专题08光学-【好题汇编】备战2023-2024学年高二物理下学期期中真题分类汇编（上海专用）

专题08 光学 一、几何光学 1.（2023年·上海市复旦中学高二下期中）如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（　　） A. 介质a的折射率为 B. 增大入射角，光在界面不可能发生全反射 C. 光在空气中的频率大于在介质a中的频率 D. 光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度 2.（2023年·上海市控江中学高二下期中）如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是（ ） A. 红光 B. 黄光 C. 绿光 D. 紫光 【答案】D 【详解】根据题意作出完整光路图，如图所示 a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律 可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光。因为红光、黄光和绿光的频率都小于蓝光频率，而紫光频率大于蓝光频率。故选D。 3.（2023年·上海市控江中学高二下期中）有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 介质B的折射率最大 B. 介质C的折射率最大 C. 光在介质B中的速度最小 D. 光在介质C中的速度最大 【答案】B 【详解】AB．由光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义可知，折射率是反映介质对光线偏折程度的物理量，进入C的偏折程度大于进入A的偏折程度，可知C的折射率比A的大，B中的入射角最大，折射率最小，可得 nC>nA>nB ，A错误，B正确； CD．由可以判断出，光在B中传播的速度最大，在C中传播的速度最小，CD错误。故选B。 4.（2023年·上海市控江中学高二下期中）（多选）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 B. OP之间的距离为 C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气临界角为 【答案】BC 【详解】AB．其两种情况的光路图，如图所示 设，由题意可知，在A处发生全反射则有 由于出射光平行，在B处射出，有 由几何关系有 联立解得 ，，故A错误，B正确； C．由 ，整理有 ，故C项正确； D．临界角有 ，所以临界角不是，故D项错误。 5.（2023年·上海市曹杨二中高二下期中）如图所示，某单色光以角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射角是。已知光速为c，则此单色光在该三棱镜中的速度为_______；当此折射光在三棱镜内的另一侧面AC上刚好发生全反射时，三棱镜的顶角A的大小为_______。 【答案】 ①. ②. 75° 【详解】[1]光路如图所示 光线在AB面上的入射角为 i=45° 折射角为r=30°，则三棱镜的折射率为 此单色光在该三棱镜中的速度是 [2] 三棱镜全反射临界角为C，由 ，解得 C=45° 光线在AC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，即有 ∠1=C=45° 由几何知识可得此时三棱镜的顶角 ∠A=180°-60°-（90°-45°）=75° 6.（2023年·上海市复旦中学高二下期中）如图所示，真空中有一均匀介质球，一束复色光平行于BOC从介质球的A点折射进入介质球内，进入介质球后分成光束I、II，其中光束I恰好射到C点，光束II射到D点，，介质球对光束I的折射率为___________，用光束I和光束II分别射向同一双缝干涉装置，干涉条纹间距比较大的是光束___________。 【答案】 ①. ②. I 【详解】[1]由几何关系知光束I的折射角为30°，有折射率可知 [2]由光路图可知，光束I和光束II的入射角相同，但光束II的折射角更小，所以光束II的折射率更大，所以光束I比光束II的波长更长，根据干涉条纹间距公式 可知，同一双缝干涉装置，波长越长的干涉条纹间距越大，所以干涉条纹间距比较大的是光束I。 7.（2023年·上海市控江中学高二下期中）湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是其截面图．观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h=4m．一位身高1.8m的游客在距离观景台右侧边缘2.4m处，正好看到距离观景台右侧面x=3m处的水面下方的P点，P为一单色点光源．求： （1）该单色光在水中的折射率； （2）若将此光源竖直向上移动到接近水面时，观景台上的B点处再也没有光线射出，求点光源至少需要向上移动多少米？ 【答案】（1）4/3；（2） 【详解】（1）根据题意画出光路图，根据几何关系得： 则该单色光在水中的折射率为：； （2）光源接近水面时，设离水面的距离为l．观景台上的B点处再也没有光线