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题型：单选题题类：难易度：困难

2025届湖南省长沙市长郡中学高三上学期调研考试（一）物理试题

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 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、该单色光的彩虹角 $\text{[math]}$ 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

举一反三

如图所示，在真空中有一个折射率为 $\text{[math]}$ 、半径为r的均质小球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线BC传播，BC与小球球心O的距离 $\text{[math]}$ ，光束经C点折射进入小球，并于D点出射。已知普朗克常数为h， $\text{[math]}$ ，则在两次折射过程中一个光子对小球平均作用力大小为（　　）

如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为1，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点 $\text{[math]}$ ，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　）

如图所示，泳池底有一个点光源P，只有在锥形范围内的光线才能从水面射出，MN为圆锥底面的一条直径。已知池水深 $\text{[math]}$ ，圆锥的母线与水平方向所成的角为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ），光在空气中的传播速度 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

某种由透明材料制成的直角三棱镜ABC的截面示意图如图所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在与BC边相距 $\text{[math]}$ 的位置放置一平行于BC边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜AB面上的P点，入射光线与AB面的垂线CP的夹角 $\text{[math]}$ ，该光线经棱镜折射后，从BC边射出，透明材料对该光的折射率 $\text{[math]}$ ，光在真空中传播的速度大小 $\text{[math]}$ ，整个装置置于真空中。求：

（1）光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x；

（2）光线从P点至传播到光屏上所需的时间t。

如图所示，半径为R、折射率 $\text{[math]}$ 的半圆形玻璃砖竖直放置在光屏MN的正上方，玻璃砖AB边与MN平行且距离为h。一束单色光在玻璃砖平面内垂直AB射向圆心O，光线穿过玻璃砖后射到光屏上，光点落在O^'点。已知光屏足够大，真空中的光速为c，且空气中光速也可近似为c，求：

（1）若玻璃砖不动，单色光绕圆心O在玻璃砖平面内顺时针转过30°，折射光线在光屏上的光点与O^'点的距离；

（2）若入射光线保持竖直向下不变，玻璃砖绕圆心O顺时针转动，单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间。

如图甲是一个长为L的半圆柱体透明介质，其底面是半径为R的半圆，图乙为半圆柱体右视图，O为圆心，P为半径 $\text{[math]}$ 的中点，将平行光垂直侧面 $\text{[math]}$ 射入介质，其中由P点入射的光线，其射出介质的折射光线方向与AB夹角为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）透明介质的折射率；

（2）要使所有光线都不能由圆柱的圆弧面射出，可以在侧面ABCD贴上不透光的贴纸，求贴纸的最小面积。（不考虑光的多次反射）

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