2025年高考物理复习二十一：几何光学与物理光学的综合应用（含解析）.docxVIP

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专题强化练(二十一)几何光学与物理光学的综合应用

(40分钟70分)

一、选择题

1.(6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则 ()

A.λaλb,nanb B.λaλb,nanb

C.λaλb,nanb D.λaλb,nanb

2.(6分)(2023·石家庄模拟)如图甲所示为双缝干涉实验的原理图,屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上,在双缝与屏之间充满折射率为n的均匀介质。用一单色光垂直照射双缝,在屏上会产生干涉条纹,屏上P1点是一条暗条纹的中心,P1点到P0点的距离为x。已知该单色光在真空中的波长为λ,双缝与屏之间的距离为L,则双缝S1和S2间的距离为 ()

A.3Lλ2nx B.4Lλnx

3.(6分)(2023·徐州模拟)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.6,则光束在桌面上形成的光斑面积为 ()

A.3πr2B.4πr2C.5πr2D.6πr2

4.(6分)(2023·阳泉模拟)水底某处有个红色的点光源,在水面上形成的红色的圆形光亮区域的面积为S1,若把该处的红色点光源换成蓝色点光源,其他条件不变,则在水面上形成的蓝色的圆形光亮区域的面积为S2,已知水对红、蓝两种光的折射率分别为n1和n2,则S1S2等于

A.n1n2 B.n22n

【加固训练】

(多选)如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图,其中∠A=30°、∠C=60°,由两种色光组成的细光束垂直AB边射入棱镜,色光1刚好在AC面发生全反射,色光2由AC边射出时与AC面的夹角为45°。下列说法正确的是 ()

A.色光1、2的折射率之比为2∶1

B.色光2在真空中的波长较短

C.两种不同的色光通过同一双缝时,色光2的条纹间距宽

D.改变入射光的角度,两种色光从AB面射入棱镜时可以发生全反射

5.(6分)LED灯珠用半球形透明介质封装,如图所示,有一个半径r为3mm的圆形LED光源AB,其表面可以朝各个方向发光,现将AB封装在一个半球形透明介质的底部,AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5,为使LED光源发出的所有光都能射出球面,不考虑二次反射,则透明介质半球半径R至少为 ()

A.35mm B.4.5mm

C.325mm

【加固训练】

(2023·石家庄模拟)厚度不计的透明圆柱形玻璃杯中,装有适量的两种密度不同且不相溶的透明液体1和2,液体稳定后界面清晰,液体1的密度小于液体2的密度,红光在液体1中的速度与蓝光在液体2中的速度相等,现将一根筷子竖直插入到玻璃杯左侧,由于光的折射,从侧面观察会发现筷子折断的现象,以下四个图中正确的是 ()

6.(6分)(2023·扬州模拟)如图1所示,固定在容器中的油量计由许多透明等厚、长度不等的薄塑料片叠合而成。每个薄片的形状如图2所示,其底部为等腰直角三角形。光竖直向下射入油量计,塑料片下端浸入油中时,大部分光经折射进入油中,少部分反射回观察窗口;塑料片未浸入油中时,光在塑料片底部发生全反射而返回油量计上端,可以通过观察窗上的亮暗分布来判断油量的多少。已知塑料片的折射率为n1,油的折射率为n2,则 ()

A.n1一定小于n2

B.n1一定大于1.4

C.随着油量的减少,观察窗左边最先开始亮

D.观察窗亮的部分越长,说明剩余油量越多

7.(6分)如图所示是单反相机的重要部件——屋脊棱镜,它可以改变影像的方向。一束红光垂直平面α射入,分别在平面β和γ上发生全反射,且两次全反射的入射角相等,最后光束垂直于平面δ射出,则 ()

A.屋脊棱镜的最小折射率为2

B.红光从空气进入棱镜后传播速度变大

C.若将红光改为绿光,仍能在平面β和γ上发生全反射

D.若将红光改为白光,则在平面δ射出时色散成彩色光束

【加固训练】

如图所示,由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光,经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一侧面M和N位置出射,则 ()

A.λ1λ2,M是波长为λ1的光出射位置

B.λ1λ2,N是波长为λ1的光出射位置

C.λ1λ2,M是波长为λ1的光出射位置

D.λ1λ2,N是波长为λ1的光出射位置

二、计算题

8.(12分)(2024·张家口模拟)2021年被誉为“M