专题十六 光学-【创新教程】2022-2026五年高考物理真题分类特训试卷

最新真题 分类特训 专题十六光学 [考点1]光的折射及全反射(1) 1.(2026·河南卷，3)如图，一棱镜的横截面视为半径R的半圆与等腰三角 形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为120°.在横 截面所在平面内，一束光从P点垂直于三角形底边入射，从Q点射出.已 知P,Q到三角形底边距离均为，出射光线与人射光线平行，则校镜的折 整 120° 射率为 ( A.2 C.3 D.2 郑 2.(2026·陕晋青宁卷，8)（多选）玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因 素之一.如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面， 从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为△x.现换用折射率较大 的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是 A.若厚度d相同，侧移量变小 的 B.若厚度d相同，侧移量变大 C.若侧移量△x相同，厚度变小 杯 D.若侧移量△x相同，厚度变大 3.(2025·河南卷，2)折射率为√2的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线 459 从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示.该光线从圆柱内射出时，与 竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射） ( A.0 B.15 C.30 D.45° 4.(2025·黑吉辽蒙卷，3)如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与 激光 如 气体界面发生全反射.若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙 进液口→ 戡 的大，则 气体 气体 御 A.激光在甲中的频率大 B.激光在乙中的频率大 液束流 C.用甲时全反射临界角大 D.用乙时全反射临界角大 5.(2025·湖南卷，3)如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径， B为ABC的中点.真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点， 真空 折射光直接由B点射出.不考虑光的多次反射，下列说法正确的是( ) 介质 A.入射角0小于45 函 B.该介质折射率大于√2 C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D.减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 6.(2024·江苏卷，6)现有一光线以相同的入射角0，打在不同浓度NaCI的两 杯溶液中，折射光线如图所示(B<β2)，已知折射率随浓度增大而变大.则 A.甲折射率大 B.甲浓度小 C.甲中光线的传播速度大 D.甲临界角大 109 7.(2023·浙江卷，13)在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的 长度为0.9m,水的折射率，细灯带到水面的距离方m,则有光射出的水面形状（用阴 影表示)为 ( 8.(2023·湖南卷，7)（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向 岸上救援人员 岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。水面 他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束， 下列说法正确的是 潜 A水的折射率为m 爱好者●人激光器 B.水的折射率为1 sin 49 C.当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60 D.当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60 9.(2023·江苏卷，5)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程 中会发生弯曲.下列光路图中能描述该现象的是 () 太阳光线 太阳光线 太阳光线 太阳光线 地球表面地惑表面，地球表面 球 表面 A B C D 10.(2025·山东卷，15)由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件 下表面圆弧以O点为圆心，上表面圆弧以点O为圆心，两圆弧的半径及 O、O两点间距离均为R,点A、B、C在下表面圆弧上.左界面AF和右界 面CH与O0'平行，到00的距离均为号R (1①B点与00'的距离为R,单色光线从B点平行于O0射人介质，射 R 出后恰好经过O点，求介质对该单色光的折射率； (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，并垂直CH射出，出射点在GE的延 长线上，E点在00上，0，上两点间的距离为号R,空气中的光速为：，求该北在介质中的传插 时间t. 110 11.(2025·安徽卷，13)如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆， 0 圆心为O点，直径与x轴重合.一束平行于x轴的激光，从横截 0 面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出.已知P点到x轴 的距离为R,P,Q间的距离为3R (1)求玻璃砖的折射率； (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射， 求入射光线与x轴之间夹角的范围. 12.(2023·全国乙卷，34(2))如图，一折射率为√2的棱镜的横截面为等腰直角 三角形△ABC,AB=AC=L,BC边所在底面上镀有一层反射膜.一细光束 沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后 B 恰好射向顶点A,求M点到A点的距离， 111 [考点1]光的折射及全反射(2) 13.(2026·云南卷，3)在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂 砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示.不考虑反射，图中经P 点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是 () ① ②③④ 空气 树脂 空气 A.① B.② C.③ D.④ 14.(2026·1月浙江卷，12)（多选）如图1所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同 心圆弧空气膜.现让一束激光从P点射入，并在空气膜Q处注入一滴油，呈现图2所示的光 路（其中α、3为相应光线的人射角）.已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c.下列说 法正确的是 空气膜 甲 乙 丙 P. 激光笔 图1 图2 A.有机玻璃的折射率n≥smB B.光在有机玻璃中的传播速度v≥csin a C.有机玻璃的折射率可能大于油的折射率 D.若在R处注入同种油滴，光线不会从R处进入乙 15.(2023·山东卷，16)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如 图所示.两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n<√2).M、 V下端横截面平齐且与被测物体表面平行.激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物 体，经被测物体表面镜面反射至V下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物 体距离有关。 M d 2a b 被测物体表面 112 (1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为0，求的正弦值； (2)被测物体自上而下微小移动，使V下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下 端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）， 16.(2022·全国甲卷，34(2)如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，6M M为AB边的中点.在截面所在平面内，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，A 经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱 镜.求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离. 113 17.(2025·云南卷，13)用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示.盖玻片底 部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射， 可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示.已知盖玻片材料和油的折射率均为1. 5,盖玻片厚度d=2.0mm,盖玻片与物镜的间距h=0.20mm,不考虑光在盖玻片中的多次反 射，取真空中光速c=3.0×108m/s,π=3.14. 物镜 物镜 间隙 油层 盖玻片 盖玻片 0 0 图甲填充前 图乙填充后 (1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）； (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为t1、t2,求t2一t(结果保留2位有效数字). 18.（2024·全国甲卷，34(2))一玻璃柱的折射率n=√3，其横截面为四分之一圆，圆 的半径为R,如图所示.截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射， 入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰 好发生全反射.求此时h与R的比值. 114 [考点2]光的干涉和衍射 1.(2026·河北卷，5)如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央，其中 心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度.一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的 双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为△x.若金属丝经加热均匀膨胀，则 () 屏幕 挡板 金属丝 A.△x变小N B.△x变大 C.双缝间的距离减小 D.双缝间的距离不变 2.(2026·1月浙江卷，7)下列说法正确的是 楔形透明膜 0 明 线框 暗X A 明、 0 甲 乙 丙 A.图甲中线框在图示时刻的电流沿顺时针方向（俯视） B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升，LC电路振荡周期减小 C.图丙中单色光人射楔形透明膜时，频率越高，明暗条纹间距越大 D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时，应使金属小球A与C带同种电荷 3.(2025·山东卷，3)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象.狭缝S1、S2关于OO轴对称， 光屏垂直于OO轴放置.将偏振片P,垂直于OO轴置于双缝左侧，单色 光屏 平行光沿OO轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于 双缝右侧，P1、P2透振方向平行.保持P,不动，将P2绕OO轴转动90°的 过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是 ( A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变 C.条纹间距减小，亮度减小 D.条纹间距不变，亮度增大 4.(2025·北京卷，2)下列现象属于光的衍射的是 A.雨后天空出现彩虹 B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D.水中的气泡看上去特别明亮 5.(2024·山东卷，4)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示， 将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平 行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹.若待测滚珠与 标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是 图甲 图乙 A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格 C.滚珠b合格，滚珠c不合格 D.滚珠b不合格，滚珠c合格 115 6.(2024·湖南卷，9)（多选）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干 光屏 涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏.某 同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示.S为 单色点光源.下列说法正确的是 （）S.-7”单面镜 0 A.沿AO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0=0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D.若0=0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 7.(2023·山东卷，5)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图.G为标准石英环，C 为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层.用 单色平行光垂直照射上方石英板、会形成干涉条纹.已知C的膨胀系数小于G 的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是 () A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动 8.(2023·江苏卷，6)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉 (甲 条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是 亮纹中心的位置.则双缝间的距离变为原来的 ( (乙 A倍 B倍 C.2倍 D.3倍 9.(2023·辽宁卷，8)（多选）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标 准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对 轮船的阻力.下列现象的物理原理与之相同的是 () 船首 球鼻艏推起的波 船首推起的波 球鼻艏 A.插入水中的筷子，看起来折断了 B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹 C.驶近站台的火车，汽笛音调变高 D.振动音叉的周围，声音忽高忽低 10.(2026·山东卷，14)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长入. (1)如图甲所示，将激光光源、间距为d=0.50mm的双缝和光传感器依次安装在光具座上， 打开光源，调整光路，此过程中应避免激光直接射人眼睛，因为激光具有 (填“亮度 高”或“相干性好”)的特点 激光光源 光传感器 计算机 13 图甲 116 (2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离= cm, (3)连接光传感器至计算机，得到干涉条纹的光强分布如图乙所示.测得A区域的宽度为 2.40mm,则条纹间距△x= mm(保留两位有效数字). 光强 3 x/mm 图乙 (4)利用公式λ= (用l、d和△x表示)，某同学计算得该激光的波长入为640nm,此 波长的光为电磁波中的 （填“红外线”“可见光”或“紫外线”) [考点3]光的偏振 1.(2024·江苏卷，2)用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在 将手机屏幕旋转90度，会观察到 () A.两镜片都变亮 B.两镜片都变暗 C.两镜片没有任何变化 D.左镜片变暗，右镜片变亮 2.(2024·黑吉辽卷，4)某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝 方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示，用绿色激光照双 缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是() 头发丝 光源 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 [考点4幻电磁波与相对论 (2021·6月浙江卷，8)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用.实验表明，当人体单位 面积接收的微波功率达到250W/m时会引起神经混乱，达到1000W/m时会引起心肺功能 衰竭.现有一微波武器，其发射功率P=3×10?W.若发射的微波可视为球面波，则引起神经混 乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为 () A.100m25m B.100m50m C.200m100m D.200m50m [考点5]测量玻璃的折射率 1.(2026·山东卷，5)半径为2√2cm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O重合， 4 0 下底为2√2cm,上底为2cm,高为1cm.单色光线从左侧入射，方向始终平 行于直径AB.当入射点从A点逐渐向上移动至C点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，C点 与AB的距离为2cm,该玻璃的折射率为 ( A.√2 B.√5 C.10 2 D.6 2 117 2.(2026·四川卷，9)（多选）如图所示，在折射率为√3、厚度为h的长方 体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长 :0二60°，将工件放置在水平面上，用单色平行光沿竖直方 射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域，各区域分界线用 a、b、c、d、e、f表示.不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面.则 A.c、d间亮度最高 B.a、b间和e、f间亮度最高 C6d间距为得a Da.b间距和e,f间距均为 3.(2026·黑吉辽蒙卷，11)如图()，某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度 时，发现两次示数差异较大.他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关，于是设计了如下验证实验， 如图(b),在白纸上描出玻璃砖的两个边a和α'，使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面， 在光束1上靠近光源处标记点M,在光束1与a的交点处标记点O,在光束2与a'的交点处标 记点N. 测距仪 测距仪 M ⊙ ② 光束1 0 0 玻璃砖 玻璃砖 d 图(a 光束2 图b) 图(c) 移走测距仪和玻璃砖.如图(c),过O点作a的垂线b,连接MO和OV,以O为圆心、ON为半 径作圆弧，与MO交于P点.分别测量V、P到b的距离，记为xN和xp 改变入射角多次测量，记录多组数据，计算玻璃砖折射率及其平均值.结果表明，测距仪在 ①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等. 回答下列问题： (1)上述实验过程中，下列说法正确的是 (单选). A.点M只能标记在光束1上靠近光源处 B.点V只能标记在光束2与a'的交点处 C.只能以ON为半径作圆弧 (2)处理数据时，n= (用xN、xp表示). (3)该同学推测，测距仪是通过测量激光的传播时间△t来计算距离的，则该测距仪示数是通过 (选填“，”或“，”，c和w分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。 (4)该同学将深度为16.0cm的不锈钢杯装满水（折射率为1.33）后，测量此杯深度，若测距仪 的示数接近 cm(保留至小数点后1位)，则符合他的推测. 4.(2025·福建卷，12)(1)为测糖水的折射率与浓度的关系，设计如下实验：某次射入激光，测得 数据如图甲所示，则糖水的折射率为 118 (2)改变糖水浓度，记录数据如表： n 1.32 1.34 1.35 1.38 1.42 7(%)10% 20% 30% 40% 50% 将30%的数据在图乙中描点后并连线，糖水浓度每增加10%，折射率的增加值为 (保留两 位有效数字). 1.42 + 1.38 1.34 + 1.30 + 1020304050y/(9% 图甲 图乙 5.(2024·湖北卷，11)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： y/mm 45 40 35 30 25 20 5 MA M 5 1015202530x/mm 图(a) 图(b) ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB',交点为O.将半圆柱体玻璃砖的平直 边紧贴AA',并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图()所示， ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M. ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P. ④分别过M、P作BB的垂线MM'、PP',M、P'是垂足，并用米尺分别测量MM、PP'的长度 x和y. ⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据.根据这些数据作出y-x图像， 如图(b)所示. (1)关于该实验，下列说法正确的是 (单选，填标号). A.入射角越小，误差越小 B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据yx图像，可得玻璃砖的折射率为 (保留三位有效数字)· (3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 (填 “偏大”“偏小”或“不变”). 119 6.(2026·湖南卷，13)车载摄像头需要有较大的拍摄角度.一摄像头由于结构限制，拍摄角度为 120°.如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形.只考虑该截面内光线传播情况，通 过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大 为180°，求介质的折射率； (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射， 然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角日的正弦值 光线1 120° 介质 口光线2 摄像头 的 烯 120知x=一1m处质点的已经振动的时间△t=0.5×103s =了，振源起振方向为y轴正方向，经过半个周期后，质 点振动方向为y轴负方向，B错误；波传到x=1.25m的 时间4=0。是×10 接质点振动的总时问Y=（3-)×10s=沿× 31 103s=i2T, 即2个金振功和刺余时同名T,质点从平衡位置()=0) 开始向y轴正方向振动，则该质点经过的路程为s= 11 2.5X4A+Asin(2x×2)=21mm,C正确：机械波 在介质中的传播速度由介质本身的性质（如密度、弹性 模量)决定，与振源的周期、频率无关，故波速不变，D 错误. 5.解析：A.由图(a)可知波长为4m,由图(b)可知波的周期 4 为2s,则波速为u=宁=2m/s=2m/s,故A正确：B. 由题图可知t=0时，P,点向下运动，根据“上下坡”法可 知波向左传播，故B正确；C.由图(a)可知波的振幅为 5cm,故C错误；：DE.根据图(a)可知t=0时x=3m处的质 点位于波谷处，由于1=78=3T+号T 可知在t=7s时质点位于波峰处：故质点P运动的路程 为，=3X4A+2×4A=70cm 故D错误，E正确；故选ABE 答案：ABE 6.CA.由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4s,故三 列波的波速为。=子=四=1ms,A错误：B由园a 可知，D处距离波源最近的距离为3，故开始振动后波 源C处的横波传播到D处所需的时间为t=DC 3巴=3s,故1=2s时，D处的质点还未开始振动B 1 m/s 错误；C.由几何关系可知AD=BD=5m,波源A、B产 生的装瓷待错到D处所多的时间为：心=巴品。 5s,故t=4.5s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时 D处的质，点振动时间为t,=t一tc=1.5s,由振动图像可 知此时D处的质，点向y轴负方向运动，C正确；D.t=6s 时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2=t一te =3s,由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波 的波谷；t=6s时，波源A、B处的横波传播到D处后振 动时间为t?=t一tg=1s,由振动图像可知此时D处为 波源A、B处传播横波的波峰，根据波的叠加原理可知此 时D处质点的位移为y=2A一A=2cm,故t=6s时，D 处的质点与平衡位置的距离是2cm.D错误，故选C. 7.解析：(i)根据△x=0t得△.x=4×2.5m=10m 可知t=2.5s时P波刚好传播到x=10m处，Q波刚好 传播到x=0处，根据上坡下坡法可得波形图如图所示 y/cm 5H Q 0 6 /8 10x/m 20 (ⅱ)根据题意可知，P、Q两列波振动频率相同，振动方 向相反，两列波叠加时，振动加强，点的条件为到两波源 的距离差△x=（2n12(n=0,1,2…), 2 解得振幅最大的平衡位置有x=3m、x=7m 振动减弱的条件为△x=n入(n=0,1,2…) 解得振幅最小的平衡位置有x=1m、x=5m、x=9m. ↑y/cm 5 Q 、P 答案：(1) 0 2 4 6 /8 ,10xm -51 (ⅱ)见解析 考点4 1.C根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P 点位于两列波的波峰与波峰相交处：根据干涉规律可 知，相邻波峰与波峰，波谷与波谷连线上的，点都是加强 ,点，故A图像中的曲线ab上的，点存在振动加强点，不符 合题意，同样可知B不符合题意：由于D图像中的P点 位于最大负位移处，不符合题意.故选C 2.AD两损泼的波长均为入=号=4m,故A正确：两列 3 波传到C处所需时间分别为t1=0s=0.3s,t4= 3+4 =0.4s,故t=0.4s时，A处 10 8=0.5s,T=1 f 波已传到C处且振动了十T,故C处质点处于正向或负 向最大位移处，加速度最大，速度为零，故B、C错误；分 析可知t=0.6s时两列波都已传播到C处，C处质点到 两波源的距腐差为4x=5m-3m=2m=子，故C处 为振动减弱，点，由于两列波振幅相同，故C处位移始终 为零，速度为零，故D正确.故选AD. 3.CD简谐横波的波长大于1m,A中波长小于1m,A错 误；t=0时，b质点的位移为一10cm,B错误，CD可能 正确， 专题十六光学 考点1 1,C根据题意一束光从P点垂直于三角形底边入射，从 Q点射出.已知P,Q到三角形底边距离均为，画出光 2 路图如图所示， 4120° 根据几何关系有∠1=∠2+∠3，∠6=30°，sin∠4= 2R1 R=2, 根据反射定律可得∠5=∠6， 综上可得∠1=60°，∠2=30°， 根据折射定律有n一sn乙2 sin∠1 代入数据可得n=√3. 2.BC根据题意，画出光路图，现换用折射率较大的玻璃 砖，保持入射角不变，折射角变小，若厚度d相同，画出 光路图，如图所示 d- 由图可知，侧移量变大，故A错误，B正确： 根据题意，画出光路图，现换用折射率较大的玻璃砖，保 持入射角不变，折射角变小，若侧移量△x相同，画出光 路图，如图所示 △x d 由图可知，厚度变小，故C正确，D错误 3.B设光线射入圆柱体时的折射角为日，根据光的折射定 律可如=品日廊得030 如图，根据几何关系可知光线射 45 出圆柱体时的入射角i==30°， 则法线与竖直方向的夹角a=日 +i=60°， 根据光的折射定律可知n =sin r sini' 解得光线射出圆柱体时的折射 角r=45°， 光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为B=α一r =15°.故选B. 4.D激光在不同介质中传播时，其频率不变，故A.B错 误；根据sinC= ,甲的折射率比乙的折射率大，则用 乙时全反射临界角大，故C错误，D正确.故选D. 5.D根据题意，画出光路图，如图所示 0 真空 A 介质 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n= sin 6 sin 45=sin 01, 则有sin>2 n<2,解得>45°，故AB错误； 21 银据题意，由s血C=,可知s血C心号即C心45， 增大入射角，光路图如图所示 真空C 介质 B 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单 色光在BC上不可能发生全反射，故C错误： 减小入射角，光路图如图所示 A 真空C 介质 B 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大 于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D 正确.故选D. 6.A入射角相同，由于B,<B2,根据折射定律可知1m> n无，故甲浓度大：根据0=C,可知光线在甲中的传播速 度较小，由snC=上可知折射率越大临界角越小，故甲 n 临界角小 7,C灯带发出的光从水面射出的不发生全反射，临界角 的正弦值sinC=1=3, n4· 则tanC=3, √7 灯带上的一个点发出的光发生全反 射的临界角如图所示 根据几何关系可得，=1anC=巨X 10 m=0.3m, 3 则一个点发出的光在水面上能看到的r=0.3 m的圆，光射出的水面形状边缘为孤形，如图 所示，等腰直角三角形发光体的内切圆半径 1 a=0.9 满足，a2=7(a+a十2a) 朗得12中E号，故中网无空熊，故诸C. 8.BCAB.他发现只有当a大于41°时，岸上救援人员才 能收到他发出的激光光束，则说明α=4]°时激光恰好发 生全反射，则sn(90-1)=,则n=m9A错误、 B正确；CD.当他以a=60°向水面发射激光时，入射角i =30°，则根据折射定律有nsini1=sini2, 折射角2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方 向与水面夹角小于60°，C正确、D错误，故选BC, 9.A根据折射定律n上sin0上=n sin,, 由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则 n>n上，则日，逐渐减小，画出光路图如图 大阳 光线！ 40 地球表面 则从高到低日。逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向 故选A. 10.解析：(1)如图 H ·E 0 . 报据题意可知B点与O0'的距离为5R,OB=R,所以 2 2 可得01=60°， 又因为射出后恰好经过O点，O点为该光学器件上表 面圆孤的圆心，则该单色光在上表面垂直入射，光路不 变；因为OB=O0=R,所以根据几何关系可知： =30°， 介质对该单色光的折射率n=sin日=sin60° sin d.sin 303. (2)若该单色光线从G,点沿GE方向垂直AF射入介 质，第一次射出介质的，点为D,且OE=R,可知sin0 2 R 2 √2 R 2 由于im=>sinC=1= 2 n3' 所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图 D,0 -E 21 根据几何关系有光在介质中传播的距离为L=2(GE十 AF)=19R. 光在介质中传福的速度为0== 3 所以光在介质中的传播时间t= L 193R 5c 答案：(1)√3 (2)19V3R 5c 11.解析：(1)根据题意得出光路图如图所示 0 B R 2 根据几何关系可得sina= Rcos Y= 2 R=B. 可得=45°，Y=30°， 根指新射定律小一册氵： (2)发生全反射的临界角满足sinC= n 可得C=45°， 要使激光能在圆心O点发生全反射，激光必须指向O 点射入，如图所示 0 只要入射角大于45°，即可发生全反射，则使激光能在 圆心O点发生全反射，入射光线与x轴之间夹角的范 围(0,45门.由对称性可知，入射光线与x轴之间夹角的 范围还可以为[135°，180°). 答案：(1)2(2)(0,45]或[135°，180) 12.解析：由题意可知作出 光路图如图所示 光线垂直于BC方向射 入，根据几何关系可知 入射角为45°：由于棱镜 折射率为√巨，根据n B、 =sin i sin r 有sinr=2 则折射角为30°；∠BMO=60°，因为∠B=45°，所以光 在BC面的入射角为0=90°一(180°一60°-45°)=15° 根据反射定律可知∠MOA=2θ=30° 根据几何关系可知∠BAO=30°，即△MAO为等腰三 角形，则89 又因为△BOM与△CA0和，有兴- 由题知AB=AC=l 联立可得BM=5AC=E, 3 3 所以M到A点的距离为x=MA=1-BM=3E, 3 答案3 13.B光通过平行树脂砖，出射光线与入射光线平行；由 于由空气进入树脂为由光疏介质进入光密介质，折射 角应小于入射角，则光线会向法线侧移，出射光线在入 射光线延长线的左侧，符合条件的是②. 14.AC光线在外层空气膜发生全反射，则simB≥sinC= ,即有机玻璃的折射率”s日A正确：光线在玻 、内层空气膜发生全反射，则sina之sinC日 二，可得光在有机玻病中的传指速度≤csin a,B错 误；在空气膜Q处注入一滴油后，光线能通过油膜界 面，不再发生全反射，则此时临界角sina≤sinC= ”,则此时有机玻璃的折射率可能大于油的折射率， n妓璃 若在R处注入同种油滴，光线同样可沿直线通过油膜 界面，光线会从R处进入乙，C正确，D错误. 15.解析：(1)由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从 M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下 端与竖直方向的偏角为a,此时sinC=】=cosa, 可得sina√ 1 22 又因为n=sin日. sin a 所以sin9=nsin a=√n-1. (2)根据题意要使N下端 面从刚能接收反射激光到 恰好全部被照亮，光路图 如图所示 少 20 则玻璃丝下端面到被测物 体距离b的相应范围应该 为b1<b<b2, 当距离最近时有tanf 2 被测物体表面 d+2a 当距离最运时有tan0=b, 2 根据(1)可知tan0=分三」 √2-n 联立可得6，= d 2-n 2Wn2-1' 6-d+2g/2n 2Wn2-1】 所以满是条件的范国为兰马<兰层 答案：1)m9=瓜：(2)兰<6≤ d+2a /2-n 2Nn2-1 16.解析：光线在M点发生折射有sin60°=nsin9 由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反 射，则sinC=1,C=90°-日 联主有1面9-号9a-号 21 根据几何关系有1am0=B尺-2BN MB 解得NC=a一BN=a-万 a 再由1an0= PC 解得PC=3-1 2a. 答案-号 PC=3-la 2 17.解析：(1)由折射定律可知，全反射的临界角满足sinC =1=2 n3 设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆 的半径为r,由几何关系sinC= vr+d 代入数据解得，=45 5 mm, 根据S=π，所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的 上表面的透光面积为S≈1.0×105m°； (2)当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的 时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短 时间为1，=+么=4+五=nd+么 U CC C c 71 滴油滴时，光从0点传着到物镜的最短时同为1：= +五=4+五=n(d+h) 故t-t,=0m-1Dh-0.5×0.2X10 -S≈ 3.0×108 3.3×103s. 答案：(1)1.0×105m2(2)3.3×101s 18.解析：如图，画出光路图， 可知ing-n=尽、 sin B 设临界角为C,得simC=L=巨 n 3 cos C=/6 3 根据a=B+C可得sim3+C)=5. sin B 解得tanB= 3-√2 1 故可得sinB= √12-6√2 故可知食=sne=sn9 1 V4-2√2 答案√4-2瓦 1 考点2 1.A金属丝经加热均匀膨胀，双缝间的距离d增大，而双 缝到屏幕的距离L和光的波长入均不变，由△x=之入可 知△x变小，A正确. 2.D根据右手定则，图甲中线框在图示时刻的电流沿逆 时针方向（俯视），A错误；若图乙中储罐内不导电液体 液面上升，旅据C=心吧，变大则C变大，根样T 2 2π√LC可知，LC电路振荡周期增大，B错误；图丙中单 色光入射楔形透明膜时，频率越高，波长越小，从透明膜 前后表面反射的光的路程差相差一个波长的相邻两明 纹的距离减小，即明暗条纹间距越小，C错误：用图丁中 扭秤探究电荷间相互作用力时，应使金属小琼A与C带 同种电荷，两球由于排斥而使A转动，D正确. 3.A根据千涉条铰间距公式△虹=宁入可知当卫成静 时，L,d,入均不变，故条纹间距不变：随着P,的旋转，透 过P,的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小，故选A。 4.B雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形 成的，属于光的色散现象，故A不符合题意：通过狭缝观 察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射 现象，故B符合题意；肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后 表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符 合题意：水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全 反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意. 5.C单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的 反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程 差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同 一条千涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径 与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位 置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径 不相等，即滚珠c不合格。 6.BCCD.根据题意画出光 光屏 路图，如图所示，S发出的 光与通过平面镜反射光 (可以等效成虚像S发出 a5.-1 的光)是同一列光分成的，97 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千涉，设S与S'的 距离为d,则d=2a, S到光屏的距离为1，代入双缝千涉公式△红=公 d 可得Ar-品 则若0=0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜， 对1和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移 动，故C正确，D错误；AB.同理再次画出光路图有 光屏 ① ② ■ A 沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置， 由图可看出双缝的间距增大，则千涉条纹间距减小，沿 AO向左略微平移平面镜，即图中从②位置·①位置，由 图可看出千涉条纹向上移动，故A错误，B正确，故 选BC. 7.A由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升 高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层 的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹 向左移动.故选A. 21 8.B根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有△x= L , 由题图知△xL=2△zp 则d。=合d,放选B 9.BD该现象属于波的叠加原理：插入水中的筷子看起来 折断了是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相 符；阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上 下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理 原理相符：驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象 造成的，与该问题的物理原理不相符：振动音叉的周围 声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，与该问 题的物理原理相符.故选BD. 10.解析：(1)激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和 很短的时间内集中很大的能量，如果直接射入眼睛会 对眼睛造成不可逆转的伤害， (2)根据题图甲可知，双缝所在位置为x1=12.00cm,光 传感器所在的位置为x2=43.25cm,因此双缝到光传感 器的距离1=x2一x1=31.25cm. (3)根据题图乙可知，A区域有6个条纹间距，则条纹间 距△z=x=0.40mm. 6 （④)旅据双缝千岁条镜同距公式△=子得A=只A… 波长1=640nm在可见光波段，因此此波长的光为电磁 波中的可见光. 答案：(1)亮度高(2)31.25(31.23~31.27均可) (3)0.40(4)4△x可见光 考点3 1.D立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为 偏振片，戴着立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏 幕，左镜片明亮，右镜片暗，根据偏振原理可知将手机屏 幕旋转90度后左镜片变暗，右镜片变亮， 2A由于千沙条纹间距△x=宁，可知：A换用更粗的 头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距△x 变小，故A正确：B.换用红色激光照双缝，波长变长，则 相邻两条亮纹中央间距△x变大，故B错误：C.增大纸板 与墙面的距离1，则相邻两条亮纹中央间距△x变大，故 C错误；D.减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条 亮纹中央间距△x,故D错误. 考点4 B设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功 率为 P'=P-P S 4xr P 解得r4πP 则引起神经混乱时有 3×10 1/4xP√4×3.14X250≈100m 引起心肺功能衰竭时有 3×103 n/4xP√4X3.14X1000≈50m 所以B正确；ACD错误：故选B. 3 考点5 1.C根据题意作出光线进入 玻璃砖过程的法线，标出入 射角i和折射角r,如图所 示，由几何关系有ni=食 A 0 B =2cm=5,则=45°，故a=180°-2i=90°，sinr= 2√2cm 2 x上sini √R+(.x上sini) 二日，所以该玻璃的折射率为力 sini=0,C正确. sin r 2 2.BC作出部分光路图如图所示，根据折射定律可知光线 从gm边射入时经过折射射到ac段，同理光线从gl边射 入时经过折射射到df段，故ab段和ef段除接收从jm和 1k段入射的光线外，还接收部分从gm和gl段入射的 光线， m 60° 309 609 0 b c n d 即a、b间和e、f间亮度最高，A错误，B正确；从gm和gl 段入射的光线，根据折射定律有n=3=sin60 siny,可得折 射角为Y=30°，由几何关系可知折射光线不能打到cd 段，根据几何关系可得V形四精深度H=5cos30° 2 子，期cd=2h-子)an30-得，C正确；光线ma 与gc平行，则易得△abm与△cng相似，则b=mb- cn gn 上解得b号，同理可得c=,D错误。 3.解析：(1)实验中标记点M和，点N是为了确定入射光线 和折射光线的方向，点M的位置可以选取入射光线上的 任意位置，光线在玻璃砖中发生折射，玻璃砖上不能标 记，只能标记光从玻璃砖中射出的点N,故A错误，B正 确；作圆孤时，半径的长度可以任意选择，再用几何关系 得出入射角和折射角的正弦值的表达式即可，故C 错误. (②)根据题图可得入谢角正弦值的表达式为品，折射角 TP 正孩值表达式为品，剔折射率为 ON TP ON (3)测距仪默认激光在真空中的速度c计算距离，激光往 返，因此示数按d=c兰计算。 (4)设实际深度为h=16.0cm, 水的折射率n=1.33, 微光往返时间4=2弘， 21 其中0=C n 测距仪示数d=c△t 2 联立可得d≈21.3cm, 即测距仪的示数接近21.3cm,则符合他的推测. 答案：(1)B(2)(3)c4)21.3 2 4.解析：(1)设入射角为i,折射角为r,根据几何关系有sin V'+示，sinr i=. L √L,2+h, 根据折射定律n=sni。 sin r' 可得糖水的折射率为n= L1/L,+h2 L2√L12+h1 (2)根据题中数据作图 yA 1.42 1.40 1.38 1.36 1.34 1.32 1020304050y/(%) 故可得糖水浓度每增加10%，折射率的增加值为△n= 1.38-1.32 ×10%=0.02 40%一10% 答案：(1)凸1。+： (2)0.02 Le√L,+h 5.解析：(1)A.入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导 致折射角太小，测量的误差会变大，故A错误；B.激光的 平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正 确：C.相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误. (2)设半圆柱体玻璃砖的半径为R,根据几何关系可得入 射角的正弦值为sini= R· 折射角的正弦值为sinr=反' 。x 折射率n=sini=义 sin r x 可知yx图像斜率大小等于折射率，即=≈1.57， 28 (3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆孤轮廓 线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 不变， 答案：(1)B(2)1.57(3)不变 6.解析：(1)如图所示 光线1 60 301 介质 120° ■光线2 摄像头 根据几何关系可知光线1的折射角为60°，入射角为 90,根据折射定律可得n=sin90=2V3 sin60° 3 (2)根据几何关系可得光线2在介质中的折射角为B =30°， 根据折射定律=sin日。 sin B' 其中n=1.8, 解得sin0=0.9. 答案：(1)2 3 (2)0.9 专题十七力学实验 考点1 1.解析：(1)使用打点计时器时，为了使打点稳定并有效利 用纸带，应先接通电源开始打点，待打点稳定后再释放 纸带拉动其运动，若先拉动纸带再打，点，可能导致纸带 上打出的点很少甚至没有点，且初始阶段打点不稳定. (2)由图可知，P点左侧相邻点对应的刻度为x1=2.40 cm,右侧相邻，点对应的刻度为x,=3.62cm. P点左右相邻两点间的距离△x=x2一x1, 打点计时器电源频率为50Hz,打，点周期T=0.02s,根 据用某点左右相邻，点间的平均速度代表该，点的瞬时速 度，可得P点的瞬时速度0p=7=0.308m/s (3)根据加速度定义式，P、Q两，点间的平均加速度a= 2-=0.560=0.308m/s≈1.26m/s. 10T 0.2 答案：(1)B(2)0.308(3)1.26 2.解析：(1)根据图1可知小球直径D=2.0mm十20.7× 0.01mm=2.207mm; (3)由图2可知A、E两，点间的距离为 x=(7.02-5.00)×102m=2.02m, 时间为t=4to=4X0.5s=2s, 所以速度为u=二=2.02X10m≈0.010m/s: (4)小球匀速运动，根据受力平衡有pgV=AgV+f, 求得体款公或为v=音R=言（份） 整理可得k=pA)gY_(p-P)gxD Dv 6v (5)根据(4)可知vCD,所以换成直径更小的同种材质 小球，速度将减小， 答案：(1)2.2072.2062.205(3)0.010 (4)p-pgxD (5)减小 6 考点2 1.解析：(1)实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板 平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让 计时器先工作：最后释放小车，故顺序为CBA; (2)小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点 间距逐渐增大，图2中纸带左端间距小，右端间距大，说 明纸带左端与小车相连： (3)根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于 该段时间内的平均速度.B,点为A、C的中间时刻，A、C 间位移为，时间间隔为2T,则0=元： (4)根据逐差法可知a=2一1如 4T2 -0.1924-0.0800-0.0800=0.81m/s2, 4×0.12 21 c=0.0800 B点是AC的中间时刻点，则有%=2T=2X0.1 m/s =0.4m/s, =蓝-0.4 此时向心加速度a,=R=O.m/s=1.6m/s, 答案：(1)CBA(2)左端 3)号 (4)①0.81②1.6 2.解析：(1)根据纸带的数据可得△xAD=x地十x十xD= 6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm 手均建度为00-=器=80.0cm/s (2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验，点图像得 10sem·s) 95 85日 75 65出 5男 (3)从实验结果可知，小车运动的一△t图线可视为一条 直线，图像为 4/cm·s-) 105 95 75H 65群 由△/8 5580020房040.6 此直线用方程)=k△t十b表示，由图像可知其中k= 101.0-59.0 cm/s=70.0cm/s,b=59.0cm/s; 0.6 (4)小球做匀变速直线运动，由位移公式x=t十 1 at2, 整理得二=十2at 1 t 即u=vA十2at 1 故根据图像斜率和截距可得vA=b,a=2k. 答案：(1)24.0080.0 105em·s) 95H由 (2) 85 (3)70.059.0 75 65 s,2含 (4)b2k 3.解析：(1)第1s内的位移507m,第2s内的位移587m 第3s内的位移665m,第4s内的位移746m,第5s内 的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻1s内的位 移之差接近△x=80m,可知判断飞行器在这段时间内 做匀加速运动； (2)当x=507m时飞行器的速度等于028内的平均 连度，则4=10,94m/s=547m/s 2 (3)根据a=二2=4233-2X1759 m/s≈79m/s2. 9 9×12 答案：(1)相邻1s内的位移之差接近△x=80m (2)547(3)79