专题06 光-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编（江苏专用）

专题06 光题型归纳 1、光的折射、全反射； 2、光的干涉与衍射； 3、实验：用双缝干涉测量光的波长；测定玻璃的折射率； 4、光的偏振。 考点一 光的折射、全反射 1．（2023•盐城市高二期中）如图是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，可能发生的光路是（　　） A．乙、丙 B．甲、丁 C．甲、丙 D．乙、丁 2．（2023•南通市高二期中）如图所示，O点是半径为R的半圆形玻璃砖的圆心，P为底面上距O点R的一点，光线从P点以θ＝60°角射入玻璃砖。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃内表面的反射。 （1）若玻璃砖的折射率n＝1.5，求光线射入玻璃砖时折射角的正弦值？ （2）若光线从圆形表面射出后恰与入射光平行，求玻璃砖的折射率及光线在玻璃砖内传播的时间？ 3．（2023•无锡市辅仁中学高二期中）斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　） A． B． C． D． 4．（2023•江苏卷）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（　　） 5．（2022•江苏卷）如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求： （1）（4分）水的折射率n？ （2）（8分）两条折射光线之间的距离d？ 6．（2023•常州市高二期中）如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α＝30°，紧贴直角边AC放置一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β＝45°角时，从AB面射出的光线与SO重合。 （1）（4分）画出光线SO进入棱镜的折射光线？ （2）（4分）求棱镜的折射率n？ （3）（5分）AO距离为a，光在真空中的速度为c，求光在棱镜中传播的时间？ 7．（2023•淮安市高二期中）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，三棱镜的边长为l，真空中光速为c，不考虑多次反射。求： （1）该棱镜的折射率？ （2）光从E点进入三棱镜到离开三棱镜所用时间t？ 8．（2023•淮安市高二期中）光纤通信中信号传播的主要载体是光纤，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。下列关于光纤的说法中正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的小，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 9．（2023•南京市高二期末）自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n>）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（　　） A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线② C．平行于CB边的光线③ D．平行于AB边的光线④ 10．（2023•扬州市高二期中）如图所示，一长方体的透明介质，高度为a，上下两个面为边长为2.5a的正方形，底面中心有一单色点光源O，可向各个方向发出光线，该介质对光的折射率为，则介质的上表面被光照亮区域的面积为（　　） A．a2 B．πa2 C．2πa2 D．6.25a2 11．（2023•南京市高三期中）由某种透明介质制成的一柱状体，其横截面AOB为圆，O点为圆心，圆半径为R。一束光垂直射向柱状体横截面的OA边，入射点C到圆心的距离为R，光恰好射到球面上D点（未画出）发生全反射后从OB边射出，已知光在真空中传播的速度为c。求： （1）（5分）该介质的折射率？ （2）（5分）该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间？ 12．（2023·镇江市丹阳高级中学高二期末）以光纤通信为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率n＝，其直径为d。 （1）（4分）求该光纤的临界角？ （2）（8分）若平行轴线射入的一束光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值？ 13．（2023•南京市高二阶段练习）如图所示，一束平行复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，则可知（　　） A．照射到金属板上的a光一定是蓝光 B．照射到金属板上的c光在棱镜中传播速度最小 C．照射到金属板上的a光波长最长 D．照射到金属板上的c光折射率最大 14．（2023•北京市西城区高二期中）如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射入一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面的入射角为i，经过折射后射出到空气中，下列说法正确的是（　　） A．a光为红光，b光为蓝光 B．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 C．在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 D．若入射角i逐渐增大，则b光的折射光线首先消失 15．（2023•南京市高二期末）如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为OA＝3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。（结果均可保留根号，光在真空中速度为c） （1）求池内的水深？ （2）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为DC＝2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接收的光线与竖直方向的夹角恰好为53°。sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求光线从A传到救生员眼睛所需时间？ 16．（2023•盐城市高二期中）如图所示，玻璃砖的横截面ABC是直角三角形，∠A＝30°，BC边长为L，BC为镜面。一束与AC成37°的光束从AC边上的G点射入玻璃砖，在镜面BC边的反射光线EF与AC平行，E是BC的中点。已知真空中光速为c，（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。求： （1）玻璃砖的折射率n？ （2）该光束第一次射出玻璃砖的出射角θ？ （3）该光束从射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖的传播时间t？ 17．（2021•辽宁卷）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　） A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 18．（2023•镇江市高二期中）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其中OD为直径，一束红、蓝复色光沿AO方向从真空射入玻璃，经折射后分别到达圆弧面上的B、C两点，两色光从O到圆弧面的时间分别记作tB和tC，下列说法正确的是（　　） A．OB是蓝光，tB<tC B．OB是蓝光，tB＝tC C．OB是红光，tB<tC D．OB是红光，tB＝tC 19．（2024•无锡市高二期末）如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1∶2，一细光束以i＝45°的入射角射入球中，其中折射光线b刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　） A．a光的折射率小于 B．c光的折射率小于 C．b光线在空腔外表面可能发生全反射 D．c光线在空腔外表面可能发生全反射 20．（2023•镇江市第一中学期中）一束范围足够大的平行激光束，垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱透镜上，如图所示，已知其中一条光线沿直线穿过透镜，它的入射点是O；另一条光线的入射点A，穿过透镜后两条光线交于P点，已知透镜在截面的圆半径为R，OA＝R，OP＝R，光在真空中的速度为c。 （1）（5分）求透镜材料的折射率？ （2）（3分）入射点为A的光从A传播到P所需的时间？ （3）（3分）光能从半圆柱透镜射出的入射光宽度x？ 21．（2021•河北卷）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，圆心上下错开一定距离，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θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°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： （1）（5分）半圆柱体对该单色光的折射率？ （2）（8分）两个半圆柱体之间的距离d？ 考点二 光的干涉与衍射 22．（2023•苏州市高二期末）用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是（　　） A．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大 B．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小 C．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小 D．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大 23．（2023·常州市高二期中）如图，某同学观察肥皂膜干涉现象，将有肥皂膜的铁丝圈竖直挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色，在肥皂膜向光的一面上出现火焰的像，像上有明暗相间的条纹，关于这个现象，下列说法正确的是（　　） A．条纹形状是相互平行的竖直线 B．从上向下，条纹的间距越来越小 C．紫光的条纹数比黄光要少一些 D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的 24．（2023•扬州市高二期中）如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　） A．条纹是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间距相等 D．照射单色光的波长增大，相应条纹间距保持不变 25．（2023•宿迁市高二期中）在生产生活中，光的干涉应用非常广泛，下列图中没有涉及光的干涉现象的是（　　） A．阳光下彩色的肥皂膜　B．用单色光检测工件表面平整度 C．光导纤维传递光学信息　D．单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹 26．（2023•江苏卷）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（　　） A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍 27．（2023•苏州市吴江区期中）如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的 B．干涉条纹是红黑相间的竖直条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏 28．（2023•扬州市高二期中）在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是（　　） A．只能看到同颜色的平行反射光 B．平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹 C．同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹 D．同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹 29．（2023•徐州市高二期中）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，若在被检测平面上有一处凸起，则观察者从上往下看到的干涉条纹可能为（　　） 30．（2023•镇江市高二期中）将一块平板玻璃以一定的倾角放置在另一块水平放置的平板玻璃之上，当光从上方入射后，从上往下可看到的干涉条纹，现只将下方玻璃缓慢向下平移，则此过程可观察到（　　） A．条纹之间的距离变大，条纹向左移动 B．条纹之间的距离不变，条纹向左移动 C．条纹之间的距离变大，条纹向右移动 D．条纹之间的距离不变，条纹向右移动 31．（2021•山东卷）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（　　） 32．（2023•南通市高二期中）太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑。当遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上会呈现①圆形光斑；②三角形光斑；③明暗相间的衍射条纹，则（　　） A．光屏上先后呈现的图样顺序是①②③ B．光屏上先后呈现的图样顺序是①③② C．由于光的直线传播产生的图样有①② D．由于光的直线传播产生的图样有②③ 33．（2023•淮安市高二期中）抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（　　） A．这里应用的是光的直线传播现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 34．（2023•江苏省昆山中学高二月考）某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（　　） A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小 B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小 C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大 D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大 考点三 实验：用双缝干涉测量光的波长、测定玻璃的折射率 35．（2023•镇江市高二期中）图甲为双缝干涉实验装置，现仅在单缝前加不同的滤光片，得到图乙、图丙所示的干涉图样。下列说法正确的是（　　） A．图甲中①是双缝，②是单缝 B．图乙中光的波长小于图丙中光的波长 C．增加单缝与双缝的距离，相邻亮纹的间距不变 D．某同学测出n条亮纹间的距离为a，则相邻亮纹的间距Δx＝ 36．（2023•盐城市高二期中）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用双缝间距为d的双缝屏。毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。 （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则_______。 A．看不到干涉现象 B．可观察到水平方向的干涉条纹 C．可观察到竖直方向的干涉条纹 （2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______。 A．可观察到明暗相间的白条纹 B．可观察到彩色条纹 C．观察不到干涉条纹 （3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________。分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为________ cm。 （4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，真实值______测量值。（填“大于”“小于”或“等于”） 37．（2023•江苏省天一中学期中）如图所示是利用双缝干涉测定光波波长的实验装置。关于本实验下列说法正确的是________。 A．双缝不动，将光源上下移动，则干涉条纹间距不变 B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距减小 C．将毛玻璃向远离双缝的方向移动，则干涉条纹间距减小 D．使用间距更大的双缝，则干涉条纹间距增大 38．（2023•扬州市高二期中）某同学利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 （1）（4分）下列说法正确的是________； A．若仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽 B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽 C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变宽 D．若去掉滤光片，将出现彩色干涉条纹 （2）（4分）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d＝2 mm，双缝与屏之间的距离为l＝0.80 m，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.445 mm，第6条亮条纹的读数为4.945 mm。由此求得红光的波长为________m。（计算结果保留三位有效数字） 39．（2023•扬州市高二期中）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距为0.2 mm的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离为500 mm。接通电源使光源正常工作。 （1）（2分）M、N、P三个光学元件依次为______。 A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．单缝片、滤光片、双缝片 D．双缝片、滤光片、单缝片 （2）（2分）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应______。 A．仅拨动拨杆 B．仅旋转滤光片 C．仅左右转动透镜 D．仅旋转测量头 （3）（2分）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可选用的方法是______。 A．改用频率更大的光 B．增大双缝间距 C．将屏幕向远离双缝的位置移动 D．将透镜向光源的位置移动 （4）（2分）正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图丙所示，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图a所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时游标卡尺（50分度的）如图b所示，读数为x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图c所示，此时游标卡尺如图d所示，读数为x2＝______mm。 （5）（2分）利用第（4）问测量结果，已知双缝与屏的距离为l，双缝间距为d，计算波长的公式λ＝______（用题目中给出的字母x1、x2、l、d表示）。 （6）（2分）如图丁所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则______。 A．不再产生干涉条纹 B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变 C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移 D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移 40．（2023•宿迁市高二检测）（1）（3分）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图甲所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是________。 A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当小些 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 （2）（6分）图乙所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的光学面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图丙所示。计算折射率时，用________（填“d”或“e”）点得到的值较小，用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。 41．（2023•南京江宁高二期中）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）（2分）确定P3位置的方法正确的是________； A．透过玻璃砖，P3挡住P2的像 B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）（2分）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2； （3）（2分）经过多次测量作出sin θ1－sin θ2的图像如图乙，玻璃砖的折射率为________；（保留三位有效数字） （4）（2分）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）； （5）（2分）该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是________。 A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8 42．（2023•江苏淮安中学高二期中）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、量角器、圆规、笔、图钉、白纸。 （1）（2分）下列措施能够提高实验准确程度的是________。 A．选用两光学表面间距大的玻璃砖 B．选用两光学表面平行的玻璃砖 C．选用粗一点的大头针完成实验 （2）（2分）某同学用图钉将白纸按在绘图板上，如图甲所示，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线。把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边与aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′。下列实验操作步骤的正确顺序是________。 ①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2的像挡住。 ②移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。 ③在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置。 ④改变入射角θ1，重复实验，记录相关测量数据。 ⑤用量角器测出入射角和折射角。 （3）（2分）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________。 （4）（2分）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n＝________。（用图中线段的字母表示） （5）（2分）如图丙所示，一同学在纸上画玻璃砖的两个界面aa′和bb′时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射率________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 考点四 光的偏振 43．（2023•南通市期中）如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同 C．只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零 D．只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零 44．（2023•扬州市邵伯高级中学阶段练习）如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是（　　） A．MP间为偏振光 B．PQ间为自然光 C．PQ间的光线亮度逐渐变暗 D．光屏N上的亮度逐渐变暗 45．（2023•江苏省大桥高级中学阶段练习）纳米科技是跨世纪新科技，若将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（　　） A．单色性 B．可调谐 C．高能量 D．相干性 46．（2023•南通市高二期中）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（　　） A．该魔术说明光是横波 B．该魔术对观众的观察角度有要求 C．只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D．该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求 47．（2023•苏州市阶段练习）电子产品中常用到发光二极管，其中一种是由半径为R的半球体透明介质和发光管芯组成，管芯发光部分是一个圆心与半球体介质的球心O重合的圆面，如图所示，PQ为发光圆面的直径，圆弧ABC在半球体介质过球心O的纵截面上，B、D分别为圆弧ABC、BDC的中心。由PQ上的M点发出的一条光线经D点折射出去后与OB平行，已知θ＝75°。 （1）（4分）求半球体介质的折射率及光从该介质射入空气中的临界角？ （2）（9分）为使从发光圆面射向半球面上的所有光线都能直接射出，则管芯发光圆面的面积最大为多少？ 48．（2023•电焊时会产生较强的紫外线，为减少紫外线的照射，电焊工防护面罩的镜面上要镀上一层膜，如紫外线中某成分在真空中的波长为λ0，镜面所镀膜对该紫外线的折射率为n，为更有效地减少这种紫外线通过镜面，镜面上镀膜的最小厚度应为（　　） A． B． C． D． 49．（2023•徐州市高二期中）如图所示是洛埃镜观察光的干涉现象的原理图（为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例）。线光源S发出波长为600 nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上（这些光对镜面的入射角接近90°）。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为洛埃镜干涉。洛埃镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 （1）（4分）画出光线SA、SB经镜面M反射的光路图（图中S′是S在平面镜中的像）？ （2）（4分）相邻两条亮条纹间距Δx是多大？ （3）（7分）屏D上出现干涉亮条纹的条数？ 50．（2023•淮安市金湖阶段练习）单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝与屏间距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、双缝与屏间距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，单色光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，升高温度，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化。在单色光波长已知的情况下，通过测量缝与屏间距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及其变化，进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是（　　） A．温度不变的情况下，单色光的波长越短，中央亮条纹宽度越宽 B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D．其他实验条件相同，狭缝到光屏的距离越大，测得金属的线膨胀系数越大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 光题型归纳 1、光的折射、全反射； 2、光的干涉与衍射； 3、实验：用双缝干涉测量光的波长；测定玻璃的折射率； 4、光的偏振。 考点一 光的折射、全反射 1．（2023•盐城市高二期中）如图是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，可能发生的光路是（　　） A．乙、丙 B．甲、丁 C．甲、丙 D．乙、丁 【答案】A 【解析】光线从O点上方射入玻璃砖时，在空气中的入射角大于玻璃砖中的折射角，则甲错误，乙正确；光线从下方射入玻璃砖时，在玻璃砖上表面的入射角小于射到空气中的折射角，则丙正确，丁错误。故选A。 2．（2023•南通市高二期中）如图所示，O点是半径为R的半圆形玻璃砖的圆心，P为底面上距O点R的一点，光线从P点以θ＝60°角射入玻璃砖。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃内表面的反射。 （1）若玻璃砖的折射率n＝1.5，求光线射入玻璃砖时折射角的正弦值？ （2）若光线从圆形表面射出后恰与入射光平行，求玻璃砖的折射率及光线在玻璃砖内传播的时间？ 【答案】（1）　（2）　 【解析】（1）设折射角为r，根据n＝，可得sin r＝＝＝ （2）根据题意作出光路图，如图所示 根据几何关系可知tan ∠OBP＝tan ∠BPA＝＝ 则∠OBP＝∠BPA＝30° 则n′＝＝＝ 光在玻璃砖中的传播速度v＝＝c 光在玻璃砖内的传播路程为sBP＝2sOP＝R 则光在玻璃砖内的传播时间为t＝＝。 3．（2023•无锡市辅仁中学高二期中）斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据题意，如图所示， 由折射定律可得，水的折射率为n＝，由几何关系可得sin i＝，sin r＝，又有AA′＝BB′，可得n＝，故选D。 4．（2023•江苏卷）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（　　） 【答案】A 【解析】根据折射定律n上sin θ上＝n下sin θ下，由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n下>n上，则θ下逐渐减小，画出光路图如图，则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。故选A。 5．（2022•江苏卷）如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求： （1）（4分）水的折射率n？ （2）（8分）两条折射光线之间的距离d？ 【答案】（1）tan θ　（2）Dtan θ 【解析】（1）设折射角为γ，根据几何关系可得γ＝90°－θ 根据折射定律可得n＝ 联立可得n＝tan θ （2）如图所示 根据几何关系可得 d＝·sin θ＝Dtan θ。 6．（2023•常州市高二期中）如图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α＝30°，紧贴直角边AC放置一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β＝45°角时，从AB面射出的光线与SO重合。 （1）（4分）画出光线SO进入棱镜的折射光线？ （2）（4分）求棱镜的折射率n？ （3）（5分）AO距离为a，光在真空中的速度为c，求光在棱镜中传播的时间？ 【答案】（1）见解析图　（2）　（3） 【解析】（1）从AB面射出的光线与SO重合，根据光路可逆，进入棱镜的折射光线应与AC垂直，光路图如图所示。 （2）入射角i＝90°－β＝45° 折射角r＝α＝30° 折射率n＝＝ （3）光在棱镜中传播速度v＝＝ 光在棱镜中传播的距离l＝asin α×2＝a 光在棱镜中传播的时间t＝＝。 7．（2023•淮安市高二期中）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，三棱镜的边长为l，真空中光速为c，不考虑多次反射。求： （1）该棱镜的折射率？ （2）光从E点进入三棱镜到离开三棱镜所用时间t？ 【答案】（1）　（2） 【解析】（1）由题图分析可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，由n＝ 得n＝ （2）设临界角为C，由sin C＝，得C>30° 光在F点不能发生全反射，即光在F点离开三棱镜，光在三棱镜中的传播速度v＝ 光在三棱镜中传播得距离为s＝ 光在三棱镜中传播时间t＝ 得t＝。 8．（2023•淮安市高二期中）光纤通信中信号传播的主要载体是光纤，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。下列关于光纤的说法中正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的小，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 【答案】C 【解析】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，A、B错误；波长越长，光在内芯中的折射率越小；频率越大，光在内芯中的折射率越大，根据v＝可知，波长越长的光在光纤中传播的速度越大，C正确，D错误。 9．（2023•南京市高二期末）自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n>）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（　　） A．平行于AC边的光线① B．平行于入射光线的光线② C．平行于CB边的光线③ D．平行于AB边的光线④ 【答案】B 【解析】设光线在棱镜与空气界面发生全反射的临界角为C临，折射率n>，且sin C临＝，得C临<45°，根据几何关系可知光线在AC面的入射角为45°，所以光线在AC面发生全反射，反射光线平行于AB，进而在BC面的入射角也为45°，也会发生全反射，最终垂直于AB射出棱镜，所以出射光线是平行于入射光线的光线②，故选B。 10．（2023•扬州市高二期中）如图所示，一长方体的透明介质，高度为a，上下两个面为边长为2.5a的正方形，底面中心有一单色点光源O，可向各个方向发出光线，该介质对光的折射率为，则介质的上表面被光照亮区域的面积为（　　） A．a2 B．πa2 C．2πa2 D．6.25a2 【答案】B 【解析】根据介质对光的折射率可知，临界角为sin C＝，C＝45°，由几何关系可得，当入射角为临界角时，在上表面能折射出光线的最大半径为a，小于边长2.5a的一半，因此光线在上表面能被光照亮的区域是半径为a的圆，所以面积为πa2。故选B。 11．（2023•南京市高三期中）由某种透明介质制成的一柱状体，其横截面AOB为圆，O点为圆心，圆半径为R。一束光垂直射向柱状体横截面的OA边，入射点C到圆心的距离为R，光恰好射到球面上D点（未画出）发生全反射后从OB边射出，已知光在真空中传播的速度为c。求： （1）（5分）该介质的折射率？ （2）（5分）该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间？ 【答案】（1）　（2） 【解析】（1）作出光路图如图所示 在△OCD中有sin θ＝＝ 解得θ＝60° 因恰好发生全反射，则临界角为C＝θ＝60° 可知折射率为n＝＝ （2）根据n＝ 可知光在介质中的传播速度为v＝＝c 根据光路图，光在介质中的路程为s＝Rcos θ＋R＝R 光在介质中传播的时间为t＝ 联立解得t＝。 12．（2023·镇江市丹阳高级中学高二期末）以光纤通信为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率n＝，其直径为d。 （1）（4分）求该光纤的临界角？ （2）（8分）若平行轴线射入的一束光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值？ 【答案】（1）45°　（2）（＋1）d 【解析】（1）根据临界角公式sin C＝＝ 则该光纤的临界角为C＝45° （2）不发生漏光就是所有光束都发生全反射，即需入射角最小值等于临界角，光路图如图所示 设内圆弧半径为r，根据几何知识有 sin θ＝＝ 解得内圆弧半径的最小值为r＝（＋1）d。 13．（2023•南京市高二阶段练习）如图所示，一束平行复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，则可知（　　） A．照射到金属板上的a光一定是蓝光 B．照射到金属板上的c光在棱镜中传播速度最小 C．照射到金属板上的a光波长最长 D．照射到金属板上的c光折射率最大 【答案】A 【解析】由题图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小，则a的频率最大，c的频率最小，所以c光应是红光，a光是蓝光，故A正确，D错误； c的折射率最小，根据v＝分析可知，c光在棱镜中传播速度最大，故B错误； a光频率最大，由c＝λf，知a光波长最短，故C错误。 14．（2023•北京市西城区高二期中）如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射入一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面的入射角为i，经过折射后射出到空气中，下列说法正确的是（　　） A．a光为红光，b光为蓝光 B．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 C．在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 D．若入射角i逐渐增大，则b光的折射光线首先消失 【答案】C 【解析】光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律可得n＝，其中γ是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式v＝可知a光在玻璃中的传播速度小，而a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c＝λf，a光在真空中的波长较短，则a光为蓝光，b光为红光，故C正确，A、B错误；若入射角i逐渐增大，则a光的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D错误。 15．（2023•南京市高二期末）如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为OA＝3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。（结果均可保留根号，光在真空中速度为c） （1）求池内的水深？ （2）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为DC＝2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接收的光线与竖直方向的夹角恰好为53°。sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求光线从A传到救生员眼睛所需时间？ 【答案】（1） m　（2） 【解析】（1）光由A射向B发生全反射，设入射角为θ 根据临界角与折射率的关系有sin θ＝ 得sin θ＝ 根据题意可知OA＝3.0 m，由几何关系可得 AB＝4 m，OB＝ m （2）光由A点射入救生员眼中时，设入射角为α 由折射定律有n＝ 解得sin α＝0.6，则可知cos α＝0.8 根据几何关系有AE＝＝ m DE＝＝ m 光在水中的速度v＝t＝＋＝ 16．（2023•盐城市高二期中）如图所示，玻璃砖的横截面ABC是直角三角形，∠A＝30°，BC边长为L，BC为镜面。一束与AC成37°的光束从AC边上的G点射入玻璃砖，在镜面BC边的反射光线EF与AC平行，E是BC的中点。已知真空中光速为c，（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。求： （1）玻璃砖的折射率n？ （2）该光束第一次射出玻璃砖的出射角θ？ （3）该光束从射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖的传播时间t？ 【答案】（1）1.6　（2）53°　（3） 【解析】（1）AC界面上，由几何关系可知入射角为i＝53° 折射角为γ＝30°，则折射率为n＝ 解得n＝1.6 （2）光路图如如图所示，在F点，入射角为i′＝60° 可知sin i′> 即在F点发生全反射，在F点全反射的光线在AC面的入射角为θ′＝30° 在AC面发生折射n＝ 解得θ＝53° （3）光束在玻璃中的速度为v＝ 由几何关系可知，光束在玻璃中的路程为d＝L＋L＋L＝2L 解得光束在玻璃中传播时间为t＝＝＝。 17．（2021•辽宁卷）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　） A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 【答案】C 【解析】由光路图可知a光的偏折程度比b光的小，因此a光的折射率小，频率小，由sin C＝可知，折射率越小发生全反射的临界角越大，故选C。 18．（2023•镇江市高二期中）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其中OD为直径，一束红、蓝复色光沿AO方向从真空射入玻璃，经折射后分别到达圆弧面上的B、C两点，两色光从O到圆弧面的时间分别记作tB和tC，下列说法正确的是（　　） A．OB是蓝光，tB<tC B．OB是蓝光，tB＝tC C．OB是红光，tB<tC D．OB是红光，tB＝tC 【答案】B 【解析】红光的折射率小于蓝光，所以蓝光偏折角度更大，OB是蓝光，光路如图 设任一光线的入射角为i，折射角为γ，光在玻璃中的传播路程为s，半圆柱体玻璃的半径为R，则光在玻璃中的速度为v＝，由几何知识可得s＝2Rsin γ，则光在玻璃中的传播时间为t＝＝，由折射定律得nsin γ＝sin i，即t＝，两光束的入射角相同，所以两束光在玻璃中传播时间相等，B正确。 19．（2024•无锡市高二期末）如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1∶2，一细光束以i＝45°的入射角射入球中，其中折射光线b刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　） A．a光的折射率小于 B．c光的折射率小于 C．b光线在空腔外表面可能发生全反射 D．c光线在空腔外表面可能发生全反射 【答案】B 【解析】令内圆半径为R，则外圆半径为2R，由于折射光线b刚好与内壁相切，令其折射角为θ，根据几何关系有sin θ＝＝，解得θ＝30°，则光线b的折射率为nb＝＝，根据图像可知，三种光线的入射角相等，折射角θa<θb<θc，则有na>nb>nc，即a光的折射率大于，c光的折射率小于，故A错误，B正确；对于b、c光线，根据几何关系可知从空气进入透明材料的折射角与从透明材料进入空气的入射角相等，根据光路可逆原理可知，b、c光线在空腔外表面均不能发生全反射，故C、D错误。 20．（2023•镇江市第一中学期中）一束范围足够大的平行激光束，垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱透镜上，如图所示，已知其中一条光线沿直线穿过透镜，它的入射点是O；另一条光线的入射点A，穿过透镜后两条光线交于P点，已知透镜在截面的圆半径为R，OA＝R，OP＝R，光在真空中的速度为c。 （1）（5分）求透镜材料的折射率？ （2）（3分）入射点为A的光从A传播到P所需的时间？ （3）（3分）光能从半圆柱透镜射出的入射光宽度x？ 【答案】（1）　（2）　（3） 【解析】（1）光路图如图所示， 一条光线沿直线进入透镜，在半圆面上的入射点为B，入射角为θ1，折射角为θ2，则sin θ1＝＝ 因为OP＝R 由几何知识得△OBP为等腰三角形，θ2＝60° 由折射定律可得透镜的折射率为n＝＝＝ （2）光在透镜中传播速度v＝ 入射点为A的光从A传播到P所需的时间t＝＋＝＋＝ （3）设从距O点处进入的光在半圆柱的界面恰好发生全反射，sin C＝ 又由sin C＝，解得x＝。 21．（2021•河北卷）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，圆心上下错开一定距离，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θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°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： （1）（5分）半圆柱体对该单色光的折射率？ （2）（8分）两个半圆柱体之间的距离d？ 【答案】（1） 　（2）（h−R/2） 【解析】（1）光从半圆柱体A射向空气，满足从光密介质到光疏介质，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出，即发生全反射，则有sin 60°＝ 解得n＝ （2）当入射角θ＝30°时，经两次折射光线沿半圆柱体B的半径出射，设折射角为r，光路如图 由折射定律有n＝ 由几何关系有tan r＝ 联立解得d＝（h−R/2）。 考点二 光的干涉与衍射 22．（2023•苏州市高二期末）用双缝干涉实验装置得到红光的干涉条纹。先增加光源与单缝之间的距离，再将光源与单缝之间的红色滤光片换为绿色滤光片，下列说法正确的是（　　） A．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变大 B．增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距变小 C．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变小 D．换为绿色滤光片后，得到的条纹间距变大 【答案】C 【解析】根据Δx＝λ可知，增加光源与单缝之间的距离后，得到的条纹间距不变，选项A、B错误；换为绿色滤光片后，波长变短，则得到的条纹间距变小，选项C正确，D错误。 23．（2023·常州市高二期中）如图，某同学观察肥皂膜干涉现象，将有肥皂膜的铁丝圈竖直挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色，在肥皂膜向光的一面上出现火焰的像，像上有明暗相间的条纹，关于这个现象，下列说法正确的是（　　） A．条纹形状是相互平行的竖直线 B．从上向下，条纹的间距越来越小 C．紫光的条纹数比黄光要少一些 D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的 【答案】B 【解析】肥皂膜前、后表面的两列反射光在前表面发生叠加，所以在肥皂膜的左侧出现条纹，由于同一水平面上厚度相同，则条纹是相互平行的水平线，故A、D错误；由于重力的作用，越向下，肥皂膜增加的厚度越来越大，那么越往下，条纹间距越来越小，故B正确；紫光的波长比黄光短，所以紫光的条纹密，条纹数多，故C错误。 24．（2023•扬州市高二期中）如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　） A．条纹是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间距相等 D．照射单色光的波长增大，相应条纹间距保持不变 【答案】B 【解析】凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的；因为圆面是曲面不是平面，所以光程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集，故B正确，A、C错误；若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。 25．（2023•宿迁市高二期中）在生产生活中，光的干涉应用非常广泛，下列图中没有涉及光的干涉现象的是（　　） A．阳光下彩色的肥皂膜　B．用单色光检测工件表面平整度 C．光导纤维传递光学信息　D．单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹 【答案】C 【解析】阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工件表面平整度为薄膜干涉现象，A、B错误；光导纤维传递光学信息利用光的全反射，没有涉及光的干涉现象，C正确；单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹为双缝干涉现象，D错误。 26．（2023•江苏卷）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（　　） A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍 【答案】B 【解析】根据双缝干涉条纹间距与波长的关系有Δx＝λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，则d乙＝d甲，故选B。 27．（2023•苏州市吴江区期中）如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的 B．干涉条纹是红黑相间的竖直条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏 【答案】A 【解析】干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的，A正确；干涉条纹是红黑相间的水平条纹，B错误；入射光如果换成紫光则波长变短，相邻亮条纹间距变小，故C错误；根据干涉条纹为亮条纹的条件可知，路程差是半波长的偶数倍，振动加强，可知如果薄膜上下两端的厚度差变大，干涉条纹间距将变小，条纹变密，故D错误。 28．（2023•扬州市高二期中）在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是（　　） A．只能看到同颜色的平行反射光 B．平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹 C．同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹 D．同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹 【答案】D 【解析】凸透镜下表面与平板玻璃上表面形成空气薄膜，下表面反射光和玻璃上表面反射光干涉叠加而成形成同心、内疏外密的圆环状干涉条纹。故选D。 29．（2023•徐州市高二期中）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，若在被检测平面上有一处凸起，则观察者从上往下看到的干涉条纹可能为（　　） 【答案】D 【解析】干涉条纹为竖直方向，如果被检测的平面某处凹下，则对应亮条纹（或暗条纹）提前出现，如果某处凸起，则对应的条纹延后出现，故选D。 30．（2023•镇江市高二期中）将一块平板玻璃以一定的倾角放置在另一块水平放置的平板玻璃之上，当光从上方入射后，从上往下可看到的干涉条纹，现只将下方玻璃缓慢向下平移，则此过程可观察到（　　） A．条纹之间的距离变大，条纹向左移动 B．条纹之间的距离不变，条纹向左移动 C．条纹之间的距离变大，条纹向右移动 D．条纹之间的距离不变，条纹向右移动 【答案】B 【解析】将下方玻璃缓慢向下平移，但两玻璃板夹角不变，则条纹之间的距离不变；由于在某处的薄膜厚度变大，显示原来较厚薄膜的条纹，则条纹向左移动。故选B。 31．（2021•山东卷）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（　　） 【答案】D 【解析】从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其路程差为Δx＝2d，即路程差为薄膜厚度的2倍，当路程差Δx＝nλ时此处为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在题图中相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，则薄膜的厚度变化率逐渐变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小，故选D。 32．（2023•南通市高二期中）太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑。当遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上会呈现①圆形光斑；②三角形光斑；③明暗相间的衍射条纹，则（　　） A．光屏上先后呈现的图样顺序是①②③ B．光屏上先后呈现的图样顺序是①③② C．由于光的直线传播产生的图样有①② D．由于光的直线传播产生的图样有②③ 【答案】C 【解析】发生明显衍射现象的条件是：光传播过程中碰到的障碍物或者小孔要比波长小或者差不多。由于光波波长很短，当遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，由于光在小孔较大的情况下沿直线传播，所以一开始是三角形光斑，当小孔较小时呈圆形光斑；由于光波波长很短，在小孔接近闭合时会出现衍射条纹，故C正确，A、B、D错误。 33．（2023•淮安市高二期中）抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（　　） A．这里应用的是光的直线传播现象 B．这里应用的是光的干涉现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 【答案】D 【解析】当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显衍射现象，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则纤维细丝变细，故D正确，A、B、C错误。 34．（2023•江苏省昆山中学高二月考）某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（　　） A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小 B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小 C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大 D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大 【答案】A 【解析】双缝干涉的图样是明暗相间条纹，且条纹宽度相同且等间距，故C、D错误；做单缝衍射实验时，缝越窄，衍射条纹越宽，故A正确，B错误。 考点三 实验：用双缝干涉测量光的波长、测定玻璃的折射率 35．（2023•镇江市高二期中）图甲为双缝干涉实验装置，现仅在单缝前加不同的滤光片，得到图乙、图丙所示的干涉图样。下列说法正确的是（　　） A．图甲中①是双缝，②是单缝 B．图乙中光的波长小于图丙中光的波长 C．增加单缝与双缝的距离，相邻亮纹的间距不变 D．某同学测出n条亮纹间的距离为a，则相邻亮纹的间距Δx＝ 【答案】C 【解析】题图甲中①是单缝，②是双缝，故A错误；根据Δx＝λ，可知题图乙中光的波长大于题图丙中光的波长，增加单缝与双缝的距离，相邻亮纹的间距不变，故C正确，B错误；某同学测出n条亮纹间的距离为a，则相邻亮纹的间距为Δx＝，故D错误。 36．（2023•盐城市高二期中）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用双缝间距为d的双缝屏。毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。 （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则_______。 A．看不到干涉现象 B．可观察到水平方向的干涉条纹 C．可观察到竖直方向的干涉条纹 （2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______。 A．可观察到明暗相间的白条纹 B．可观察到彩色条纹 C．观察不到干涉条纹 （3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________。分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为________ cm。 （4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，真实值______测量值。（填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】（1）C　（2）B　（3）　3.110　（4）小于 【解析】（1）单缝和双缝均沿竖直方向，因此得到的干涉条纹为竖直方向的干涉条纹。故选C。 （2）取下红色滤光片，通过单缝的为白光，因此得到的干涉条纹为彩色条纹。故选B。 （3）根据题意，相邻亮条纹之间的距离为Δx＝ 根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝λ 单色光波长λ＝ 20分度值的游标卡尺的精确度为0.05 mm，读数为31 mm＋2×0.05 mm＝31.10 mm＝3.110 cm （4）从题图可以看出，若条纹倾斜，则真实值小于测量值。 37．（2023•江苏省天一中学期中）如图所示是利用双缝干涉测定光波波长的实验装置。关于本实验下列说法正确的是________。 A．双缝不动，将光源上下移动，则干涉条纹间距不变 B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距减小 C．将毛玻璃向远离双缝的方向移动，则干涉条纹间距减小 D．使用间距更大的双缝，则干涉条纹间距增大 【答案】A 【解析】根据Δx＝λ可知双缝不动，将光源上下移动，干涉条纹间距不变，故A正确；将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距不变，故B错误；将毛玻璃向远离双缝的方向移动，L变大，则干涉条纹间距变大，故C错误；使用间距更大的双缝，则干涉条纹间距减小，故D错误。 38．（2023•扬州市高二期中）某同学利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 （1）（4分）下列说法正确的是________； A．若仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽 B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽 C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变宽 D．若去掉滤光片，将出现彩色干涉条纹 （2）（4分）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d＝2 mm，双缝与屏之间的距离为l＝0.80 m，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.445 mm，第6条亮条纹的读数为4.945 mm。由此求得红光的波长为________m。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】（1）D　（2）7.50×10－7 【解析】（1）相邻亮条纹间距Δx＝λ 蓝光波长小于红光波长，将红色滤光片换成蓝色滤光片，则相邻干涉条纹间距变窄，故A错误； 条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关，故B错误；相邻亮条纹间距Δx＝λ，仅增大双缝间的距离，即d增大，则Δx减小，故C错误；光源发出的光如果不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉现象，是复色光的干涉，故D正确。 （2）由题可知，条纹间距为Δx＝＝ mm＝0.3 mm 双缝与屏之间的距离为l＝0.80 m，双缝间的距离为d＝2 mm，由Δx＝λ 代入数据解得λ＝7.50×10－7 m。 39．（2023•扬州市高二期中）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距为0.2 mm的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离为500 mm。接通电源使光源正常工作。 （1）（2分）M、N、P三个光学元件依次为______。 A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．单缝片、滤光片、双缝片 D．双缝片、滤光片、单缝片 （2）（2分）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应______。 A．仅拨动拨杆 B．仅旋转滤光片 C．仅左右转动透镜 D．仅旋转测量头 （3）（2分）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可选用的方法是______。 A．改用频率更大的光 B．增大双缝间距 C．将屏幕向远离双缝的位置移动 D．将透镜向光源的位置移动 （4）（2分）正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图丙所示，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图a所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时游标卡尺（50分度的）如图b所示，读数为x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图c所示，此时游标卡尺如图d所示，读数为x2＝______mm。 （5）（2分）利用第（4）问测量结果，已知双缝与屏的距离为l，双缝间距为d，计算波长的公式λ＝______（用题目中给出的字母x1、x2、l、d表示）。 （6）（2分）如图丁所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则______。 A．不再产生干涉条纹 B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变 C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移 D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移 【答案】（1）A　（2）D　（3）C　（4）15.02　（5）　（6）C 【解析】（1）根据双缝干涉原理可知，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。故选A。 （2）分划板位于测量头上，若亮条纹与分划板竖线未对齐，通过旋转测量头，可使两者对齐。故选D。 （3）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹间距增大，根据Δx＝λ可知，可以增大波长，即改用频率更小的光，A错误；增大双缝间距，条纹间距减小，观察到的条纹个数增多，B错误；将屏幕向远离双缝的位置移动，即增大双缝与屏之间的间距，条纹间距增大，观察到的条纹个数减少，C正确；将透镜向光源的位置移动，条纹间距不变，观察到的条纹个数不变，D错误。 （4）根据游标卡尺的读数规律，该读数为15 mm＋0.02×1 mm＝15.02 mm （5）相邻亮条纹间距Δx＝＝ 根据Δx＝λ 解得λ＝ （6）若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则单缝到S1的距离小于单缝到S2的距离，在中央亮条纹处光程应该相等，即光从单缝出发，到光屏上的总距离相等，可知仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移。故选C。 40．（2023•宿迁市高二检测）（1）（3分）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图甲所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是________。 A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当小些 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 （2）（6分）图乙所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的光学面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图丙所示。计算折射率时，用________（填“d”或“e”）点得到的值较小，用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。 【答案】（1）BC　（2）d　e 【解析】（1）根据光路可逆性原理可知，光线一定会从另一侧表面射出，即使P1、P2的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像，故A错误；为了减小测量误差，入射角应适当大一些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小一些，故B正确；为了减小误差，将出射光线确定得更准确些，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确。 （2）依题意，连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，如图所示； 入射角一定，用d点计算折射率时，折射角大，所测折射率小；对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，从图中可知ec连线与入射光线平行，即用e点得到的值误差较小。 41．（2023•南京江宁高二期中）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）（2分）确定P3位置的方法正确的是________； A．透过玻璃砖，P3挡住P2的像 B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）（2分）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2； （3）（2分）经过多次测量作出sin θ1－sin θ2的图像如图乙，玻璃砖的折射率为________；（保留三位有效数字） （4）（2分）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）； （5）（2分）该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是________。 A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8 【答案】（1）C　（2）见解析图　（3）1.49　（4）偏小　（5）C 【解析】（1）确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像，故选C； （2）光路图如图所示： （3）根据n＝可知，图像sin θ1－sin θ2的斜率表示折射率，由图像可知玻璃砖的折射率为n＝≈1.49； （4）若P4位置画得偏左了一些，则P4、P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据n＝可知，测出来的折射率偏小； （5）光路图如图所示， 根据光路图可知，经过P1、P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6，故选C。 42．（2023•江苏淮安中学高二期中）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、量角器、圆规、笔、图钉、白纸。 （1）（2分）下列措施能够提高实验准确程度的是________。 A．选用两光学表面间距大的玻璃砖 B．选用两光学表面平行的玻璃砖 C．选用粗一点的大头针完成实验 （2）（2分）某同学用图钉将白纸按在绘图板上，如图甲所示，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线。把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边与aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′。下列实验操作步骤的正确顺序是________。 ①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2的像挡住。 ②移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。 ③在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置。 ④改变入射角θ1，重复实验，记录相关测量数据。 ⑤用量角器测出入射角和折射角。 （3）（2分）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________。 （4）（2分）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n＝________。（用图中线段的字母表示） （5）（2分）如图丙所示，一同学在纸上画玻璃砖的两个界面aa′和bb′时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射率________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】（1）A　（2）①③②⑤④　（3）D　（4）　（5）偏小 【解析】（1）为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确； 根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，故B错误； 为了准确画出光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，故C错误。 （2）实验操作步骤的正确顺序是①③②⑤④。 （3）入射光线与出射光线平行，并且光线在玻璃中与法线的夹角要小于光线在空气中与法线的夹角，故选D。 （4）由图可知sin θ1＝，sin θ2＝， 根据折射定律得n＝＝。 （5）作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律n ＝可知，折射率n偏小。 考点四 光的偏振 43．（2023•南通市期中）如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，则（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．自然光垂直于OO′方向振动的光波的强度不相同 C．只将A绕OO′轴旋转30°时，屏上透射光的强度不为零 D．只将B绕OO′轴旋转180°时，屏上透射光的强度几乎为零 【答案】C 【解析】光的偏振现象说明光是横波，A错误；自然光垂直于OO′各个方向振动的光波的强度都相同，B错误；自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕OO′轴旋转30°时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不为零，C正确；将B绕OO′轴旋转180°时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，D错误。 44．（2023•扬州市邵伯高级中学阶段练习）如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是（　　） A．MP间为偏振光 B．PQ间为自然光 C．PQ间的光线亮度逐渐变暗 D．光屏N上的亮度逐渐变暗 【答案】D 【解析】MP间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此PQ间为偏振光，故A、B错误；自然光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，使偏振片P由题图所示位置旋转90°的过程中，PQ间的光线亮度不变，屏上亮度逐渐变暗，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则光屏上光的亮度逐渐变暗，故C错误，D正确。 45．（2023•江苏省大桥高级中学阶段练习）纳米科技是跨世纪新科技，若将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（　　） A．单色性 B．可调谐 C．高能量 D．相干性 【答案】C 46．（2023•南通市高二期中）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（　　） A．该魔术说明光是横波 B．该魔术对观众的观察角度有要求 C．只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D．该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求 【答案】A 【解析】光的偏振现象说明光是横波，故A正确；任何角度的光都会发生偏振现象，不同角度的观众看到的现象相同，对观众的观察角度无要求，故B错误；偏振片的特点为当偏振片透振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片透振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，且部分重合，自然光通过两片透振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一块“挡板”，一片偏振片无法完成该魔术，故C、D错误。 47．（2023•苏州市阶段练习）电子产品中常用到发光二极管，其中一种是由半径为R的半球体透明介质和发光管芯组成，管芯发光部分是一个圆心与半球体介质的球心O重合的圆面，如图所示，PQ为发光圆面的直径，圆弧ABC在半球体介质过球心O的纵截面上，B、D分别为圆弧ABC、BDC的中心。由PQ上的M点发出的一条光线经D点折射出去后与OB平行，已知θ＝75°。 （1）（4分）求半球体介质的折射率及光从该介质射入空气中的临界角？ （2）（9分）为使从发光圆面射向半球面上的所有光线都能直接射出，则管芯发光圆面的面积最大为多少？ 【答案】（1）　45°　（2） 【解析】（1）由几何关系得光线射到D点的入射角、折射角分别为θ2＝30°、θ1＝45° 则半球体介质的折射率n＝＝ 又sin C＝ 解得临界角C＝45° （2）如图所示 由正弦定理得＝ 整理得sin α＝sin β 当β＝90°时，α最大，即从P或Q点垂直于PQ发出的光线射到球面上时入射角最大，则sin αmax＝ 所有光都能直接射出，应满足sin αmax≤sin C 解得r≤ 管芯发光圆面的面积最大为S＝π（）2＝。 48．（2023•电焊时会产生较强的紫外线，为减少紫外线的照射，电焊工防护面罩的镜面上要镀上一层膜，如紫外线中某成分在真空中的波长为λ0，镜面所镀膜对该紫外线的折射率为n，为更有效地减少这种紫外线通过镜面，镜面上镀膜的最小厚度应为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】为更有效地减少这种紫外线通过镜面，则最小厚度d＝，又有n＝＝＝，得镜面上镀膜的最小厚度应为d＝，故选B。 49．（2023•徐州市高二期中）如图所示是洛埃镜观察光的干涉现象的原理图（为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例）。线光源S发出波长为600 nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上（这些光对镜面的入射角接近90°）。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为洛埃镜干涉。洛埃镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 （1）（4分）画出光线SA、SB经镜面M反射的光路图（图中S′是S在平面镜中的像）？ （2）（4分）相邻两条亮条纹间距Δx是多大？ （3）（7分）屏D上出现干涉亮条纹的条数？ 【答案】（1）见解析图　（2）5.7×10－4 m　（3）11条 【解析】（1）光线SA、SB经镜面M反射的光路图如图所示 （2）相邻两条亮条纹间距为Δx＝λ＝×600×10－9 m＝5.7×10－4 m （3）根据几何关系得，区域中的最高点到镜面所在平面的距离为s1，有 ＝ 解得：s1＝9.0×10－3 m 区域中的最低点到镜面所在平面的距离为s2，有＝ 解得：s2＝×10－3 m 区域的宽度为Δs＝s1－s2≈6.33×10－3 m 又因为相邻两条亮条纹间距宽度为Δx＝5.7×10－4 m 所以屏D上出现干涉亮条纹的数目为n＝≈11条。 50．（2023•淮安市金湖阶段练习）单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝与屏间距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、双缝与屏间距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，单色光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，升高温度，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化。在单色光波长已知的情况下，通过测量缝与屏间距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及其变化，进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是（　　） A．温度不变的情况下，单色光的波长越短，中央亮条纹宽度越宽 B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D．其他实验条件相同，狭缝到光屏的距离越大，测得金属的线膨胀系数越大 【答案】C 【解析】温度不变的情况下，单色光的波长越短，衍射现象越不明显，中央亮条纹宽度越窄，A错误；相同实验条件下，金属的膨胀量越大，即狭缝越窄，衍射现象越明显，中央亮条纹宽度越宽，B错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，则狭缝越窄，说明金属膨胀量越大，C正确；金属的线膨胀系数取决于金属材料本身，与狭缝到光屏的距离无关，D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$