璃體右方射出后的光路如圖所示，是垂直于放置的光屏，尸是

屏上的一個光斑，根據(jù)該光路圖，下列說法正確的是（）

M\

A.在玻璃中，A光的波長比B光的波長短

B.在真空中，4光的頻率比8光的大

C.A光的光子動量比B光的小

D.通過同一雙縫干涉裝置，A光的干涉條紋間距比B光的小

7.如圖所示，水面下1.5m處的M點水面有一點光源，點光源以M點為中心上下做簡諧運

動，其振動方程為y=0.5sin]?m）,水面上發(fā)光區(qū)域的面積時大時小，設(shè)水的折射率為0,

則下列說法正確的是（）

水面---------;--------

A.從點光源發(fā)出的光子到達水面的最短時間和最長時間之比為1:2

B.從點光源發(fā)出的光子到達水面的最短時間和最長時間之比為1:3

C.發(fā)光區(qū)域的最小面積和最大面積之比為1:2

D.發(fā)光區(qū)域的最小面積和最大面積之比為1:4

8.關(guān)于激光的應(yīng)用，下列說法正確的是（）

A.光纖通信是應(yīng)用激光平行度非常好的特點對信號來進行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中進行傳遞

信息

B.計算機內(nèi)的“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應(yīng)用了激光平行度好的特點

C.醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來切除腫瘤是應(yīng)用了激光亮度高的特點

D.“激光測距雷達”利用激光測量很遠距離的目標(biāo)是應(yīng)用了激光亮度高的特點

9.如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B,人眼在圖中P處迎著光入射的方向觀

A.圖中a是偏振光B.圖中b是偏振光

C.將B轉(zhuǎn)過180。，將在P處看到光亮D.將A轉(zhuǎn)過90。，將在P處看到光亮

10.某興趣小組設(shè)計了一種檢測油深度的油量計，如圖甲所示油量計固定在油桶蓋上并將油

量計豎直插入油桶，通過油箱蓋的矩形窗口可看見油量計的上端面明暗相間的區(qū)域.圖乙是

油量計的正視圖，它是一塊鋸齒形的透明塑料，鋸齒形的底部是一個等腰直角三角形，腰長

為正d,相鄰兩個鋸齒連接的豎直短線長度為g,最右邊的鋸齒剛接觸到油桶的底部，塑

料的折射率小于油的折射率.若油面不會超過圖乙中的虛線I,不計油量計對油面變化的影

響，則()

A.窗口豎直向下射入的光線在塑料和油的界面處發(fā)生折射進入油中，折射光線與反射光線垂

直，形成暗區(qū)

B.窗口豎直向下射入的光線在塑料和空氣的界面處發(fā)生全反射，返回油量計的上端面并射

出，形成亮區(qū)

C.透明塑料的折射率至少要大于2

D.油的深度/?與明線長度L滿足的關(guān)系式為九=5"-彳

11.一個高為h的玻璃圓柱體中心S處裝有一個小彩燈.小彩燈可以發(fā)出紅、藍兩種顏色變換

的光，已知圓柱體的玻璃對紅、藍兩種光的折射率分別為%、%，則()

S?

------

A.在玻璃圓柱體內(nèi)，紅光的傳播速度大于藍光的傳播速度

B.若圓柱體的半徑足夠大，紅光在玻璃圓柱體上表面的圓形透光面積比藍光小

C.若要使兩種色光均可從玻璃圓柱體上表面的各個方向射出，則玻璃圓柱體上表面的半徑不

h

能超過叩

D.從玻璃圓柱體上表面正上方觀看小彩燈，看到的燈比實際高，且藍光比紅光更高

12.如圖為一透明材料制成的半球形物體，將半球形物體豎直地固定在水平面砂上，且

ABrFE,。點為半球形物體的球心，虛線。。為平行于￡F的半徑，現(xiàn)有一細光束由半球

形物體的右側(cè)面斜射到球心0處，光束與001的夾角8=30°,該光束經(jīng)半球形物體色散后,

在水平面的間形成一彩色光帶，經(jīng)分析可知該透明材料對光帶中各種色光的折射率的范

圍為近4〃41.6，已知半球形物體的半徑為10cm,sin37°=0.60,cos37°=0.80.

（1）水平面上的光帶寬度為多少？

（2）現(xiàn)將細光束繞。點逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)0為多少時水平面上的光帶剛好完全消失？

答案以及解析

1.答案：A

解析：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或者小孔的尺寸和波長差不多或比波長小，對于同

一障礙物，波長越長的光越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，越容易繞過去，故A正確；白光通

過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；根據(jù)=￡可知，紅光由空氣

n

進入水中，波長變短，但顏色不變，故c錯誤；用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平

整度，是利用兩者之間的空氣薄層的反射面，獲取頻率相同的光，進行光的干涉，故D錯

誤.

2.答案：B

解析：加上液體時光刻膠的曝光波長義=：,光在液體中的傳播速度為丫=￡,不加液體時

Jn

有c=4",聯(lián)立可得4=4=2^11111弓134所，故B正確.

n1.44

3.答案：A

解析：由題圖可知，光線射入玻璃球后，6光的偏折角較大，則玻璃對b光的折射率較大，

對。光的折射率較小，。光的頻率比〃光的小，故A正確，B錯誤；玻璃對a光的折射率較

小，由丫=￡可知，。光在玻璃中的傳播速度較大，故C錯誤；衍射條紋寬度是不均勻的，

n

中央寬兩邊窄，故D錯誤.

4.答案：D

解析：由折射定律可知，液體的折射率"=吟=血，選項A錯誤；光從液體射向空氣，

sina

「v

頻率和周期不變，由v=￡知，波速變大，由a=7可知，光波的波長變長，選項B錯誤；

nJ

根據(jù)sinC=1,可得C=45°,即光線從液體射向空氣發(fā)生全反射時的臨界角為45。，則液

n

體表面亮斑的面積5="2=兀（”匕1145°）2=無〃2,選項C錯誤，D正確.

5.答案：C

解析：作出“、6兩束單色光在玻璃磚中的光路圖如圖所示，設(shè)光在玻璃磚上表面的折射角

為廣，由圖可知/；</；,,根據(jù)"=皿=￡,可知。光在介質(zhì)中的折射率較大，在介質(zhì)中傳播

sinrv

的速度較小，波長較小，故A、B錯誤；由于4<4，根據(jù)以=42,可知經(jīng)過同一雙縫干

涉裝置后，。光產(chǎn)生的相鄰兩個亮條紋的中心間距較小，C正確，D錯誤。

P

6.答案：C

解析：由題圖可知，光線通過玻璃體后，A光的偏折程度比B光的小，則玻璃體對B光的

折射率大于對A光的折射率，由折射率越大光的頻率越高可知，B光的頻率大于A光的頻

率，B錯誤；光的頻率越小，則波長越長，故A光的波長比B光的波長長，故A錯誤；根

據(jù)p可知，光子的頻率越大，則動量越大，故A光的光子動量比8光的小，故C正確;

根據(jù)板=4彳可知，通過同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，則干涉條紋間距越大，即A

a

光的干涉條紋間距比8光的大，故D錯誤.

7.答案：D

解析：設(shè)光從水中射入空氣時發(fā)生全反射的臨界角為C,由sinC='=也，解得C=45°,

n2

由于點光源在豎直方向上做簡諧運動，故點光源位于波峰時，距水面的距離最小，=1m,

此時點光源發(fā)出的光子垂直到達水面所用時間最短，最短時間"=4=她，當(dāng)點光源位于

VC

波谷，即距水面距離色=2m時，光源發(fā)出的光子沿與水平面成45°角的方向到達水面所用

時間最長，最長時間4=包=電電，故點光源發(fā)出的光子到達水面的最短時間和最長時

VC

間之比今，A、B錯誤；由幾何關(guān)系得發(fā)光區(qū)域的最小半徑4=/R=lm,發(fā)光區(qū)域的

，24

最小面積5=叫2,發(fā)光區(qū)域的最大半徑U=4=2m,發(fā)光區(qū)域的最大面積邑=兀萬，所以

發(fā)光區(qū)域的最小面積和最大面積之比為1:4,C錯誤，D正確。

8.答案：BC

解析：光纖通信是應(yīng)用激光是相干光的特點。對信號來進行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中傳遞信

息，選項A錯誤；由于平行度好，激光可以會聚到很小的一點。讓這一點照射到計算機的

光盤上，就可以讀出光盤上記錄的信息，選項B正確；醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來切除腫瘤

是應(yīng)用了激光亮度高的特點，光源的能量集中在很小一點上，可以在空間某個小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生

極高的溫度，選項c正確；“激光測距雷達”利用激光測量很遠距離的目標(biāo)是因為激光平行

度好，方向性好，選項D錯誤。

9.答案:BD

解析：電燈S發(fā)出的光是自然光，自然光沿各個方向的振動是均勻分布的，通過一個偏振片

后透射光中只有沿偏振片透振方向振動的光，所以A錯誤，B正確。偏振片B只透過振動

方向與其透振方向一致的偏振光，人眼在P處看不到光亮，說明其透振方向與偏振片A的

透振方向垂直。將A轉(zhuǎn)過180。后，其透振方向仍與偏振片B的透振方向垂直，人眼在尸處

依然看不到光亮，所以C錯誤。將B轉(zhuǎn)過90。后，其透振方向與偏振片A的透振方向相同，

人眼在P處能看到光亮，所以D正確。

10.答案：BD

解析：窗口豎直向下射入的光線在塑料和油的界面處發(fā)生折射進入油中，人看到的是暗區(qū)，

但是折射光線與反射光線不一定垂直，故A錯誤；窗口豎直向下射入的光線在塑料和空氣

的界面處發(fā)生全反射，從上端射出，進入人的眼睛，因此人看到的是亮區(qū)，故B正確；由

于鋸齒形的底部是一個等腰直角三角形，故光線從塑料入射到空氣時的臨界角C小于等于

45°,故〃=二二…一三=0,故C錯誤；由題乙可知，鋸齒總共有〃=10個，等腰直角

sinCsin45

三角形鋸齒的斜邊長度為d,豎線的長度為由幾何關(guān)系可得加Z-L=2/i,即/z=5"-4，

22

故D正確.

11.答案：AD

解析：由題可知勺＜小，根據(jù)公式丫=￡可知，在玻璃圓柱體內(nèi)，紅光的傳播速度大于藍光

n

的傳播速度，故A正