2022高考物理第一轮复习 13 光学

更新时间：2021-10-07 浏览次数：140 类型：一轮复习

一、单选题

1. (2021·山东) 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（）

A . B . C . D .

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2. (2021·浙江) 用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . 光盘材的折射率 $\text{[math]}$ B . 光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C . 光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D . 光束c的强度小于O点处折射光束 $\text{[math]}$ 的强度

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3. (2021·浙江) 已知普朗克常量 $\text{[math]}$ ，电子的质量为 $\text{[math]}$ ，一个电子和一滴直径约为 $\text{[math]}$ 的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2021·浙江) 2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）

A . 是计算机运算的一种程序 B . 表示运算速度的一个单位 C . 表示微观世界的不连续性观念 D . 类似于质子、中子的微观粒子

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5. (2021·浙江) 下列说法正确的是（）

A . 光的波动性是光子之间相互作用的结果 B . 玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C . 光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D . α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大

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6. (2020·浙江选考) 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角 $\text{[math]}$ 时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（）

A . 玻璃砖的折射率为1.5 B . $\text{[math]}$ 之间的距离为 $\text{[math]}$ C . 光在玻璃砖内的传播速度为 $\text{[math]}$ D . 光从玻璃到空气的临界角为30°

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7. (2020·浙江选考) 在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（）

A . 当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线 B . 当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C . 红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D . 红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的

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8. (2020·浙江选考) 下列说法正确的是（）

A . 质子的德布罗意波长与其动能成正比 B . 天然放射的三种射线，穿透能力最强的是 $\text{[math]}$ 射线 C . 光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关 D . 电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

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9. (2020·天津) 新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（）

A . 红外线的光子能量比紫外线的大 B . 真空中红外线的波长比紫外线的长 C . 真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D . 红外线能发生偏振现象，而紫外线不能

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10. (2020·新高考Ⅰ) 双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S₁、S₂的距离相等，O点为S₁、S₂连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为 $\text{[math]}$ 的光，经S₁出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S₂出射后直接传播到O点，由S₁到O点与由S₂到O点，光传播的时间差为 $\text{[math]}$ 。玻璃片厚度为10 $\text{[math]}$ ，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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11. (2021高三上·浙江开学考) 如图所示，用波长为λ₀的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为 $\text{[math]}$ 的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是（　　）

A . 用波长为2λ₀的单色光照射该金属一定能发生光电效应 B . 该金属的逸出功为 $\text{[math]}$ C . 两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1：2 D . 若将电源的正负极调换，仍用波长为λ₀的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大

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12. (2021·北京) 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（）

A . 这是光的干涉现象 B . 在真空中光束b的波长大于光束c的波长 C . 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率 D . 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度

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13. (2021·广东模拟) 用两种不同金属材料a、b做光电效应实验得到光电子最大初动能 $\text{[math]}$ 与入射光频率v的关系如图所示，则下列说法正确的是（）

A . a的逸出功比b的大 B . a的截止频率比b的小 C . 直线一定会相交 D . a发生光电效应时间较短

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14. (2021·马鞍山模拟) 金属钾的逸出功为2.0eV，氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于量子数为n＝4的能级状态，下列说法中正确的是（）

A . 这群氢原子跃迁时，只能辐射5种频率的光子 B . 这群氢原子跃迁时，只有3种频率的光子能使钾发生光电效应 C . 用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D . 用能量为12.75eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

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15. (2021·蚌埠模拟) 图为研究光电效应的电路图，测得遏止电压为U_c ，已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（）

A . 光电子的最大初动能为eU_c B . 测量遏止电压时，开关S应与b连接 C . 光电管两端电压为零时，光电流也为零 D . 开关S接b，调节滑动变阻器，电压表示数增大时，电流表示数一定增大

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16. (2021·嵊州模拟) 如图1所示，某种油量计是由许多透明等厚、长度不等的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图2所示，其底部为等腰直角三角形。原理可以解释为光竖直向下射入固定在容器中的油量计，当容器内有油时，光大部分折射进入油中，只有少部分反射回观察窗口，当容器内无油时，光在塑料和空气的界面发生全反射而返回油量计上端，这样就可以通过观察窗上的亮暗分布来判断油量的多少，下列说法正确的是（）

A . 这款油量计对所有液体都适用 B . 随着油量的减少，观察窗右边最先开始亮 C . 观察窗亮的部分越长，说明剩余油量越多 D . 可以用折射率为1.35的透明塑料来制作这款油量计

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17. (2021·新昌模拟) 如图是半径为R的半圆形玻璃砖，一束单色光从A点射入玻璃砖，在直径面上发生全反射，最终从B点射出玻璃砖（B点位置未标出），已知出射光与入射光之间互相垂直，真空中光速为c，则（）

A . 玻璃砖的折射率为 $\text{[math]}$ B . 光在玻璃砖内的速度为 $\text{[math]}$ C . 光在玻璃砖中的临界角为 $\text{[math]}$ D . 光在直径面上的全反射点P与O点的距离为 $\text{[math]}$

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二、多选题

18. (2021·浙江) 肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　）

A . 过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B . 肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C . 肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D . 将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 $\text{[math]}$ ，条纹也会跟着转动 $\text{[math]}$

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19. (2020·新高考Ⅰ) 截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为 $\text{[math]}$ ，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是（）

A . 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 $\text{[math]}$ B . 光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的 $\text{[math]}$ C . 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大 D . 若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小

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20. (2021·顺德模拟) 若在光电管中的金属材料受到蓝光照射，发生光电效应，光电子定向移动形成光电流，对此现象说法正确的是（）

A . 改用紫光照射，光电子的最大初动能变大 B . 其他条件不变，增大光照强度，光电流变大 C . 被蓝光照射后，金属材料带负电 D . 改用紫光照射，遏止电压减小

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21. (2021·合肥模拟) 下列关于光现象的解释正确的是（）

A . 两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时会发生干涉 B . 水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象 C . 荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光会聚而形成的 D . 在杨氏双缝实验中，如果仅把红光改成绿光，则干涉条纹间距将减小 E . 眼睛紧贴两支夹紧的铅笔形成的狭缝，让狭缝与日光灯管平行，观察到彩色条纹，这是光的衍射现象

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22. (2021·嵊州模拟) 根据图象，下列叙述正确的是（）

A . 图甲所示的远距离输电通常通过提高电压以减少电能损耗 B . 图乙所示的行李安检仪采用γ射线来透视安检物品 C . 图丙所示的照相机镜头上呈现的淡绿色是由光的偏振引起的 D . 图丁所示的核反应堆可以通过调整插入镉棒的深度来控制核反应速度

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23. (2021·嵊州模拟) 根据下列图像所反映的物理现象进行分析判断，说法正确的是（）

A . 图甲中对应的三种光中“黄光（强）”的光子能量最强 B . 根据图甲分析可知若用橙光照射同一实验装置可能没有光电流产生 C . 图乙中现象说明光子不仅具有能量也具有动量 D . 图丙中现象说明电子具有波动性，可运用波动规律确定电子通过双缝后的具体位置

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24. (2021·浙江模拟) 截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜，这种棱镜在光学仪器中广泛用于改变光的传播方向。如图所示，一束宽度为L的单色平行光束射向全反射棱镜 $\text{[math]}$ 面的 $\text{[math]}$ 部分，光束平行于 $\text{[math]}$ 面入射，由P点入射的光线恰好直接射到B点，其余光线经 $\text{[math]}$ 面发生一次全反射后从 $\text{[math]}$ 面射出。已知棱镜对该光的折射率为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c， $\text{[math]}$ ，则（）

A . 光在棱镜中的传播速度为 $\text{[math]}$ B . 光在棱镜中发生全反射的临界角为 $\text{[math]}$ C . 从 $\text{[math]}$ 面出射的光，在棱镜中的传播时间均为 $\text{[math]}$ D . 光束从 $\text{[math]}$ 面出射后仍平行，宽度变为 $\text{[math]}$

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三、填空题

25. (2021·广州模拟) 如图是高速公路上的反光柱，它的反光材料主要由里面充有空气的小玻璃球组成。当光射向玻璃球时，光可在玻璃球的(填“内表面”或“外表面”)发生全反射，因为当光线从(选填“光疏介质”或“光密介质”)射到两种介质的界面上时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。

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26. (2021·芜湖模拟) 光刻机是生产大规模集成电路（芯片）的核心设备，“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.40，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm；加上液体后，光在液体中的传播速度为m/s，波长变为nm。（光在真空中的传播速度 $\text{[math]}$ ，计算结果均保留三位有效数字）

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四、综合题

27. (2021·湖南)
1. （1）均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t = 0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（）
  
  A . 该波从A点传播到B点，所需时间为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时，B处质点位于波峰 C . $\text{[math]}$ 时，C处质点振动速度方向竖直向上 D . $\text{[math]}$ 时，D处质点所受回复力方向竖直向上 E . E处质点起振后， $\text{[math]}$ 内经过的路程为 $\text{[math]}$
2. （2）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高 $\text{[math]}$ 的人站在水平地面上，其正前方 $\text{[math]}$ 处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为 $\text{[math]}$ 、深度为 $\text{[math]}$ ，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。
  
  （i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？
  
  （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？
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28. (2021·广东)
1. （1）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经 $\text{[math]}$ 时间，小球从最低点向上运动的距离 $\text{[math]}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）；在 $\text{[math]}$ 时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。
2. （2）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为 $\text{[math]}$ ，折射角为 $\text{[math]}$ ；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角 $\text{[math]}$ 的正弦值表达式。
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29. (2021·全国乙卷)
1. （1）图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过 $\text{[math]}$ 后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于 $\text{[math]}$ ，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为 $\text{[math]}$ ，周期为s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为s。
2. （2）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和 $\text{[math]}$ 分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为 $\text{[math]}$ ，A到过O点的法线 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ，M到玻璃砖的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ 。
  
  （ⅰ）求玻璃砖的折射率；
  
  （ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到 $\text{[math]}$ 时、玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
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30. (2021·全国甲卷)
1. （1）如图，单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为 $\text{[math]}$ m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是s≤t<s（不考虑反射）。
2. （2）均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和x_B=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为y=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t₁时刻（t₁>0），质点A位于波峰。求
  （i）从t₁时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；
  
  （ii）t₁时刻质点B偏离平衡位置的位移。
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31. (2021·河北)
1. （1）如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2s后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，2s内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为s，振幅为m。
2. （2）将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时，A右侧恰好无光线射出；当 $\text{[math]}$ 时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求：
  
  （i）半圆柱体对该单色光的折射率；
  
  （ii）两个半圆柱体之间的距离d。
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32. (2021·山东) 超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 $\text{[math]}$ 。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离 $\text{[math]}$ ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
1. （1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求 $\text{[math]}$ 的取值范围；
2. （2）若 $\text{[math]}$ ，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差 $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。
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33. (2020·江苏)
1. （1） “测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长 $\text{[math]}$ 的变化情况是（）
  
  A . I增大， $\text{[math]}$ 增大 B . I增大， $\text{[math]}$ 减小 C . I减小， $\text{[math]}$ 增大 D . I诚小， $\text{[math]}$ 减小
2. （2）大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则该激发态与基态的能量差为，波长为 $\text{[math]}$ 的光子的动量为。（已知普朗克常量为h，光速为c）
3. （3）一只质量为 $\text{[math]}$ 的乌贼吸入 $\text{[math]}$ 的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以 $\text{[math]}$ 的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
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34. (2021·光明模拟) 如图所示，将半径为 $\text{[math]}$ 的半圆形玻璃砖放置于水平纸面上， $\text{[math]}$ 为圆心， $\text{[math]}$ 为直径，以 $\text{[math]}$ 为直角边在纸上画出直角三角形， $\text{[math]}$ ，一束细光束从半圆面上的 $\text{[math]}$ 点沿半径射入，从 $\text{[math]}$ 边射出后恰好能射到 $\text{[math]}$ 中点 $\text{[math]}$ ，已知光在真空中的传播速度为 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）该玻璃砖对该光的折射率 $\text{[math]}$ ；
2. （2）光线由 $\text{[math]}$ 点传到 $\text{[math]}$ 点所用的时间。
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35.
1. （1）一光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
  
  A . 内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B . 内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射 C . 波长越长的光在光纤中传播的速度越大 D . 频率越大的光在光纤中传播的速度越大 E . 若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射
2. （2）如图所示，波源S在竖直方向做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为y=10sin5πtcm，产生的波向左、右同时传播，波速v=6m/s，P，Q是分别位于波源左、右两侧的质点，质点Q到波源的距离是质点P到波源距离的3倍，从t=0时开始计时，当波源第二次到达波峰时，波刚好传到P点。求：
  （i）波长 $\text{[math]}$ ；
  
  （ii）从 $\text{[math]}$ 时开始计时到质点 $\text{[math]}$ 第一次达到负向最大位移处的过程中，波源通过的路程。
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36. (2021·茂名模拟) 如图所示，一细光束照射到圆形玻璃砖上A点，经折射后折射光线刚好照到玻璃砖底边的右端C点，入射光线与BC平行，入射角为60°，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求：
1. （1）玻璃砖的折射率；
2. （2）光从A传播到C所用时间。
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37. (2021·顺德模拟) 一般常见材料的折射率都为正值（n>0），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率可为负值（n<0），称为负折射率材料，电磁波通过空气与这种材料的界面时，电磁波传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律（此时折射角取负值），但折射波线与入射波线位于法线的同一侧，现有一束电磁波从空气中以i=60°的角度射入由负折射率材料制成，厚度d=10cm的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射率n=﹣ $\text{[math]}$ ，电磁波在真空中的速度c=3×10⁸m/s。
1. （1）大致画出电磁波穿过该材料的示意图；
2. （2）求电磁波穿过该材料时的传播时间和在传播方向的侧移量。
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38. (2021·宿州模拟) 如图所示，某单色平行光束入射到半径r= $\text{[math]}$ m半圆形玻璃砖的表面，已知玻璃砖对该单色光的折射率为 $\text{[math]}$ ，不考虑圆弧面上的反射光线。
1. （1）若α=0°，求玻璃砖有光线射出部分圆弧所对应的圆心角；
2. （2）若α=45°，求从圆弧面射出的光线在玻璃砖中运动的最长距离。
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39. (2021·芜湖模拟) 如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体横截面，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入半圆柱体，对从AB面射出的折射光线的强度I随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示；图丙所示是这种材料制成的玻璃砖的横截面，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R，宽为2R的长方体，长方体的右侧面附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。现用上述同一细光束从左侧D点沿半径方向与玻璃砖上表面成30°角射入玻璃砖，已知光在真空中的传播速度为c，sin53°=0.8，求：
1. （1）该透明材料的折射率n；
2. （2）此光束在玻璃砖中发生全反射的次数及运动的总时间t。
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40. (2021·合肥模拟) 如图甲所示，S是水下深度为d处的一个点光源，它发出两种单色光a和b，水面上形成了一个被照亮的圆形区域，其中间为复色光形成的区域，周边的环状区域为单色光形成的，如图乙所示，A点为环状区域内某点（乙图中未标出）。已知水对a和b的折射率分别为n₁和n₂（n₁>n₂）。
1. （1）完善图甲中的光路图并分析判断环状区域是由哪种单色光形成的；
2. （2）求环状区域的面积。
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五、解答题

41. (2021·马鞍山模拟) 如图所示，一玻璃球体的半径为R， O为球心，AB为直径．有一点光源放置在B点，可以向玻璃球内各个方向发出单色光，部分光线经过折射后可以从某一球冠区域射出玻璃球。已知沿BA方向光线经时间 $\text{[math]}$ 射出， c为真空中光速。不考虑光在球面内反射后的折射情形。求：

（i）玻璃的折射率；

（ⅱ）球冠的底的面积。

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42. (2021·蚌埠模拟) 图为宽度L=7m、高度H=7m的水池，装有深度为h=4m的水，在水池边右侧l=2m处有一照明电灯，电灯距水池高度h。=1.5m，电灯发光时恰好照射到水池底部左侧拐角P点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（i）求光在水中和空气中的传播速度之比；

（ii）若池内装满水，求电灯发光照射到水池底部区域的左右宽度。

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2022高考物理第一轮复习 13 光学

副标题：

*注意事项：

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