复习练案18 第一部分 专题五 第13讲 光学-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习练案

复习练案[18] 第一部分 专题五 第13讲光学 A组·基础练 4.(2024·山东济宁三模）五一假期济宁太白湖公园的 湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放置 1.(2024·江苏卷)现有一光线以相同的入射角0，打在 两杯不同浓度的NaC1溶液中，折射光线如图所示 于湖水下方只 m处，该光源发出红光时，可在水面上 (B<B),已知折射率随浓度增大而变大。则( 观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射率 为子则亮环的宽度d为 () 色亮 A.甲折射率大 B.甲浓度小 C.甲中光的传播速度大 D.甲临界角大 A.0.3m B.0.4m 2.(2024·黑吉辽卷)某同学自制双缝干涉实验装置， G.0.5m D.0.6m 在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一5.（多选）(2024·山东青岛三模)矿井空气中的瓦斯浓 根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放 度超过1%时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅 置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察 资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折 到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间 射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝 距变小的是 后面放置两个完全相同的薄壁透明容器A、B,容器A 头发丝 中是干净的空气，容器B与矿井中空气相通。用某 种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大 光源 致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是() A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 3.(2024·浙江6月选考)如图为水流导光实验，出水 口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则( ) A.若屏的正中央是亮纹，说明B中的空气一定不含 瓦斯 B.若屏的正中央是暗纹，说明B中的空气一定含有 瓦斯 A.激光在水和空气中速度相同 C.同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气 B.激光在水流中有全反射现象 中传播的速度小 C.水在空中做匀速率曲线运动 D.用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干 D.水在水平方向做匀加速运动 涉条纹间距变小 —218 6.(2024·广东卷)如图所示，红绿两束单色光.同时从 A.发红光时在灯带a点的正上方观察，观察到a到 空气中沿同一路径以0角从MN面射入某长方体透 水面的距离为13cm 明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射 B.水面上被照亮的区域面积约为2300cm 光射向PQ面。若0逐渐增大，两束光在NP面上的 C.发出红光时水面被照亮的区域比发出绿光时水面 全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折 被照亮的区域大 射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是( D.若灯带的深度变为原来的两倍，水面被照亮的区 域面积也变为原来的两倍 9.(2024·山东潍坊三模)水晶球是用天然水晶加工而 成的一种透明的球型物品。如图甲所示为一个质量 分布均匀的透明水晶球，半径为4，过球心的截面如 A.在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 图乙所示，PQ为直径，一单色细光束从P点射人球 B.日逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 内，折射光线与PQ夹角为37℃，出射光线与PQ平 C.0逐渐增大时，人射光可能在MN面发生全反射 行。已知光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6， D.9逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐 c0537°=0.8，则 增大 7.(2024·河南郑州模拟)某圆柱 3 形薄壁（厚度不计）玻璃桶内装 满某种液体，紧贴桶内壁M点M 有一激光笔，激光笔可视为质 分 点，激光笔沿平行桶底面方向射 A.光束在P点的入射角为53 出一细束激光，其截面图如图所示。已知该光线恰好 B.“水晶球”的折射率为1.6 在桶壁上另一点N发生全反射，且反射光线恰好垂 直于M点所在的直径，则桶内液体的折射率为 C光在”水品球”中的传播速度为子 D光在“水晶球中的传插时间为号 A.2 B.1.5 10.（多选)(2024·湖南卷)1834年，洛埃利用平面镜 C.2 0.23 得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜 3 沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实 B组·综合练 验时，平面镜意外倾斜了某微小角度9，如图所示。 S为单色点光源。下列说法正确的是 () 8.（多选)(2024·山东青岛模拟)雄安新区政府广场的 光屏 灯光喷泉为城市的夜景增添了色彩。水面下方h。= 13cm处，有一边长为Ln=20cm的正方形灯带abed, 灯带的宽度忽略不计。灯带可以交替发出红绿两种 0 颜色的光，（水对红光的折射率为号，万=2.6）下列 7mimm1g..A 平面镜 说法正确的是 A.沿A0向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C.若9=0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹 间距不变 D.若8=0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹 向A处移动 219 11.(2024·黑龙江哈尔滨模拟)如图所示，现有一块玻12.(2024·山东卷)某光学组件横截面如图所示，半圆 璃砖，上半部分为半圆形，半径为R,下半部分为等 形玻璃砖圆心为O点，半径为R;直角三棱镜FG边 腰直角三角形，∠ACB=90°，O点为上半部分的圆 的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R, 心，M为上半部分边界上一点，M0连线与A0的夹 ∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以8角 角为30°。一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂 人射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。 直的方向射入玻璃砖，已知玻璃砖的折射率为 已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为 5。求： 1.5 R M (1)求sin0: B (2)以日角人射的单色光线，若第一次到达半圆弧 (1)光线在M点的折射角： AMB可以发生全反射，求光线在EF上人射点D (2)光线在玻璃砖表面射出的位置。 (图中未标出)到E点距离的范围。 -220-复习练案%"+& /组%基础练 "%/!入射角相同!由于 - " C - 1 !根据折射定律可知A甲B A乙!故甲浓度大#根据7$K A !可知光在甲中的传播速度 较小!由.23 >$" A 可知折射率越大临界角越小!故甲临 界角小" 故选/" 1%/!由于干涉条纹间距 ! $$ ) * , !可知换用更粗的头发 丝!双缝间距*变大!则相邻两条亮纹中央间距 ! $变 小!故/正确#换用红色激光照双缝!波长变长!则相邻 两条亮纹中央间距 ! $变大!故#错误#增大纸板与墙 面的距离)!则相邻两条亮纹中央间距 ! $变大!故*错 误#减小光源与纸板的距离!不会影响相邻两条亮纹中 央间距 ! $!故0错误" %%#!光在介质中的速度为7$K A !故激光在水中的传播 速度小于在空气中的传播速度!故/错误#水流导光的 原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临 界角!发生了全反射!故#正确#水在空中只受到重力 作用!做匀变速曲线运动!速度在增大!故*错误#水在 水平方向做匀速直线运动!故0错误" 4%0!光线照射到水面时临界角满足.23 >$" A $ % 4 !由 三角函数关系可知783 >$% 槡< !亮环的宽度* $1;783 > $&%@ )!故选0" 9%#*0!若屏的正中央是亮纹!如果容器/%#中气体相 同!则折射率相同!到屏的中央光程相同!所以中央为 亮纹!若#中含有瓦斯!但是到屏的中央光程恰好相差 波长的整数倍!中央也为亮纹!故#中可能含瓦斯!也 可能不含!故/错误#如果屏的正中央是暗纹!必有光 程差!说明#中的气体与/中的气体成分不相同!一定 含有瓦斯!故#正确#同种频率的光在含有瓦斯的空气 中的折射率大于在干净空气中的折射率!根据7$K A ! 可知同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气 中传播的速度小!故*正确#根据 ! $$ 2 * , 用频率更大 的单色光照射单缝时!由于单色光的波长变小!则屏上 出现的干涉条纹间距变小!故0正确" 故选#*0" @%#!红光的折射率小于绿光的折射率!在/,面!入射角 相同!根据折射定律A $.23 ! .23 $ 可知绿光在/,面的折射 角较小!根据几何关系可知绿光比红光更靠近?点!故 /错误#根据全反射发生的条件.23 >$" A 可知红光发 生全反射的临界角较大! ! 逐渐增大时!折射光线与,? 面的交点左移过程中!在,?面的入射角先大于红光发 生全反射的临界角!所以红光的全反射现象先消失!故 #正确#在/,面!光是从光疏介质到光密介质!无论 ! 多大!在/,面都不可能发生全反射!故*错误#根据折 射定律A $.23 ! .23 $ 可知 ! 逐渐减小时!两束光在/,面折 射的折射角逐渐减小!故0错误" <%*!依据题意画出光路图如图所示!根据反射定律及几 何关系可知!图中三个角均相等!设为 $ !则% $ $;&:!解 得 $ $%&:!根据全反射定律.23 $ $ " A !可得A $1!故 选*" #组%综合练 +%#*!从灯带上发出的红光射向水面时折射角大于入射 角!射到人的眼睛中!由光的可逆性可知光线从发光体 上方沿直线射到眼睛里!则观察到发光体的位置比实 际位置偏高!即发红光时在灯带9点的正上方观察!观 察到9到水面的距离小于"% ,)!故/错误# 红光频率比绿光小!则折射率较小!根据.23 >$" A !可 知!红光临界角较大!则水面上被照亮部分的面积由红 光决定!由.23 >红$% 4 !水面上被照亮的区域面积约为 D $2 & 1 642 & *; & 783 >红6"&;&783 >红' 1 ' 1 %&& ,) 1 !故 #正确# 红光的临界角大于绿光的临界角! & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 可知发出红光时水 (%!!( 面被照亮的区域比发出绿光时水面被照亮的区域大! 故*正确#若灯带的深度变为原来的两倍!即变为1; & ! 由面积表达式D $2 & 1 642 & *; & 783 >红6"&;&783 >红' 1 可知!水面被照亮的区域面积不一定变为原来的两倍! 故0错误" 故选#*" ;%#!根据题意作出光路图如图! 由几何关系可知!光线射出时的 折射角@为1 ! !折射率A $.23 1! .23 ! $1,-. ! $"%@!故#正确#由图 - $@$1 ! $<4:!故/错误#光在 +水晶球,中的传播速度为7$K A $ 9 + K!故*错误#光在 +水晶球,中传播的距离)$19,-. ! !时间8$) 7 $ A) K $ 49,-. 1 ! K !带入数据有8$@49 19K !故0错误" "&%#*!根据题意画出光 路图!如图所示!D发出 的光与通过平面镜反 射光&可以等效成虚像 D.发出的光'是同一列 光分成的!满足相干光条件" 所以实验中的相干光源 之一是通过平面镜反射的光!且该干涉可看成双缝干 涉!设D与D.的距离为*!则* $19!D到光屏的距离为 )!代入双缝干涉公式 ! $$ ) , * !可得 ! $$ ) , 19 !则若 ! $ &:!沿+(向右&沿(+向左'略微平移平面镜!对)和* 均没有影响!则干涉条纹间距不变!也不会移动!故* 正确!0错误# 同理再次画出光路图有 沿+(向右略微平移平面镜!即图中从 # 位置 ! $ 位 置!由图可看出双缝的间距增大!则干涉条纹间距减 小!沿(+向左略微平移平面镜!即图中从 $ 位置 ! # 位置!由图可看出干涉条纹向上移动!故/错误!#正 确" 故选#*" ""%&"'%&:!&1'距离0 (点" >槡% ) % 6 #解析$!!""一束光线从/点在纸面内沿着与(>垂 直的方向射入玻璃砖%根据几何关系可知入射角为 $ $@&: 根据折射定律A $.23 $ .23 - 解得光线在/点的折射角 - $%&:$ !1"根据题意作出光路图 根据几何关系有 / +/($ <9:% / /(= $ "1&:% / (/= $49:% / /=($ "9:% ! $<9: (/$16,-.<9:$16.23 "9: $ 槡槡@ >1 1 6 在 - /(=中%根据正弦定理 (/ .23 / /=( $ (= .23 / (/= 解得(= 槡$16 由于.23 ! B.23 >$ " A $ 槡% % 光线在(0边发生全反射%根据几何关系有0=$(0> (= 槡$16 .23 / 0=3$"9:% / 0$49:%.23 / =30$"1&: 在 - 03=中%根据正弦定理 0= .23 / =30 $ 03 .23 / 0=3 解得03 ($ " >槡% ) % 6 光线在玻璃砖表面射出的位置距离0 (点" >槡% ) % 6$ "1%&"'&%<9!&1'& C$ ) 槡1 % ; 6 #解析$!!""由题意设光在三棱镜中的折射角为 $ % 则根据折射定律有A $.23 ! .23 $ 由于折射光线垂直3-边射出%根据几何关系可知 $ $ / &3-$%&: 代入数据解得.23 ! $ &%<9$ !1"根据题意作出单色光 第一次到达半圆弧(/0 恰好发生全反射的光路图 如图所示& 则根据几何关系可知&3 上从?点到3点以 ! 角入射的单色光线第一次到达半 圆弧(/0都可以发生全反射%根据全反射临界角公式 有.23 >$" & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & A (&!!( 设?点到&-的距离为)%则根据几何关系有)$6.23 > 又因为$ ?3 $ 6>) ,-.%&: 联立解得$ ?3 $ 槡1 % ; 6 所以光线在3&上的入射点=到3点的距离范围为 & C$ ) 槡1 % ; 6$ 复习练案%";& /组%基础练 "%#0!甲图是布朗运动示意图!悬浮在液体中的颗粒越 大!某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多!撞 击的不平衡性越不明显!布朗运动越不显著!故/错 误#乙图水黾停在水面上是由于水的表面张力!#正确# 丙图是气体分子速率分布图!温度越高!速率大的分子 占总分子数的百分比更大!则' " 代表的温度小于' 1 代 表的温度#但' " 图像与坐标轴包围的面积等于' 1 图像 与坐标轴包围的面积!均为"!故*错误!#%0正确" 1%0!上浮过程气泡内气体的温度不变!内能不变!故/ 错误#气泡内气体压强I$I & 6 &水";!故上浮过程气泡 内气体的压强减小!故#错误#由玻意耳定律IQ$> 知!气体的体积变大!故*错误#上浮过程气体体积变 大!气体对外做功!由热力学第一定律 ! J$56C知! 气体从水中吸热!故0正确" %%*!水黾能站立在牡丹园内池塘水面上!是因为表面张 力的作用!故/错误#汉白玉%橡胶属于非晶体!石墨% 食盐和石英属于晶体!故#错误#牡丹园内花香四溢是 分子扩散运动的结果!故*正确#一定质量的牡丹油! 温度升高时!分子的平均运动速率会增加!但不一定所 有分子的热运动速率都会增加!故0错误" 4%*!自热米饭盒爆炸前!盒内气体温度升高!气体平均 分子动能增大!不是每一个气体分子速率都增大!故/ 错误#图乙为气体分子速率分布曲线!加热前自热米饭 盒内气体所对应的曲线为L!由于盒内气体温度升高! 气体平均分子动能增大!密闭气体的分子速率分布曲 线可能会变成K曲线!故#错误#在自热米饭盒爆炸的 瞬间!盒内气体对外做功!且来不及与外界进行热量交 换!根据热力学第一定律可知盒内气体内能减少!温度 降低!故*正确#自热米饭盒爆炸!是盒内气体温度升 高!气体压强急剧增大的结果!故0错误" 9%#!根据题意可知乒乓球内气体做等容变化!温度降 低!则分子平均动能减少!根据I" ' " $ I 1 ' 1 可知乒乓球内的 气体压强减小!故#正确#乒乓球内气体做等容变化! 则气体分子不对外做功!分子平均动能减少!则分子的 平均速率减小!但不是每个气体分子的速率都减小!故 *错误#气体分子温度降低!则内能减少!分子不对外做 功!根据热力学第一定律 ! J$56C可知气体分子放 出热量!故/错误#气体压强减小!根据气体压强的微 观意义可知气体分子对球壁的平均作用力大小减小! 故0错误" @%/*0!初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧 向左的弹力处于平衡状态!弹簧处于压缩状态" 因活塞 密封不严!可知左侧气体向右侧真空漏出" 左侧气体压 强变小!右侧出现气体!对活塞有向左的压力!最终左% 右两侧气体压强相等!且弹簧恢复原长!故/正确#由 题知活塞初始时静止在气缸正中间!但由于活塞向左 移动!左侧气体体积小于右侧气体体积!则左侧气体质 量小于右侧气体质量!故#错误#密闭的气缸绝热!与 外界没有能量交换!但弹簧弹性势能减少了!可知气体 内能增加!故*正确#初始时气体在左侧!最终气体充 满整个气缸!则初始左侧单位体积内气体分子数应该 是最终左侧的两倍!故0正确" 故选/*0" #组%综合练 <%#0!9 ! L过程!温度升高!气体的内能增加!故/错 误#L ! K过程!气体温度不变!则气体分子的平均动能 不变!故#正确#由理想气体状态方程有 IQ &861<%%"9'Y $>!由于K*的延长线过原点!令斜率为#!则有I$#8! 解得Q$> # 6 1<%%"9> #8 !可知!K ! *过程!随温度的降 低!气体的体积增大!故*错误#* ! 9过程!气体温度不 变!压强增大!根据玻意耳定律可知!气体体积减小!则 气体的密度增大!故0正确" 故选#0" +%*!9 ! L过程压强不变!是等压变化且体积增大!气体 对外做功CC&!由盖(吕萨克定律可知' L B' 9 即内能 增大! ! J 9L B&!根据热力学第一定律 ! J$56C可知 9 ! L过程!气体从外界吸收的热量一部分用于对外做 功!另一部分用于增加内能!/错误#方法一$L ! K过程 中气体与外界无热量交换!即5 LK $&!又由气体体积增 大可知C LK C&!由热力学第一定律 ! J$56C可知气 体内能减少" 方法二$K ! 9过程为等温过程!所以' K $ ' 9 !结合' L B' 9 分析可知!' L B' K !所以L到K过程气体 的内能减少!#错误#K ! 9过程为等温过程!可知' K $ ' 9 ! ! J 9K $&!根据热力学第一定律可知9 ! L ! K过程! 气体从外界吸收的热量全部用于对外做功!*正确#根 据热力学第一定律结合上述解析可知$9 ! L ! K ! 9一 整个热力学循环过程 ! J$&!整个过程气体对外做功! 因此热力学第一定律可得 ! J$5 9L >5 K9 >C$&!故 9 ! L过程气体从外界吸收的热量5 9L 不等于K ! 9过程 放出的热量>5 K9 !0错误" ;%&"'不变!变小!&1'4 A"& >9 )%!&%'"4%4 N #解析$!!""温度升高后%活塞缓慢上升%受力不变%故 封闭气体的压强不变%根据I$& D 可知器壁单位面积所 受气体分子的平均作用力不变)由于体积变大%故气体 分子的数密度变小 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & $ ('!!(