摘要:
**基本信息**
聚焦高二光学核心内容,通过单缝衍射、光纤传感器等真实情境,考查光的波动性、折射与全反射等物理观念,解答题注重光路分析与科学推理,适配月考阶段性能力检测。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|5/30|单缝衍射、光的全反射、双缝干涉|结合衍射图样分析缝宽与频率影响,强化物理观念|
|多选题|3/18|光纤传感器、玻璃砖折射|以反射式光纤位移为情境,考查全反射临界角计算,体现科学思维|
|解答题|5/52|折射率、光路计算、全反射|如水下灯光简谐运动光斑问题,综合几何光学与振动模型,注重模型建构与数学推理,贴近高考综合能力考查趋势|
内容正文:
广西钦州市大寺中学2026春季学期高二年级5月份考试物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题( 本题共5小题,每小题6分,共30分。每小题只有一项符合题目要求)
1.用绿色激光分别照射两个单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.该现象说明光具有粒子性 B.甲图对应的缝宽大于乙图对应的缝宽
C.若仅减小缝宽则甲、乙两图的中央亮纹均更窄 D.若仅减小激光频率则甲、乙两图的中央亮纹均更宽
2.如图,水流从敞口开孔瓶中稳定流出,用红色激光水平射向小孔,使光束与水流保持在同一竖直平面内,观察到光束沿着弯曲水流传播。下列说法正确的是( )
A.光沿水流传播的原理与光纤通信的原理相同 B.光沿水流传播的速度大于在空气中的传播速度
C.若改用折射率更小的液体,有助于光沿液流传播 D.若增大激光器与小孔间的距离,有助于光沿水流传播
3.两列平行光线a、b照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,经下表面反射后从玻璃砖上表面同一点M射出光线,如图所示。关于光线a、b,下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对a光的折射率较大 B.b光在玻璃砖中的传播速度较大
C.在真空中,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象 D.a、b光线从M点射出时,与上表面夹角相同
4.某同学做双缝干涉实验,装置如图所示,虚线为双缝a、b的中垂线且垂直光屏交于O点,单缝位于虚线上。红色激光沿虚线从单缝射入,在光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.若把整个装置浸没在水中,其余条件不变,则光屏上的条纹间距不变
B.若将单缝向双缝靠近,其余条件不变,则光屏上的条纹间距会变小
C.若将b缝挡住,其余条件不变,则光屏上仍会出现明暗相间的条纹
D.若将a缝挡住,其余条件不变,则光屏上就没有明暗相间的条纹
5.半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示,底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合,下底为,上底为,高为。单色光线从左侧入射,方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时,光线恰能从玻璃砖另一侧射出,点与的距离为,该玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。有多项符合题目要求)
6.反射式光纤位移传感器通过检测反射光信号的强度变化来测量物体位移,精度可达纳米级甚至更小。如图所示为一实验小组设计的双光纤结构的原理截面图。发射光纤和接收光纤均为直径为的竖直圆柱状玻璃丝(玻璃丝外表面包有不透光材料),下端面均与被测物体表面平行,两光纤的距离。激光在光纤内发生全反射,从光纤下端面射出时与竖直方向夹角为,出射光线经被测物体反射后,射向接收光纤。当被测物体上下发生微小位移时,接收到的激光强度将发生变化,从而测量位移。若光纤的折射率为,不考虑光线在被测物体表面的多次反射,出射光线的能量均匀分布,被测物体不吸收光的能量。则( )
A.
当取最大值时,
B.若被测物体与光纤下端面间距为,则出射光线能照到被测物体的区域面积最大为
C.若为最大值,则从刚接收到反射光至接收到的反射光最强过程中,被测物体的位移为
D.若为最大值,则当接收到的光强度为出射光强度的一半时,被测物体与光纤下端面间距
7.如图甲所示,某玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆形AOB,O为圆心,OB边不透光,一束与AO平行的单色光线从圆弧AB的中点P射入玻璃砖,折射角。再用该单色光沿与OA界面成45°角入射,如图乙所示,不考虑多次反射和折射,则( )
A.玻璃砖对该光线的折射率为 B.玻璃砖对该光线的折射率为
C.图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 D.图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为
8.将一束单色光线沿半圆柱形玻璃砖半径方向射向点,如图甲所示。当入射角时,折射角为,当入射角增大到也为时,恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝、后,在相同距离的光屏上得到图乙所示的衍射图样。光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是( )
A.单缝的宽度较大 B.玻璃砖的折射率
C.此光在玻璃砖中发生全反射的临界角为 D.此光在玻璃砖中的传播速度
第II卷(非选择题)
三、解答题(本题共5小题,共52分。请按要求作答)
9.如图所示,一棱镜玻璃砖的截面ABC为一等腰三角形,且∠A=∠C=30°,AB的长度为l,现有一束平行于底边AC的单色光从AB的中点P射入,在BC右侧观察者感觉光线沿直线从BC边直接射出。已知光在真空中的传播速度为c,频率为f,则:
(1)棱镜玻璃砖对该单色光的折射率为多少?
(2)求该单色光在玻璃砖中的波长及光在玻璃砖中的传播时间?
10.图甲是水下灯光装置简化图,轻质弹簧下端固定在水池底部,上端连接一点光源,点光源静止在O点,其在水面上的投影位置为O', 现让点光源在竖直方向做简谐运动,其振动图像如图乙所示,点光源将在水面形成面积变化的光斑。已知水的折射率为 ,忽略弹簧和光源振动时对水面的扰动。求:
(1)光斑的最大面积;
(2)光斑边缘上某点振动的振幅。
11.如图所示,真空中某透明体的截面是等边三角形,一单色光从AB边的中点E沿与AB边的夹角的方向射入透明体,折射后到达BC边的中点F。
(1)求透明体对该单色光的折射率n;
(2)请通过计算判断该单色光在F点是否发生全反射。
12.如图所示为透明材料制作的半径为R的半球形玻璃砖的截面图,O点为圆心,激光器发出的细光束垂直于底面从P点射入器件,当时,光恰好不能从弧面上射出,光在真空中的传播速度为c。
(1)求玻璃砖的折射率;
(2)求时,光在玻璃砖中传播的时间;
(3)当时,光在玻璃砖中传播的时间为,求。
13.如图为透明材料制成的圆管横截面,用一束红光照射管外壁点,光线折射后射到管内壁点。已知该光线在点的入射角为,管内壁半径为,光线从点入射的入射角为。已知该材料对红光的折射率,光在真空中的传播速度为,求:
(1)该光线在点的折射角;
(2)该光线在圆管中传播所用时间。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
A
D
C
C
ABC
AD
AC
9.(1)因光线平行AC入射可得其入射角θ=60°,由对称性可得光在玻璃砖底边的中点D发生全反射,连接BD,在直角三角形ABD中可得∠ABD=60°,,即三角形PBD为正三角形,所以在P点的折射角β=30°
根据折射定律有
(2)光速
则有
光在玻璃中的传播时间为
10.(1)设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C,根据全反射临界角公式
如图所示
光源在最低点时,光斑的面积最大,此时
由几何关系,得
光斑的最大面积
(2)光源在最高点时,光斑面积最小,由几何关系
光斑边缘上某点振动的振幅
代入数据,联立得A'=0.75m
11.(1)根据几何关系可知,该单色光在E点发生折射时的入射角与折射角分别为、
根据折射定律有
解得
(2)根据几何关系可知,该单色光在F点的入射角
因为
所以该单色光在F点不会发生全反射。
12.(1)由全反射条件有
由几何关系有
又
解得
(2)当时,由几何关系,可知光线在玻璃砖中的传播路程
光在玻璃砖中传播的速度
光线在玻璃砖中传播的时间
解得
(3)当时,设光第一次射到圆弧面上时的入射角为,由几何关系有
又
解得
因为,所以会发生全反射,由全反射知识及对称性,作出该细光线在玻璃砖中传播的光路图如图所示
光从P点入射至从点射出所走的光程
该光线在玻璃砖中传播的时间
解得
则
13.(1)该光线在点的入射角为,该材料对红光的折射率,根据折射定律有
解得折射角
(2)光线在介质中的传播速度
设发生全反射临界角为,有
解得
可得在N点发生全反射,根据几何关系可得传播路程为
可得传播所用时间
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