专题16 光学 电磁波（练习）-高考物理二轮复习讲练测（新高考通用）

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\l "_Tc21643" 题型一：折射定律及折射率的应用 PAGEREF _Tc21643 \h 2
\l "_Tc3495" 题型二：光的折射和全反射的综合应用 PAGEREF _Tc3495 \h 9
\l "_Tc11609" 题型三：光的波动性 电磁波 PAGEREF _Tc11609 \h 14
\l "_Tc29409" 题型四：光学计算题专练 PAGEREF _Tc29409 \h 19
\l "_Tc25436" \l "__x0001_" 02 重难创新练 PAGEREF _Tc25436 \h 26
题型一：折射定律及折射率的应用
1．（2024·四川成都·模拟预测）一个半径为、球心为的半球形储油桶固定在水平面上，桶口平面保持水平，其右端点为点，且。当桶内没有油时，从某点恰能看到弧形桶底的点，连线与水平方向的夹角。当桶内装满油时，仍沿方向看去，恰能看到桶底的最低点点，已知光速为。则下列说法正确的是（ ）
A．油的折射率为
B．油的折射率为
C．装满油时，光从点出发传播到点所用时间为
D．装满油时，光从点出发传播到点所用时间为
【答案】D
【详解】AB．
由几何关系可得及折射率计算式可得，油的折射率故AB错误；
C．光在油中传播的速度为装满油时，光从点出发传播到点所用时间联立以上两式可得故C错误，D正确。故选D。
2．（2024·河南濮阳·模拟预测）如图所示，半圆为某种透明材料的截面，点到的距离等于半径的一半。一细光束从点以角射入材料，折射光线刚好照射在点，一细光束从点以平行于的方向射入材料，折射光线刚好照射在点。光在真空中传播的速度为，则细光束和在透明材料中传播的速度大小分别为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】分别作出a、b的折射光线，如下图所示
由于DE为半径的一半，故a光束的折射角，根据光的折射定律及折射率的速度表达式可知解得同理，对于b束，由几何知识可知，其入射角、折射角的大小分别为所以解得，A正确。故选A。
3．（2024·河北保定·三模）如图所示，ABC为一玻璃砖的截面，由直角三角形AOC和半径为R的四分之一圆BOC组成，O为圆心，，一束单色光沿平行于AB的方向射到AC边上的D点，折射光线刚好照射到B点，测得AD长为，光在真空中的传播速度为c，则光从D点传播到B点所用的时间为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】过点作法线，交于点，如图所示
根据几何关系有则有可知设光在点的折射角为，结合上述，根据几何关系有解得光在点入射角则折射率根据几何关系有光在玻璃砖中的传播速度为光从点传播到点所用时间故选C。
4．（2024·河北邯郸·三模）如图所示，一束单色光平行于平面且与成角（）射入长方体玻璃砖，在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。A、B、C、D为光线上的四个点，其中A为入射光线上的点且到的距离为3cm，B到A的水平距离为14cm，B、C连线平行于且B、C两点的距离为4cm，C、D连线垂直于且C、D两点的距离为13cm，已知光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖的厚度为4cm
B．玻璃砖的折射率为1.5
C．光在玻璃砖内的传播速度为
D．过C点的光线在玻璃砖中传播的时间为
【答案】A
【详解】A．如图所示，故，，，，，，则玻璃砖的厚度故A正确；
BC．因为玻璃砖的折射率为光在玻璃砖内的传播速度为故BC错误；
D．过点的光线在玻璃砖中传播的距离为传播的时间为故D错误。故选A。
5．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）带圆孔的遮光板M和光屏N平行放置，O点为圆孔的圆心，O'O连线垂直于光屏N，在O'O连线的延长线上放置一个点光源S，如图。S到光屏N的距离，在光屏N上形成的圆形光斑的半径（不考虑光的衍射）。将厚度、表面足够大的长方体玻璃砖放置在M、N之间，玻璃砖上、下表面与M、N平行，若光屏N上的圆形光斑的半径变为，则玻璃砖的折射率为（ ）
A．B．C．1.5D．
【答案】A
【详解】设射入玻璃砖光线入射角的最大值为θ1，对应的折射角为θ2，由光路图和几何关系可知可知
由几何关系可知由折射定律有解得故选A。
6．（2024·江西上饶·模拟预测）如图所示，ABC为等腰三棱镜，顶角，边长为L，一束单色光以平行于AC边的方向照射在AB边上的D点，折射光线刚好照射在C点，已知棱镜对单色光的折射率为，则D点到BC边的距离为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C【详解】由几何关系可知，光在边的入射角，设折射角为，由得由几何关系可知，，则D点到边的距离故选C。
7．（2024·浙江宁波·三模）截面如图所示的直角棱镜ABC，其中BC边和CA边镀有全反射膜。一细束白光以入射角从AB边入射，然后经过BC、CA反射，又从AB边射出。已知三角形AB边的高为h，真空光速为c。对经过两次反射，并从AB边射出的光束，有（ ）
A．出射方向相对于入射方向的转角大小与光的颜色有关
B．紫光在出射位置与入射位置间距最大
C．光在棱镜中用时最短的光的折射率为
D．光在棱镜当中传播用时最短为
【答案】D
【详解】A．作出光路如图：
由几何关系可知α=r，β=θ，因此从AB边射出的光束与入射光线平行，与光的颜色无关，故A错误；
B．根据题意可知折射率越大，出射位置与入射位置间距越小，紫光折射率最大，所以其出射位置与入射位置间距最小，故B错误；
C．根据运动学公式可知光在棱镜中的传播时间，，结合几何关系可知当r=45°时传播时间最短，此时的折射率故C错误。
D．由几何关系可知，光传播的最短距离为最短时间选项D正确。故选D。
8．（2024·浙江金华·三模）单反就是指单镜头反光相机。相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。这种棱镜将光线多次反射改变光路，将其影像送至目镜，这时的影像就是上下正立且左右校正的了。图为单反相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。某一束单色光光线经平面镜反射后从AB边的F点垂直AB入射，其中、，最后刚好在BC中点垂直BC出射，已知在CD与AE两个面上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，则下列说法正确的是（ ）（已知）
A．五棱镜的折射率一定为
B．五棱镜的折射率一定为
C．光在五棱镜中的传播时间为
D．左右平移平面镜，只要光仍从BC面垂直射出，则光在五棱镜中的传播时间不变
【答案】D
【详解】AB．设入射到CD面上的入射角为θ，因为在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如图
根据几何关系有4θ=90°解得θ=22.5°当光刚好在CD和AE面上发生全反射时，折射率最小，根据解得最小折射率为故AB错误；
C．由几何关系可知，，则在棱镜中的总距离光在棱镜中的最大速度为可得最短传播时间选项C错误；
D．左右平移平面镜，只要光仍从BC面垂直射出，则因入射到CD面上的入射角θ不变，则光在棱镜中传播的距离不变，即光在五棱镜中的传播时间不变，选项D正确。故选D。
题型二：光的折射和全反射的综合应用
9．（2024·全国·模拟预测）如图所示，半圆柱体玻璃砖横截面半径为，高为。有单色光垂直平面射入玻璃砖，为了避免光从圆弧面射出，需要在圆弧面上涂抹一层不透光的反光材料。已知玻璃砖对该单色光的折射率为，则涂抹层的最小面积为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】根据折射率与全反射临界角的关系解得根据几何关系可得，为避免光从圆弧面射出，涂抹区域对应的最小圆心角为则涂抹层的最小面积故选D。
10．（2024·湖南长沙·模拟预测）夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光的彩虹角
B．该单色光在水滴内部B点处发生全反射
C．水滴对该单色光的折射率约为1.42
D．若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大
【答案】C
【详解】Ｃ．在题图乙上标出各角度，如图所示
由几何关系可知解得根据折射定律有故C正确；
A．由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为故A错误；
B．该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足又sinθ