专题01 光学-【好题汇编】2024年高考物理二模试题分类汇编（山东专用）

专题01 光学 1、（2024·淄博市高考二模）如图所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置，将一标准样板玻璃a放置在厚玻璃板b之上，在两玻璃板右端插入薄片c。用红光照射标准样板，从上往下可看到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是由a的上表面和b的上表面反射的光叠加而成的 B. 干涉条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的 C. 当薄片c向左移动少许时，干涉条纹间距将增大 D. 若将红光改为紫光，干涉条纹间距将增大 2、（2024·枣庄市高考二模）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色线光源，M为一平面镜。S发出的光直接照到光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这两束光在光屏上叠加发生干涉形成明屏暗相间条纹。事实证明光从光疏介质射向光密介质时，反射光会产生π大小的相位突变，即发生所谓半波损失。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为d和L，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 在整个光屏上都会呈现明暗相间的干涉条纹 B. 若将平面镜向左平移，则光屏上相邻明条纹中心间距离将增大 C. 若将光屏向左平移到平面镜右端B处，光屏上与B接触处出现暗条纹 D. 在光屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离为 3、（2024·潍坊市高考二模）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　） A. 圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的 B. 圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C. 换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D. 改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集 4、（2024·新泰中学高考二模）某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（　　） A. ∆x2大于∆x1 B. 该矿泉水的折射率为 C. 当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 D. 仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹 5、（2024·山师大附中高考5月模拟）如图，竖直放置的金属环内的肥皂薄膜干涉条纹间距上宽、下窄。下列说法正确的是（　　） A. 肥皂膜的竖直横截面可能是梯形 B. 肥皂膜上的条纹是薄膜前后表面反射光形成的干涉条纹 C. 肥皂膜从形成到破裂，条纹宽度和间距不会发生变化 D. 若将肥皂膜外金属环顺时针缓慢转过90°，则条纹也会跟着转过90° 6、（2024·广饶县一中高考二模）用波长为单色光做杨氏双缝干涉实验，在观察屏上可看到干涉条纹。今将一个厚度为l的薄玻璃片放到上面狭缝的后面，发现中央亮条纹移动到了第m亮条纹的位置，以下说法正确的是（ ） A. 条纹向下移动 B. 条纹间距随之变宽 C. 玻璃的折射率为 D. 再将一个折射率为的薄云母片放到下面狭缝的后面，发现条纹恢复到最初的位置，则云母片的厚度为 7、（2024·广饶县一中高考二模）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，一束蓝光从P点垂直界面入射（）后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. 当入射角时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行 C. 选择合适的入射角（），光线也可以在圆形表面发生全反射 D. 在相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长 8、（2024·日照市高考二模）小明利用同一实验装置在真空中进行双缝干涉实验。仅换用甲、乙两种不同的单色光，在屏上分别观察到的干涉条纹如图所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则甲、乙两种不同单色光的频率之比为（　　） A. 2:1 B. 1:2 C. 3:1 D. 1:3 9、（2024·临沂市高考二模）如图所示，为a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃斜射向空气的光路图，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A. 增大入射角，b光先发生全反射 B. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大 C. 用同一装畳进行双缝干涉实验，b光在屏上的干涉条纹的间距较大 D. 单色光a、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光a的中央亮纹更宽 10、（2024·聊城市高考二模）某实验小组利用如图所示的实验装置探究光的干涉现象。单色点光源S发出的光波长为λ，平面镜M水平放置，光源S到平面镜的竖直距离为a、到平面镜左端的水平距离为b，平面镜左端到光屏的水平距离为c。光源S发出的光和由S发出经过平面镜反射的光照在竖直放置的光屏上，形成明暗相间的条纹，则相邻两条亮纹之间的距离为（　　） A. B. C. D. 11、（2024·济宁市高考二模）如图甲所示，某同学将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以观察到如图乙所示的明暗相间的同心圆环。若该同学将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙所示，则观察到的条纹可能是（　　） A. B. C D. 12、（2024·菏泽市高考二模）以下说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是由光的衍射形成的 B. 将托马斯•杨双缝干涉实验装置放进水中，条纹间距会变大 C. 用一个偏振片来观察某光源发出的光，在垂直光的传播方向上旋转偏振片时，发现光的强度发生变化，说明该光是偏振光 D. 为增加透射光的强度，在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”，使光学系统成像更清晰，这是利用了薄膜前后表面反射光相互干涉的原理 13、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是（　　） A. 若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量 B. 若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光 C. 若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片 D. 图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷 14、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点以入射角i射入，经折射后恰好与内球面相切于B点，光线在材料中的折射率为，已知光速为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 入射角i=30° B. 单色光在该材料中的传播时间为 C. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 D. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 15、（2024·山东名校考试联盟高考二模）如图所示，一段弯成四分之一圆弧形状的粗细均匀的玻璃棒截面图，ME=MO，一细束蓝光由ME端面的中点A垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃棒的折射率小于 B. 发生全反射的临界角小于45° C. 若蓝光换成紫光，在弧面EF上发生全反射 D. 若将入射光向E端平移，在弧面EF上不发生全反射 16、（2024·德州市高考二模）如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 17、（2024·山东省高三二轮复习检测）如图所示，狭缝及平面镜M均与虚线所在水平面平行放置，用蓝光垂直照射狭缝，可以在光屏上看到明暗相间的条纹。下列判断正确的是（ ） A. 看到的条纹是不平行的 B. 看到的条纹间距不相等 C. 若将蓝光换成红光，看到的条纹间距变小 D. 若将平面镜M向上平移到虚线处，看到的条纹间距变大 18、（2024·泰安市高考三模）如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果 B. 在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的 C. 如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大 D. 若改用频率更高单色光进行实验，则条纹间距会更大 19、（2024·山东省高三二轮复习检测）图示为一半圆柱形透明体横截面，横截面的圆心为，半圆柱的半径为，为直径上的点，，透明体的折射率为。现有一细光束以入射角从点射入半圆柱，则（　　） A. 细光束经两次折射后会从弧面射出 B. 细光束经面折射，在弧面发生两次全反射后再从面射出透明体 C. 细光束第一次射出透明体时，折射角为 D. 细光束第一次射出透明体时，折射角为 20、（2024·枣庄市高考二模）如图甲所示，图中阴影部分ABC为透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为半径为R的圆弧，某实验小组为测量该光学元件的折射率，先通过作图确定了圆弧圆心O的位置。请回答下面问题： （1）实验小组先在O处插一枚大头针，然后在线段OB和OC之间某一位置插大头针，在BC边右侧任意位置观察，发现都无法挡住，原因是______，若要在BC边右侧观察到挡住，应将向______边方向移动（选填“OB”或“OC”）； （2）该小组经过讨论，重新设计了实验方案，进行了如下操作： ①在O处插大头针，在BC边右侧合适位置插大头针，调整观察角度，再插上大头针，使把和都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以、连线与BC边交点为圆心作圆，分别过圆与直线和的交点作BC边的垂线，垂足分别为、； ③用刻度尺测出线段和长度分别为、，则该元件的折射率n=______； （3）若测得该元件的折射率n=2，在O处固定一点光源，只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射向圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的弧长为______。 21、（2024·潍坊市高考二模）某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率n，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d； ②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心O，过O点画出法线；将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点； ③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心O，如图甲所示，在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失，用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走玻璃砖和光屏。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图乙所示，则____________cm； （2）为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率n，还需测量的一个物理量及表示它的字母为____________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式____________。 22、（2024·临沂市高考二模）某学习小组测量半径为R的透明半圆柱体玻璃的折射率，其横截面如图所示为半圆形，是通过透明玻璃体横截面圆心O的直线，用激光笔沿平行于的直线射向该柱体，B为入射点，角。为出射光线，与相交，夹角。已知光在真空中的传播速度为c，求： （1）透明玻璃半圆柱体材料对该激光束的折射率； （2）激光束在半圆柱体中传播的最短时间。 23、（2024·日照市高考二模）如图所示，一工件由透明材料制作而成，其横截面ABCD是边长为a的正方形，以CD的中点O为圆心、为半径的内切半圆部分被挖出。O处有一单色点光源，从正方形ABCD的三边AB、AD、BC射出光线区域的总长度为。已知光在真空中传播的速度为c，光线发生折射时不考虑光的反射。求： （1）透明材料对该单色光的折射率n； （2）从光源直接射到正方形ABCD边界的光线，传播所用的最长时间t； （3）在正方形ABCD边界恰好发生全反射的光线，能够从边界射出时出射角的正弦值。 24、 （2024·德州市高考二模）光导纤维是一种利用全反射规律使光线沿着弯曲路径传播光学元件。如图所示为某一光导纤维（可简化为圆柱形长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长度，直径为，折射率为。已知光在真空中的传播速度为，，则 （1）欲使从玻璃丝左侧横截面圆心O射入的激光在玻璃丝中发生全发射，求入射角的正弦值取值范围； （2）若从玻璃丝左侧横截面圆心O射入的激光在玻璃丝中恰好发生全发射，求激光在玻璃丝中传播所用的时间及发生反射的次数（结果均保留两位有效数字）。 25、（2024·聊城市高考二模） 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知sin37°=0.6，求： （1）单色光在水中的折射率n； （2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。 26、（2024·泰安市高考二模）如图所示为某生产厂家制作的截面为扇形的棱镜，棱镜OM边与ON边的夹角为，MN是以O为圆心、半径为的圆弧。有一光线AB垂直ON从A点射入棱镜，在圆弧MN的B点恰好发生全反射，反射光BC平行ON，经棱镜折射后射到NO延长线上的S点（图中未画出）。光在真空中的速度为c。求： （1）该光线在校镜中的折射率； （2）光线由A点传到S点的时间。 27、（2024·广饶县一中高考二模）如图所示，厚度为的平行玻璃砖水平固定在空中，玻璃传的下表面离地面的高度也为，一细束单色光斜射到玻璃传上表面的A点，光束与玻璃传表面夹角为，光束经玻璃砖两次折射后照射在地面上的光点与A点间的水平距离为，求： （1）求玻璃砖对该单色光的折射率； （2）若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过，则此过程照射在地面上的光点移动的距离。 28、（2024·泰安市高考三模）一块玻璃砖平放在水平桌面上，其横截面如图所示，∠A=∠C=90°，∠B=60°，AD=CD=a，AB、BC两侧面分别镀银，一束平行于CB方向的单色光从AD、CD两侧面射入玻璃砖，其中从AD侧面入射的光线在玻璃砖内经多次折射与反射后仍从AD侧面平行于BC方向射出玻璃砖。已知光在真空中传播的速度为c，求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）光在玻璃砖中的最长传播时间t。 29、（2024·新泰中学高考二模）如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，平移到E点时，恰好在球面上D点发生全反射，（不考虑光线在玻璃体内的多次反射）求： （1）玻璃体的折射率n； （2）OE的距离。 30、（2024·淄博市高考二模）如图所示，是某激光液位自动监测仪的示意图。矩形为长方体液池的截面，宽度，装有深度为的某种液体，在池底部水平放置宽度的平面镜，平面镜的右端与C点重合，在其正上方水平放置一长度等于池宽的标尺，池左壁高处有一激光器S，激光器发出的一束单色光以与池壁成角射到平面镜上，经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在标尺上形成一亮点。改变角，测得此截面上能折射出光线的液面的长度为，不考虑光在液面上的反射光。 （1）求该液体的折射率n； （2）若保持，发现液体的深度从h发生变化，变化后标尺上亮点向右移动了，试问液面高度是上升还是下降？液面高度变化量是多少？ 31、（2024·菏泽市高考二模）实验室有一块一侧有反光涂层的矩形玻璃砖，它的长宽比为，某同学用激光笔测量该玻璃砖的折射率。由于缺少标准测量工具，该同学将纸张裁成和玻璃砖一样大，通过对折产生折痕对纸张进行等分，将纸张变为测量工具。 （1）用纸张折痕确定法线，调整激光笔的位置如图所示，AO为入射光线，光线通过玻璃砖从B点射出，可知玻璃砖的折射率为_______（可用分数、小数及根号表示）； （2）激光在这种玻璃砖中发生全反射临界角的正弦值_______； （3）在本实验中，下列方法最能有效减小实验误差的是_______（单选，填选项序号）。 A. 仅适当增大光线的入射角 B. 仅适当减小光线的入射角 C. 仅适当增加纸张的等分折痕 D. 仅适当减少纸张的等分折痕 32、（2024·济宁市高考二模）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A．插上大头针，使挡住和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图甲中角和的大小。则玻璃砖的折射率________。 （3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过窄。若其他操作正确，则折射率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 光学 1、（2024·淄博市高考二模）如图所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置，将一标准样板玻璃a放置在厚玻璃板b之上，在两玻璃板右端插入薄片c。用红光照射标准样板，从上往下可看到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是由a的上表面和b的上表面反射的光叠加而成的 B. 干涉条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的 C. 当薄片c向左移动少许时，干涉条纹间距将增大 D. 若将红光改为紫光，干涉条纹间距将增大 【答案】B 【解析】 AB．干涉条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的，选项A错误，B正确； C．当薄片c向左移动少许时，a、b板间的夹角变大，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会减小，即干涉条纹变密，故C错误； D．若是用紫光做该实验，则波长变短，则干涉条纹变密，干涉条纹间距将减小，故D错误。 故选B。 2、（2024·枣庄市高考二模）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色线光源，M为一平面镜。S发出的光直接照到光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这两束光在光屏上叠加发生干涉形成明屏暗相间条纹。事实证明光从光疏介质射向光密介质时，反射光会产生π大小的相位突变，即发生所谓半波损失。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为d和L，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 在整个光屏上都会呈现明暗相间的干涉条纹 B. 若将平面镜向左平移，则光屏上相邻明条纹中心间距离将增大 C. 若将光屏向左平移到平面镜右端B处，光屏上与B接触处出现暗条纹 D. 在光屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离为 【答案】CD 【解析】 A．光路图如图所示 由此可知，光屏上一部分会呈现明暗相间的干涉条纹，故A错误； B．若将平面镜向左平移，双缝到屏的距离和双缝的间距不变，则光屏上相邻明条纹中心间距离不变，故B错误； C．若将光屏向左平移到平面镜右端B处，由于半波损失，入射波与反射波之间附加半个波长的波程差，即处出现暗条纹，故C正确； D．光源到屏的距离可以看做双缝到屏的距离，光源到光源在平面镜中虚像的间距看做双缝的间距，则有 根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式可得 故D正确。 故选CD。 3、（2024·潍坊市高考二模）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　） A. 圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的 B. 圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C. 换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D. 改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集 【答案】D 【解析】 A．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误； B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，越往外条纹间距越窄，故B错误； C．若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹间距变大，可以看到条纹将变稀疏，故C错误； D．改用频率更高的单色光照射，由 可知单色光波长更小，而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变小，可以看到条纹将变密集，故D正确。 故选D。 4、（2024·新泰中学高考二模）某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为∆x1与∆x2.，当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第4条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（　　） A. ∆x2大于∆x1 B. 该矿泉水的折射率为 C. 当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 D. 仅将S0水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹 【答案】D 【解析】 A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有 当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以∆x2小于∆x1，故A错误； B．设光在真空中的波长为、在介质中的波长为，依题意有 则可知 故B错误； C．P点处是P0上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为 故C错误； D．将S0水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。 故选D。 5、（2024·山师大附中高考5月模拟）如图，竖直放置的金属环内的肥皂薄膜干涉条纹间距上宽、下窄。下列说法正确的是（　　） A. 肥皂膜的竖直横截面可能是梯形 B. 肥皂膜上的条纹是薄膜前后表面反射光形成的干涉条纹 C. 肥皂膜从形成到破裂，条纹宽度和间距不会发生变化 D. 若将肥皂膜外金属环顺时针缓慢转过90°，则条纹也会跟着转过90° 【答案】B 【解析】 A．由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，因表面张力的原因，侧截面是一个圆滑的曲面，不是梯形，故A错误； B．肥皂膜上的条纹是薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加形成的干涉条纹，故B正确； C．薄膜是等厚干涉，肥皂膜从形成到破裂，由于液体在向下流动，薄膜上部逐渐变薄，下部逐渐变厚，条纹的宽度和间距会发生变化，故C错误； D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹不会跟着转动，仍在水平方向，故D错误。 故选B。 6、（2024·广饶县一中高考二模）用波长为单色光做杨氏双缝干涉实验，在观察屏上可看到干涉条纹。今将一个厚度为l的薄玻璃片放到上面狭缝的后面，发现中央亮条纹移动到了第m亮条纹的位置，以下说法正确的是（ ） A. 条纹向下移动 B. 条纹间距随之变宽 C. 玻璃的折射率为 D. 再将一个折射率为的薄云母片放到下面狭缝的后面，发现条纹恢复到最初的位置，则云母片的厚度为 【答案】C 【解析】 AB．条纹间距为 因为上缝光路的光程增加，上下光路光程相等的位置即零级条纹的位置上移，同理其它条纹也上移，条纹间距不变，故AB错误； C．插入玻片后引起的上下缝光波间的光程差的变化值为 则条纹移动的周期数满足关系 因此玻璃的折射率 故C正确； D．插入云母片后引起的下缝光波的光程变化值为 由题中条件可知，云母片引起的光程变化应该等于玻璃片引起的光程变化，即 联立解得云母片的厚度为 故D错误。 故选C。 7、（2024·广饶县一中高考二模）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，一束蓝光从P点垂直界面入射（）后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是（　　） A. 玻璃砖的折射率为 B. 当入射角时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行 C. 选择合适的入射角（），光线也可以在圆形表面发生全反射 D. 在相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长 【答案】B 【解析】 A．根据题意可知，当光线垂直入射时，有 所以 故A错误； B．当入射角时，根据折射定律有 解得 光路图如图所示 根据几何关系可知，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，故B正确； C．当光线垂直入射时，恰好发生全反射，选择合适的入射角（），光线在圆弧面上的入射角均小于临界角，过于光线不能在圆形表面发生全反射，故C错误； D．在相同的情况下，若红光和蓝光传播的距离相等，由于红光的折射率较小，传播速度较大，所以红光的传播时间比蓝光短，故D错误。 故选B。 8、（2024·日照市高考二模）小明利用同一实验装置在真空中进行双缝干涉实验。仅换用甲、乙两种不同的单色光，在屏上分别观察到的干涉条纹如图所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则甲、乙两种不同单色光的频率之比为（　　） A. 2:1 B. 1:2 C. 3:1 D. 1:3 【答案】A 【解析】 根据图像甲乙条纹关系为 根据干涉条纹公式有 ， 根据光速与波长的关系有 ， 解得 故选A。 9、（2024·临沂市高考二模）如图所示，为a、b两种单色光以相同的入射角从玻璃斜射向空气的光路图，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A. 增大入射角，b光先发生全反射 B. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大 C. 用同一装畳进行双缝干涉实验，b光在屏上的干涉条纹的间距较大 D. 单色光a、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光a的中央亮纹更宽 【答案】BC 【解析】 A．由图知，a光偏折程度较大，a光折射率较大，根据 a光临界角较小，增大入射角，a光先发生全反射，故A错误； B．a光折射率较大，则频率较大，根据 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大，故B正确； C．a光频率较大，则波长较小，根据 用同一装畳进行双缝干涉实验，b光在屏上的干涉条纹的间距较大，故C正确； D．a光波长较小，单色光a、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光b的中央亮纹更宽，故D错误。 故选BC。 10、（2024·聊城市高考二模）某实验小组利用如图所示的实验装置探究光的干涉现象。单色点光源S发出的光波长为λ，平面镜M水平放置，光源S到平面镜的竖直距离为a、到平面镜左端的水平距离为b，平面镜左端到光屏的水平距离为c。光源S发出的光和由S发出经过平面镜反射的光照在竖直放置的光屏上，形成明暗相间的条纹，则相邻两条亮纹之间的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 相邻两条亮纹之间的距离公式，有 故选A。 11、（2024·济宁市高考二模）如图甲所示，某同学将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以观察到如图乙所示的明暗相间的同心圆环。若该同学将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙所示，则观察到的条纹可能是（　　） A. B. C D. 【答案】A 【解析】 凸透镜的凸球面与玻璃平板之间形成一个空气薄膜，用单色光垂直照射透镜与玻璃板时，尖劈形空气薄膜的上、下表面反射的两束光相互叠加产生干涉，当光程差为波长的整数倍时，此处是亮条纹，当光程差为波长的奇数倍时，此处是暗条纹。同一半径圆环处的空气薄膜厚度相同，上、下表面反射的光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状。将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜时，则在图乙中同一亮环对应的薄膜这一厚度要内移，则对应的牛顿亮环的半径要变小，其它环的半径依次变小，因此圆环的半径要变小，环间距变小，环变的更密，则观察到的条纹可能是A图。 故选A。 12、（2024·菏泽市高考二模）以下说法正确的是（　　） A. 泊松亮斑是由光的衍射形成的 B. 将托马斯•杨双缝干涉实验装置放进水中，条纹间距会变大 C. 用一个偏振片来观察某光源发出的光，在垂直光的传播方向上旋转偏振片时，发现光的强度发生变化，说明该光是偏振光 D. 为增加透射光的强度，在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”，使光学系统成像更清晰，这是利用了薄膜前后表面反射光相互干涉的原理 【答案】ACD 【解析】 A．泊松亮斑是光绕过障碍物形成的，属于光的衍射现象，故A正确； B．将托马斯•杨双缝干涉实验装置放进水中，根据光的折射定律 可知，光的波长变小，结合条纹间距与波长之间的关系 可知条纹间距变小，故B错误； C．自然光在各个振动方向上的强度相同，所以旋转偏振片时透射光的亮度不变，而用一个偏振片来观察某光源发出的光，在垂直光的传播方向上旋转偏振片时，发现光的强度发生变化，说明该光是偏振光，故C正确； D．根据薄膜干涉原理，为增加透射光的强度，在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”， 薄膜前后表面反射光相互干涉而消弱，使光学系统成像更清晰，故D正确。 故选ACD。 13、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是（　　） A. 若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量 B. 若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光 C. 若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片 D. 图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷 【答案】AC 【解析】 A．经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，其光程差 即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差 此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，增加纸张数量后，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，A正确； B．使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大，因此干涉条纹变疏，B错误； C．向左移动纸片，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，C正确； D．同一级条纹对应的空气膜厚度相等，则图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起，D错误。 故选AC。 14、（2024·山东省百师联盟二轮复习联考二）有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点以入射角i射入，经折射后恰好与内球面相切于B点，光线在材料中的折射率为，已知光速为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 入射角i=30° B. 单色光在该材料中的传播时间为 C. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 D. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 【答案】B 【解析】 A．由题图可知 ∠BAO=30° 根据折射定律有 解得 i=45° 故A错误； B．根据光路可逆可知，光线到达外球面时以45°折射角射出，则单色光在材料中的传播时间 根据折射率与光速的关系有 解得 故B正确； CD．当光线与材料内球面恰好发生全发射时，如图所 根据全反射规律有 解得 C=45° 在中，由正弦定理有 又由于 解得 解得 故CD错误。 故选B。 15、（2024·山东名校考试联盟高考二模）如图所示，一段弯成四分之一圆弧形状的粗细均匀的玻璃棒截面图，ME=MO，一细束蓝光由ME端面的中点A垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃棒的折射率小于 B. 发生全反射的临界角小于45° C. 若蓝光换成紫光，在弧面EF上发生全反射 D. 若将入射光向E端平移，在弧面EF上不发生全反射 【答案】AC 【解析】 A．如图所示，玻璃的折射率 故A正确； B．因 所以临界角C＞45°，故B错误； C．紫光临界角小于蓝光临界角，紫光在弧面EF上发生全反射，故C正确； D．入射光向E端平移，在弧面EF上入射角大于临界角，发生全反射，故D错误。 故选AC。 16、（2024·德州市高考二模）如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 由题意可知，当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时，观察到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的，由牛顿环原理可知，干涉条纹宽窄的差异，则是空气薄膜变化率的不同所导致的：变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而使条纹看起来更窄。即空气薄膜厚度变化率越大，条纹也随之变密变窄。由本题空气薄膜的形状可知，薄膜的厚度越大的地方，薄膜厚度变化率越小，条纹间距越大，条纹越宽；薄膜的厚度越小的地方，薄膜厚度变化率越大，条纹间距越小，条纹越窄。因此观察到的干涉条纹形状可能正确的是B。 故选B。 17、（2024·山东省高三二轮复习检测）如图所示，狭缝及平面镜M均与虚线所在水平面平行放置，用蓝光垂直照射狭缝，可以在光屏上看到明暗相间的条纹。下列判断正确的是（ ） A. 看到的条纹是不平行的 B. 看到的条纹间距不相等 C. 若将蓝光换成红光，看到的条纹间距变小 D. 若将平面镜M向上平移到虚线处，看到的条纹间距变大 【答案】D 【解析】 AB．狭缝与其经平面镜所成的像关于平面镜对称，和等效为相干光源，在光屏上出现干涉条纹，条纹平行且等间距，AB错误； C．若将蓝光换成红光，光的波长变长，根据知，条纹间距变大，C错误； D．若将平面镜向上平移到虚线处，与之间的距离变小，则条纹间距变大，D正确。 故选D。 18、（2024·泰安市高考三模）如图甲所示，将两块平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条，用平行单色光竖直向下照射玻璃板，就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的条纹是M的上表面、N的下表面两列反射光发生干涉的结果 B. 在任意一条明条纹的下方，空气薄膜的厚度都是均匀变化的 C. 如果撤掉一个纸条，则条纹间距增大 D. 若改用频率更高单色光进行实验，则条纹间距会更大 【答案】C 【解析】 A．这些明暗相间的条纹间距相等，是M的下表面、N的上表面两列反射光在M的下表面发生干涉的结果，A错误； B．在任意一条明条纹的下方，两列反射光的光程差都相等，所以空气薄膜的厚度都相等，B错误； C．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示 则此两处的光程分别为 因为光程差 所以 设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得 即 如果撤掉一个纸条，空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离增大，C正确； D．由C项分析可得，单色光频率增大，波长减小，条纹间距会更小，D错误。 故选C。 19、（2024·山东省高三二轮复习检测）图示为一半圆柱形透明体横截面，横截面的圆心为，半圆柱的半径为，为直径上的点，，透明体的折射率为。现有一细光束以入射角从点射入半圆柱，则（　　） A. 细光束经两次折射后会从弧面射出 B. 细光束经面折射，在弧面发生两次全反射后再从面射出透明体 C. 细光束第一次射出透明体时，折射角为 D. 细光束第一次射出透明体时，折射角为 【答案】BC 【解析】 AB．作出光路如图所示 根据折射率表达式有 解得 由于 解得 在中，根据正弦定理可得 设透明体的临界角为，则有 可得 由于 所以光在点发生全反射，又由于 可得 则光在点发生全反射，最后从而射出，故B正确，A错误； CD．由于 ， 则光的入射角为，根据光路可逆可知折射角为，故C正确，D错误。 故选BC。 20、（2024·枣庄市高考二模）如图甲所示，图中阴影部分ABC为透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为半径为R的圆弧，某实验小组为测量该光学元件的折射率，先通过作图确定了圆弧圆心O的位置。请回答下面问题： （1）实验小组先在O处插一枚大头针，然后在线段OB和OC之间某一位置插大头针，在BC边右侧任意位置观察，发现都无法挡住，原因是______，若要在BC边右侧观察到挡住，应将向______边方向移动（选填“OB”或“OC”）； （2）该小组经过讨论，重新设计了实验方案，进行了如下操作： ①在O处插大头针，在BC边右侧合适位置插大头针，调整观察角度，再插上大头针，使把和都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以、连线与BC边交点为圆心作圆，分别过圆与直线和的交点作BC边的垂线，垂足分别为、； ③用刻度尺测出线段和长度分别为、，则该元件的折射率n=______； （3）若测得该元件的折射率n=2，在O处固定一点光源，只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射向圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的弧长为______。 【答案】（1） ①. 光线发生了全反射 ②. OC （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]发现都无法挡住，原因是光线发生了全反射，应减小入射角，即将向OC边方向移动。 【小问2详解】 根据折射定律可知 【小问3详解】 测得该元件的折射率 n=2 则全反射的临界角为 则 如图所示 若沿OE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF=30°，同理，若沿OG方向射入的光线恰好在BC面上发生全反射，可得∠CDG=30°，因此∠FDH=30°，据几何关系可得 21、（2024·潍坊市高考二模）某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率n，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d； ②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心O，过O点画出法线；将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点； ③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心O，如图甲所示，在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失，用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走玻璃砖和光屏。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图乙所示，则____________cm； （2）为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率n，还需测量的一个物理量及表示它的字母为____________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式____________。 【答案】（1）7.775 （2）的长度 （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，游标卡尺为分度的游标卡尺，精度为，故 【小问2详解】 由题可知，光斑在处时，光斑恰好消失，即光线此时发生全反射，故为测量折射率，还需测量的长度。 【小问3详解】 当光线恰好发生全反射时，有 22、（2024·临沂市高考二模）某学习小组测量半径为R的透明半圆柱体玻璃的折射率，其横截面如图所示为半圆形，是通过透明玻璃体横截面圆心O的直线，用激光笔沿平行于的直线射向该柱体，B为入射点，角。为出射光线，与相交，夹角。已知光在真空中的传播速度为c，求： （1）透明玻璃半圆柱体材料对该激光束的折射率； （2）激光束在半圆柱体中传播的最短时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）作出光路图，如下图所示 光线经过两次偏折后有 解得 由折射定律得 解得 （2）设光束在半圆柱体中的传播路程为，由几何关系 传播时间 解得 23、（2024·日照市高考二模）如图所示，一工件由透明材料制作而成，其横截面ABCD是边长为a的正方形，以CD的中点O为圆心、为半径的内切半圆部分被挖出。O处有一单色点光源，从正方形ABCD的三边AB、AD、BC射出光线区域的总长度为。已知光在真空中传播的速度为c，光线发生折射时不考虑光的反射。求： （1）透明材料对该单色光的折射率n； （2）从光源直接射到正方形ABCD边界的光线，传播所用的最长时间t； （3）在正方形ABCD边界恰好发生全反射的光线，能够从边界射出时出射角的正弦值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 （1）根据题意，光线在AB边能够全部出射，若光线在P点恰好发生全反射，则 则全反射的临界角 折射率 （2）从光源出射的光线，在真空中传播时间相同，在透明材料中传播路程最长的是直接射到A、B两点的光线，光在透明材料中传播的速度 则传播所用的最长时间 （3）第一次恰好在正方形ABCD边界发生全反射的光线，在P点发生全反射后，从AB面出射，入射角 根据折射定律 可得出射角的正弦值 24、 （2024·德州市高考二模）光导纤维是一种利用全反射规律使光线沿着弯曲路径传播光学元件。如图所示为某一光导纤维（可简化为圆柱形长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长度，直径为，折射率为。已知光在真空中的传播速度为，，则 （1）欲使从玻璃丝左侧横截面圆心O射入的激光在玻璃丝中发生全发射，求入射角的正弦值取值范围； （2）若从玻璃丝左侧横截面圆心O射入的激光在玻璃丝中恰好发生全发射，求激光在玻璃丝中传播所用的时间及发生反射的次数（结果均保留两位有效数字）。 【答案】（1）；（2）次 【解析】 （1）光线进入玻璃丝后，在玻璃丝与空气的分界面恰好发生全反射时，设临界角为C，光路图如图所示 有 解得 由几何关系可知此时在左侧截面处的折射角为 由折射定律得 入射角的正弦值的取值范围为 （2）光在玻璃丝中的速度为v 它沿玻璃丝中轴线速度分量为 所用的时间为 第一次全反射前沿玻璃丝中轴线的传播长度 后面相邻两次全反射沿玻璃丝中轴线的传播长度 假设反射次数为n，有 解得 25、（2024·聊城市高考二模） 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知sin37°=0.6，求： （1）单色光在水中的折射率n； （2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）由题知，上边界光线进入水球后的光路如图 设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可知 单色光在水中的折射率为 （2）当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时，再往上射入的光线就要发生全反射，不能进入气泡中，恰好在气泡位置发生全反射的光路如图 设发生全反射时的入射角为，折射角为，则 在气泡位置恰好发生全反射时，有 由几何关系知 可解得 故不能进入水球中的气泡的光线宽度为 26、（2024·泰安市高考二模）如图所示为某生产厂家制作的截面为扇形的棱镜，棱镜OM边与ON边的夹角为，MN是以O为圆心、半径为的圆弧。有一光线AB垂直ON从A点射入棱镜，在圆弧MN的B点恰好发生全反射，反射光BC平行ON，经棱镜折射后射到NO延长线上的S点（图中未画出）。光在真空中的速度为c。求： （1）该光线在校镜中的折射率； （2）光线由A点传到S点的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）光线在B点恰好发生全反射，反射光BC平行ON，则临界角为 根据全反射临界角公式 解得该光线在校镜中的折射率为 （2）如图所示 直角中，由几何关系可得 可得 在中，有 可得 在OM界面，由折射定律得 其中 可得 则 中，有 可得 则光线由A点传到S点的时间为 解得 27、（2024·广饶县一中高考二模）如图所示，厚度为的平行玻璃砖水平固定在空中，玻璃传的下表面离地面的高度也为，一细束单色光斜射到玻璃传上表面的A点，光束与玻璃传表面夹角为，光束经玻璃砖两次折射后照射在地面上的光点与A点间的水平距离为，求： （1）求玻璃砖对该单色光的折射率； （2）若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过，则此过程照射在地面上的光点移动的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）光路如图所示 设光在A点入射角为，根据对称性和光路可逆可知，出射光线的折射角也为，即；设光在A点折射角为，由几何关系可知 解得 因此，玻璃砖对该单色光的折射率 （2）若将光束绕A点在竖直面内沿顺时针转过，则光在A点的入射角；同样，出射角也为，设光在A点的折射角为，则有 解得 设光点到A点的水平距离为，由几何关系可知 因此光点移动的距离 28、（2024·泰安市高考三模）一块玻璃砖平放在水平桌面上，其横截面如图所示，∠A=∠C=90°，∠B=60°，AD=CD=a，AB、BC两侧面分别镀银，一束平行于CB方向的单色光从AD、CD两侧面射入玻璃砖，其中从AD侧面入射的光线在玻璃砖内经多次折射与反射后仍从AD侧面平行于BC方向射出玻璃砖。已知光在真空中传播的速度为c，求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）光在玻璃砖中的最长传播时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）自面入射的光线如图所示 由几何关系可知， 解得 （2）面入射的所有光线中，紧靠点入射的光线在玻璃砖中的路程最长为，如图所示，面入射的所有光线在玻璃砖中的路程均为 光在玻璃砖中传播的速度 则光在玻璃砖中最长传播时间 解得 29、（2024·新泰中学高考二模）如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，平移到E点时，恰好在球面上D点发生全反射，（不考虑光线在玻璃体内的多次反射）求： （1）玻璃体的折射率n； （2）OE的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）当光线经球心入射时，光路图如图所示 根据折射定律 其中 解得 （2）平移到点，在点发生全反射，则 在内，有 联立得 30、（2024·淄博市高考二模）如图所示，是某激光液位自动监测仪的示意图。矩形为长方体液池的截面，宽度，装有深度为的某种液体，在池底部水平放置宽度的平面镜，平面镜的右端与C点重合，在其正上方水平放置一长度等于池宽的标尺，池左壁高处有一激光器S，激光器发出的一束单色光以与池壁成角射到平面镜上，经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在标尺上形成一亮点。改变角，测得此截面上能折射出光线的液面的长度为，不考虑光在液面上的反射光。 （1）求该液体的折射率n； （2）若保持，发现液体的深度从h发生变化，变化后标尺上亮点向右移动了，试问液面高度是上升还是下降？液面高度变化量是多少？ 【答案】（1）；（2）下降， 【解析】 （1）当改变角时，由题意可知，在点发生全反射，光路图如图所示 由图可知 又 根据临界角与折射率的关系可知 联立解得 （2）根据题意可知，亮点向右移动了，光路图如图所示 由图可知，液面下降，设下降后液面的高度为，由几何关系可知 解得 即液面高度变化量为 31、（2024·菏泽市高考二模）实验室有一块一侧有反光涂层的矩形玻璃砖，它的长宽比为，某同学用激光笔测量该玻璃砖的折射率。由于缺少标准测量工具，该同学将纸张裁成和玻璃砖一样大，通过对折产生折痕对纸张进行等分，将纸张变为测量工具。 （1）用纸张折痕确定法线，调整激光笔的位置如图所示，AO为入射光线，光线通过玻璃砖从B点射出，可知玻璃砖的折射率为_______（可用分数、小数及根号表示）； （2）激光在这种玻璃砖中发生全反射临界角的正弦值_______； （3）在本实验中，下列方法最能有效减小实验误差的是_______（单选，填选项序号）。 A. 仅适当增大光线的入射角 B. 仅适当减小光线的入射角 C. 仅适当增加纸张的等分折痕 D. 仅适当减少纸张的等分折痕 【答案】（1） （2）0.69##0.67##0.68##0.70##0.71 （3）C 【解析】 【小问1详解】 设长为8a，高为4a，则入射角的正弦为 折射角的正弦值为 故折射率为 【小问2详解】 全反射临界角为 【小问3详解】 本实验的实验误差主要来源于求解正弦值时各条边长度的测量，为了提高测量长度的精准度使实验更准确，可以增加纸张的折痕。 故选C。 32、（2024·济宁市高考二模）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A．插上大头针，使挡住和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图甲中角和的大小。则玻璃砖的折射率________。 （3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过窄。若其他操作正确，则折射率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 【答案】 ①. AC##CA ②. ③. 大于 【解析】 （1）[1]该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选AC。 （2）[2]玻璃的折射率 （3）[3]将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过窄但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏小，根据 可知折射率的测量值将偏大。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$