专题05 光学（期末知识清单）高二物理上学期鲁科版

专题05 光学 清单01 光的折射定律及折射率 1.折射定律 折射光线与入射光线、法线处在 内，折射光线与入射光线分别位于法线的 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 比，即n＝ 。 2．对折射率的理解 (1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小：v＝ 。 (2)折射率的大小不仅与 有关，还与光的 有关。同一种介质中， 越大的色光折射率越大，传播速度越 。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但 相同。 3．应用光的折射定律解题的一般思路 (1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 (2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 (3)注意在折射现象中，光路是 的。 清单02 光的全反射 1.光疏介质和光密介质 (1)定义：折射率 的介质称为光疏介质，折射率 的介质称为光密介质。 (2)对光疏介质和光密介质的理解 ①光疏介质和光密介质是相对而言的。 ②光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度 。 ③光从光密介质进入光疏介质时，折射角 入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角 入射角。 ④光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。 2.全反射 (1)定义：当光从 介质射向 介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越 ，而且越来越弱，反射光却越来越 。当入射角增大到某一角度，使折射角达到 时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射。这时的 叫作临界角。 (2)折射率与临界角的关系：sin C＝ 。 (3)发生全反射的条件 ①光从光密介质射入 介质。 ②入射角 临界角。 清单03 光的干涉 1．产生干涉的条件 两列光的频率 ，振动方向 ，且具有恒定的 差，才能产生稳定的干涉图样。 2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现 条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现 条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝ 。 3．薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 清单04 光的衍射 1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差 ，甚至比光的波长还 的时候，衍射现象才会明显。 2．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为 且 的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越 ，宽度越 ①中央是大且亮的 亮斑，周围分布着明暗相间的 圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越 ，宽度越 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是 光、离中央最远的是 光 中央是大且亮的 亮斑，周围是 间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 清单05 光的偏振 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 清单06 测定玻璃的折射率 实验目的 测量玻璃的折射率，掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。 实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而得出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。 实验器材 白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。 清单07 用双缝干涉测光的波长 验目的 1.理解双缝干涉实验原理。 2.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。 3.测定单色光的波长。 实验原理 如图所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示。 实验器材 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、 双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 【练习1】如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（　　）    A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．遇到障碍物时，a光更容易发生明显的衍射现象 C．该透明材料对这两种光的折射率 D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大 【练习2】如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以i=60°的入射角射入，折射角θ=30°，经过一系列全反射后从右端射出.已知光导纤维长L=1.2×104m，真空中的光速c=3×108m/s，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　） A．×10-5s B．×10-5s C．8×10-5s D．4×10-5s 【练习3】双缝干涉实验装置如图所示，双缝间距离为d，双缝到光屏间距为L，调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹，关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况。下列叙述中正确的是（　　） A．光屏上所有亮线都是两列光波的波峰与波峰叠加形成的 B．若将光屏向右或向左平移一小段距离，屏上不再有清晰的干涉条纹 C．若将双缝间距d减小，光屏上两相邻明条纹间距变大 D．若改用频率较大的色光进行实验，在其他条件不变的前提下，光屏上两相邻暗条纹间距变大 【练习4】如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由肥皂膜前、后表面的反射光叠加产生的 B．条纹形状是相互平行的竖直线 C．从上向下，条纹的间距越来越大 D．紫光的条纹数比黄光要少一些 【练习5】在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用红色平行光照射狭缝，光屏上出现如图所示的图样。可使中央亮条纹变宽的操作是（　　） A．增大平行光的宽度 B．减小单缝的宽度 C．减小屏到单缝的距离 D．改用绿色平行光照射 1．（23-24高二上·河南·期末）某透明材料制成的管道的横截面如图所示，a、b为同心圆。用一束单色光P沿与直径平行的方向射向管道，光束P进入材料的折射光线恰好与圆a相切，并与直径交于A点。已知b的半径是a的两倍，则该材料对单色光P的折射率为（　　） A．1.25 B．1.5 C． D． 2．（23-24高二下·福建福州·期末）随着科技的不断发展，光纤通讯技术已成为现代通信领域中最重要的技术之一，光纤通信利用光信号还传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势、在电话、互联网、电视、移动通信等领域得到广泛应用，如图所示，一条长直光导纤维的长度为d，一束单色光从右端面中点以的入射角射入时，恰好在纤芯与包层的分界面发生全反射，且临界角为C。已知光在空气中的传播速度等于真空光速c，若改变单色光的入射方向，则从右端射入的光能够传送到左端，光在光导纤维内传输的最长时间为（　　） A． B． C． D． 3．（23-24高二下·陕西榆林·期末）某同学利用如图所示的玻璃球（球心为O）模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以入射角射入玻璃球，折射后在B点发生反射，在C点再次折射后从玻璃球中射出，其中，玻璃球的半径为R，已知真空中的光速为c。单色光在玻璃球中沿路径传播的时间为（　　） A． B． C． D． 4．（24-25高二上·全国·期末）如图所示，一碗口直径为12cm的碗的中央深度为8cm。将碗注满水后，在碗底中央放置一颗黄豆，在距离水面12cm的水平面上有相邻位置相隔6cm的六个位置，六个位置处在同一直线上，其中位置1在碗中央的正上方。已知水的折射率为，则可以看到黄豆的位置（    ） A．有位置1、2、3 B．有位置1、2、3、4 C．有位置1、2、3、4、5 D．有位置1、2、3、4、5、6 5．（23-24高二下·辽宁·期末）如图所示，一透明圆柱体的底面圆周直径为d，圆柱体的高为。其中上底面的中心有一点光源向下底面发射红光，下底面恰好有一半的面积有光透出。真空中光速为c，不考虑二次反射，则下列说法中正确的是（  ） A．圆柱体对该单色光的折射率为 B．若换用紫光，下底面的透光面积会增大 C．经下底面射出的光线中时间最短的是 D．若增大圆柱体的高度，下底面的透光面积会减小 6．（23-24高二下·山东济南·期末）如图所示为双缝干涉装置示意图，双缝到光屏的距离为L，双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上，观察到光屏上O处为第0级亮纹的中心位置，A点为第2级亮条纹的中心位置，图中黑色表示亮条纹。现将光屏缓慢向左平移，该过程中A点由亮变暗的次数为（　　） A．4次 B．3次 C．2次 D．1次 7．（23-24高二下·安徽六安·期末）有两种透明物质甲、乙，知道其中一种为玻璃，另一种为水晶。某同学利用图示装置根据光的干涉原理对甲、乙两种物质进行鉴别，该同学上网查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率，他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间（充满之间的区域），通过单缝的某种单色光经过双缝、后在屏幕上形成明暗相间的条纹，测得两相邻亮条纹的间距分别为，且，已知双缝和屏幕的间距远大于双缝间的距离。下列说法正确的是（　　） A．透明物质甲为玻璃 B．光在甲中的传播速度小于在乙中的传播速度 C．该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为 D．透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为 8．（23-24高二下·山西太原·期末）用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的红光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是（　　） A．当把C换为蓝光时，条纹间距变大 B．图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 C．将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏 D．图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的 9．（23-24高二上·山东济南·期末）小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（　　） A． B． C． D． 10．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图所示、让太阳光（自然光）依次通过偏振片P和Q，并以光的传播方向为轴旋转P或Q，下列说法正确的是（　　）    A．太阳光是偏振光 B．仅旋转P时光屏上的光强发生变化 C．仅旋转Q时光屏上的光强不发生变化 D．该实验可以说明光是纵波 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 光学 清单01 光的折射定律及折射率 1.折射定律 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即n＝。 2．对折射率的理解 (1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小：v＝。 (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 3．应用光的折射定律解题的一般思路 (1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 (2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 (3)注意在折射现象中，光路是可逆的。 清单02 光的全反射 1.光疏介质和光密介质 (1)定义：折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。 (2)对光疏介质和光密介质的理解 ①光疏介质和光密介质是相对而言的。 ②光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。 ③光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。 ④光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。 2.全反射 (1)定义：当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射。这时的入射角叫作临界角。 (2)折射率与临界角的关系：sin C＝。 (3)发生全反射的条件 ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 清单03 光的干涉 1．产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3．薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 清单04 光的衍射 1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 2．衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠近两侧，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 清单05 光的偏振 1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。 2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。 3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。 4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 清单06 测定玻璃的折射率 实验目的 测量玻璃的折射率，掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。 实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而得出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。 实验器材 白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。 清单07 用双缝干涉测光的波长 验目的 1.理解双缝干涉实验原理。 2.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。 3.测定单色光的波长。 实验原理 如图所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝S时发生衍射，这时单缝S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ、双缝间距离d及双缝与屏的距离l有关，其关系式为：Δx＝λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图所示。 实验器材 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、 双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 【练习1】如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（　　）    A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．遇到障碍物时，a光更容易发生明显的衍射现象 C．该透明材料对这两种光的折射率 D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大 【答案】A 【详解】AC．根据折射定律 可知该透明材料对这两种光的折射率 根据 可知在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确，C错误； B．波长越长时，越容易发生明显衍射现象，b光波长较大，更容易发生明显的衍射现象，故B错误； D．根据临界角与折射率的关系 可知，b光的临界角较大，故D错误。 故选A。 【练习2】如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以i=60°的入射角射入，折射角θ=30°，经过一系列全反射后从右端射出.已知光导纤维长L=1.2×104m，真空中的光速c=3×108m/s，则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　） A．×10-5s B．×10-5s C．8×10-5s D．4×10-5s 【答案】C 【详解】由光的折射定律可知光导纤维材料的折射率为 激光在介质中传播的速度为 激光在光导纤维中传输所经历的时间为 故选C。 【练习3】双缝干涉实验装置如图所示，双缝间距离为d，双缝到光屏间距为L，调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹，关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况。下列叙述中正确的是（　　） A．光屏上所有亮线都是两列光波的波峰与波峰叠加形成的 B．若将光屏向右或向左平移一小段距离，屏上不再有清晰的干涉条纹 C．若将双缝间距d减小，光屏上两相邻明条纹间距变大 D．若改用频率较大的色光进行实验，在其他条件不变的前提下，光屏上两相邻暗条纹间距变大 【答案】C 【详解】A．干涉条纹间的亮线是由于两反射光波波峰与波峰、波谷与波谷的叠加形成的，故A错误； B．将光屏向左平移一小段距离，或右移一小段距离，屏上都仍有清晰的干涉条纹，故B错误； CD．根据双缝干涉条纹的间距公式知双缝间距d减小，光屏上两相邻明条纹间距变大，若改用频率较大的色光进行实验，即波长变短，在其他条件不变的前提下，光屏上两相邻暗条纹间距变小，故C正确，D错误。 故选C。 【练习4】如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是由肥皂膜前、后表面的反射光叠加产生的 B．条纹形状是相互平行的竖直线 C．从上向下，条纹的间距越来越大 D．紫光的条纹数比黄光要少一些 【答案】A 【详解】A．干涉条纹是左、右两个表面的反射光叠加产生的，故A正确； B．同一水平面上膜的厚度相同，所以条纹形状是相互平行的水平线，故B错误； C．由于肥皂膜的重力，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C错误； D．紫光的波长比黄光短，所以紫光的条纹密，条纹数多，故D错误。 故选A。 【练习5】在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用红色平行光照射狭缝，光屏上出现如图所示的图样。可使中央亮条纹变宽的操作是（　　） A．增大平行光的宽度 B．减小单缝的宽度 C．减小屏到单缝的距离 D．改用绿色平行光照射 【答案】B 【详解】要使中央亮条纹变宽，即使衍射现象更明显，则可减小单缝的宽度，或者改用波长更大的平行光照射，因绿光的波长小于红光，则改用绿色平行光照射不能使中央亮纹变宽。 故选B。 1．（23-24高二上·河南·期末）某透明材料制成的管道的横截面如图所示，a、b为同心圆。用一束单色光P沿与直径平行的方向射向管道，光束P进入材料的折射光线恰好与圆a相切，并与直径交于A点。已知b的半径是a的两倍，则该材料对单色光P的折射率为（　　） A．1.25 B．1.5 C． D． 【答案】D 【详解】连线如图所示，已知b的半径是a的两倍，且根据几何关系可知，光线入射点与O点、B点组成正三角形，所以P光线入射角为，折射角为，折射率为 故选D。 2．（23-24高二下·福建福州·期末）随着科技的不断发展，光纤通讯技术已成为现代通信领域中最重要的技术之一，光纤通信利用光信号还传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势、在电话、互联网、电视、移动通信等领域得到广泛应用，如图所示，一条长直光导纤维的长度为d，一束单色光从右端面中点以的入射角射入时，恰好在纤芯与包层的分界面发生全反射，且临界角为C。已知光在空气中的传播速度等于真空光速c，若改变单色光的入射方向，则从右端射入的光能够传送到左端，光在光导纤维内传输的最长时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】光在内芯与包层的界面恰好发生全反射，则有又得光在内芯的传播速度为当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传播的路程为则最长时间故选D。 3．（23-24高二下·陕西榆林·期末）某同学利用如图所示的玻璃球（球心为O）模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以入射角射入玻璃球，折射后在B点发生反射，在C点再次折射后从玻璃球中射出，其中，玻璃球的半径为R，已知真空中的光速为c。单色光在玻璃球中沿路径传播的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】过OB做辅助线交圆周，如图所示 由几何关系可知，该光折射角为，由题意可知，入射角为，由折射定律得折射率为 由几何关系可知，有 由于对称性，所以光线运动的距离为 光在玻璃中的速度为v，有 光在玻璃砖中的时间为t，有 故选D。 4．（24-25高二上·全国·期末）如图所示，一碗口直径为12cm的碗的中央深度为8cm。将碗注满水后，在碗底中央放置一颗黄豆，在距离水面12cm的水平面上有相邻位置相隔6cm的六个位置，六个位置处在同一直线上，其中位置1在碗中央的正上方。已知水的折射率为，则可以看到黄豆的位置（    ） A．有位置1、2、3 B．有位置1、2、3、4 C．有位置1、2、3、4、5 D．有位置1、2、3、4、5、6 【答案】B 【详解】光由水射向空气，临界角为C，满足而光由黄豆射向碗的边沿显然光没有发生全反射，由折射定律解得即由几何关系，在水面上方，与位置2右侧距离的范围内，均可观察到黄豆，故位置有1、2、3、4。故选B。 5．（23-24高二下·辽宁·期末）如图所示，一透明圆柱体的底面圆周直径为d，圆柱体的高为。其中上底面的中心有一点光源向下底面发射红光，下底面恰好有一半的面积有光透出。真空中光速为c，不考虑二次反射，则下列说法中正确的是（  ） A．圆柱体对该单色光的折射率为 B．若换用紫光，下底面的透光面积会增大 C．经下底面射出的光线中时间最短的是 D．若增大圆柱体的高度，下底面的透光面积会减小 【答案】A 【详解】A．上底面的中心有一点光源向下底面发射红光，设射到A点光线刚好发生全反射 下底面恰好有一半的面积有光透出，则 得 根据题意 根据几何关系 又 所以 故A正确； B．若换用紫光，折射率增大，临界角减小，下底面的透光面积会减小，故B错误； C．光在圆柱体中传播的速度 经下底面射出的光线中时间最短的是 故C错误； D．若增大圆柱体的高度，临界角不变，下底面的透光面积会增大，故D错误。 故选A。 6．（23-24高二下·山东济南·期末）如图所示为双缝干涉装置示意图，双缝到光屏的距离为L，双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上，观察到光屏上O处为第0级亮纹的中心位置，A点为第2级亮条纹的中心位置，图中黑色表示亮条纹。现将光屏缓慢向左平移，该过程中A点由亮变暗的次数为（　　） A．4次 B．3次 C．2次 D．1次 【答案】C 【详解】根据干涉条纹间距公式有 令A到O的间距为h，则有 光屏缓慢向左平移，则有 解得 因原来OA之间有2条亮纹，现在变为4条亮纹，可知该过程中A点由亮变暗的次数为2次。 故选C。 7．（23-24高二下·安徽六安·期末）有两种透明物质甲、乙，知道其中一种为玻璃，另一种为水晶。某同学利用图示装置根据光的干涉原理对甲、乙两种物质进行鉴别，该同学上网查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率，他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间（充满之间的区域），通过单缝的某种单色光经过双缝、后在屏幕上形成明暗相间的条纹，测得两相邻亮条纹的间距分别为，且，已知双缝和屏幕的间距远大于双缝间的距离。下列说法正确的是（　　） A．透明物质甲为玻璃 B．光在甲中的传播速度小于在乙中的传播速度 C．该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为 D．透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为 【答案】B 【详解】AB．双缝干涉时，相邻两亮条纹的间距 λ为光在介质中传播时的波长，介质对光的折射率 其中为光在介质中传播时的速度，  为光在真空中传播时的波长，因 故有 进而可知 即透明物质甲为水晶，故A错误，B正确； CD．再据，可知 据 可有 故CD错误。故选B。 8．（23-24高二下·山西太原·期末）用图甲所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。A为标准平板玻璃，B为被检查平板玻璃，在A、B右端夹入薄纸片，C为入射的红光，图乙是俯视图甲观察到的干涉条纹。下列选项正确的是（　　） A．当把C换为蓝光时，条纹间距变大 B．图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 C．将薄纸片向右移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏 D．图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的 【答案】C 【详解】A．当把C换为蓝光时，蓝光的波长小于红光，可知条纹间距变小，选项A错误； B．图乙中弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故B错误； C．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，将薄纸片向右移动少许，空气膜的劈角变小，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大，所以相邻亮条纹间距应变大，观察到干涉条纹变稀疏，故C正确； D．图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的，选项D错误。 故选C。 9．（23-24高二上·山东济南·期末）小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成的干涉条纹，在入射光为复色光时，出现彩色条纹，因为重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，由于干涉条纹的间距上疏下密，故越向下肥皂膜厚度变化越来越大。 故选D。 10．（23-24高二下·山东烟台·期末）如图所示、让太阳光（自然光）依次通过偏振片P和Q，并以光的传播方向为轴旋转P或Q，下列说法正确的是（　　）    A．太阳光是偏振光 B．仅旋转P时光屏上的光强发生变化 C．仅旋转Q时光屏上的光强不发生变化 D．该实验可以说明光是纵波 【答案】B 【详解】AD．太阳光是非偏振光，偏振现象说明了光是一种横波，故AD错误； BC．P是起偏器，Q是检偏器，仅旋转P或Q时，光屏上的光强会发生变化，故B正确，C错误。 故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$