专题05 光学【考题猜想】（32题8大类型）-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（鲁科版2019）

专题05 光学 【题型1 光的折射定律及折射率】 1 【题型2 光的全反射】 3 【题型3 光的双缝干涉】 5 【题型4 光的薄膜干涉】 6 【题型5 光的衍射】 8 【题型6 光的偏振】 9 【题型7 测量玻璃的折射率】 11 【题型8 用双缝干涉测量光的波长】 13 【题型1 光的折射定律及折射率】 1．如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如下图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A．1 B． C．3 D．无法确定 2．导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行于MN且与MN相距的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。真空中的光速为c。则（    ） A．绿光在采光球中的传播速度为 B．红光一定能从N点上方射出 C．若为紫光，折射光线有可能经过O点 D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率 3．如图所示，中空的玻璃球内径为R，外径为，球心为O，用激光水平向右照射球心所在的竖直截面，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，光束在内界面恰好发生全反射后从D点射出，已知点C到AB的竖直距离，CD平行于AB，光在真空中传播的速度为c，不考虑多次反射，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球的折射率为 B．光在玻璃球中传播的路程为 C．光在玻璃球中传播的时间为 D．出射光线方向水平向右 4．如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，已知这部分光照射圆弧AC的弧长为，则（　　） A．该材料的折射率为 B．该材料的临界角为45° C．光在该材料中传播速度为c D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为 【题型2 光的全反射】 5．右图是某种新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，其中MQ为直径，一束单色光以入射角从空气射向圆心O，下列说法正确的是（　　） A．光纤通信应用了光的衍射 B．单色光从MQ射入光导纤维时，折射角大于入射角 C．若时，单色光刚好不从MN射出，则光导纤维的折射率为 D．若光导纤维的折射率为2，则无论入射角多大，单色光都不会从MN或QP射出 6．真空中半径为的半圆柱体玻璃的横截面如图所示，其上方固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃底面上的点垂直射入，从玻璃侧面上的点射出，经平面镜反射后从玻璃侧面再次进入玻璃，从点垂直玻璃底面射出。已知、两点间的距离为，平面镜与玻璃底面间的距离为，则（    ） A．玻璃的折射率为 B．光从点折射进入真空时与法线的夹角为60° C．仅将平面镜下移，光仍能从点垂直玻璃底面射出 D．仅改变入射点的位置，光在玻璃内侧面不可能发生全反射 7．如图甲为一种检测油深度的油量计，竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，油到达不了的部分是亮区，图乙是油量计结构图，取其中一个锯齿研究，锯齿的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿下端刚接触到油桶的底部，透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．光由上面射入塑料板中，在三角形部分发生全反射时上面看起来才会明亮 C．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 D．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成亮区 8．如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙所示，管芯的发光面紧贴半球形透明介质，人们能从半球形表面看到发出的光。已知半球球心O点为发光面AB的中心点，半球和发光面的半径分别为R和r，则下列说法正确的是（    ） A．发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化 B．若半球形表面的任意位置都有光射出，则透明介质折射率应大于 C．若透明介质的折射率为1.7，发光面的直径为2mm，为了半球形表面的任意位置都有光射出，R必须大于1.7mm D．已知从O点发出的光在半球形介质中的传播时间为t，真空中的光速为c，则半球形介质的折射率 为 【题型3 光的双缝干涉】 9．如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中为双缝，为光屏，实验中观察到屏上点为中央亮纹的中心，为第一级亮纹的中心。在其它条件不变的情况下，若将屏向右平移一段距，则（　　） A．屏上O点可能为暗纹的中心 B．屏上位置仍然可能为亮纹的中心 C．屏上位置可能为暗纹的中心 D．屏上干涉条纹间距将变小 10．利用洛埃镜可以测量光的波长，其原理和杨氏双缝干涉实验相同。S为单色光源，M为水平放置的平面镜，S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为b，下列判断正确的是（　　） A．若条纹间距为d，则单色光波长为 B．仅增大a，条纹间距增大 C．仅增大b，条纹间距增大 D．仅将平面镜向左平移一小段距离，条纹间距增大 11．某实验小组同学采用图甲所示装置（原理图）研究光的干涉现象，狭缝和间的距离、狭缝和的宽度、狭缝到光屏的距离均可调。一束红单色光通过该装置得到的干涉图样如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A．干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等 B．若只换成一束绿单色光，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大 C．若增大狭缝到光屏的距离，同时减小两狭缝、的宽度，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大 D．若减小狭缝到光屏的距离，同时减小两狭缝、间的距离，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小 12．双缝干涉实验装置的截面图如图所示，O点为、连线中垂线与光屏的交点，光源发出的波长为的光，O点出现亮条纹。现在右侧垂直放置一块玻璃片，玻璃对该波长光的折射率为1.5，不计光在玻璃片表面的反射，要使O点仍出现亮条纹，则玻璃片的厚度可能是（　　） A． B． C． D． 【题型4 光的薄膜干涉】 13．如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图乙所示条纹中的P和Q情况，这说明（　　） ①N的上表面A处向上凸起 ②N的上表面B处向上凸起 ③N的上表面A处向下凹陷 ④N的上表面B处向下凹陷 A．①④ B．②③ C．①② D．③④ 14．在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是（　　） A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样 B．干涉条纹的分布上疏下密 C．将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角 D．若换用紫光照射，则条纹间距将变大 15．某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。厚度相同的两块材料甲置于水平放置的厚度均匀的两玻璃平板之间，上表面倾斜的材料乙放在上玻璃板正下方。单色光垂直照射到上玻璃板上，可观察到干涉条纹。则下列说法正确的是（　　） A．条纹是由上玻璃板上下表面的反射光叠加产生的 B．若换用波长更长的单色光，条纹间距将变窄 C．若材料甲膨胀更明显，则温度升高时条纹间距会变宽 D．只有温度升高时观察到条纹向左移动，说明材料甲膨胀更明显 16．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 【题型5 光的衍射】 17．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激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（　　） A．这里应用的是光的干涉现象 B．这里应用的是光的直线传播性 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 18．如图所示的四种明暗相间的条纹，是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样，图中黑色部分代表亮条纹，对下列四幅图分析正确的是（　　） A．A是红光的衍射条纹 B．B是红光的衍射条纹 C．C图对应的色光频率更小 D．在同种介质中D图对应的色光波长更大 19．如图所示，一束激光照在一个很小的不透明的圆盘上，在影的中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（　　） A．“泊松亮斑”的形成说明光能发生干涉 B．“泊松亮斑”的形成说明光能发生衍射 C．“泊松亮斑”的形成说明光能发生偏振 D．“泊松亮斑”的形成说明光沿直线传播 20．如图所示为光分别通过狭缝、圆孔后产生的衍射图样（缝和孔的形状标于各图的右下方）。当光通过正四边形小孔时，会在光屏上产生的衍射图样是下列四幅图中哪个（　　） A． B． C． D． 【题型6 光的偏振】 21．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是（　　） A．电灯S发出的光是偏振光 B．以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C．将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D．以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 22．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验说明（　　） A．光在真空中可以传播 B．光是一种横波 C．光是一种纵波 D．光能发生衍射现象 23．鉴别奶粉的质量，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法错误的是（　　） A．到达O处的光的强度会明显减弱 B．到达O处的光的强度不会明显减弱 C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于α D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于α 24．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．该魔术说明光是纵波 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有要求 【题型7 测量玻璃的折射率】 25．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测量的相关角度如图甲所示。 (1)下列说法正确的是（　　） A．在插P3和P4时，只需要P4挡住P3即可确定出射光线的光路 B．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 C．实验中入射角θ适当偏大一点，测量结果越准确 D．实验中大头针P1、P2越靠近法线测量结果越准确 (2)由于实验时忘了携带刻度尺、量角器等工具，该同学利用坐标纸进行数据处理，他利用图乙可以计算出玻璃砖的折射率为 。 (3)“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，如图丙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率 。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 26．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 (1)关于此实验，下列说法中正确的是（   ） A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 (2)如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值 。（用r、R表示） 27．某同学为了测量横截面为正三角形的三棱镜的折射率，先将白纸平铺在水平桌面上并用图钉固定，然后将三棱镜平放在白纸上，在白纸上画出三棱镜的轮廓，如图所示，在棱镜的左侧插上两枚大头针和，然后在棱镜的右侧观察的像和的像，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针和，使挡住、的像，挡住、、的像.在白纸上标出大头针的位置。 (1)在图上画出对应的光路 ； (2)为了测出三棱镜的折射率，以AB作为分界面，则需要测量的量是 和 ，在图上标出它们.三棱镜的折射率 ； (3)若在测量过程中，三棱镜的位置向右发生了微小平移，则三棱镜折射率的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 28．某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系Oxy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示； ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 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（a）所示，则 cm； (2)步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 ； (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为 ，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为 。（结果保留3位有效数字） (4)若改变入射角会在挡板上得到两个亮斑、，O点到、的距离分别为、，则玻璃的折射率的表达式为 。 【题型8 用双缝干涉测量光的波长】 29．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。 (1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点： A．单缝和双缝必须垂直放置            B．干涉条纹与双缝平行 C．干涉条纹疏密程度与双缝间距无关    D．干涉条纹间距与光的波长无关 以上几点中你认为正确的是 。 (2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的螺旋测微器的示数如图乙所示，该读数为 。 (3)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，如图丙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 30．某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示. (1)图甲中虚线框位置的组件名称是 ，它的作用是获得 光； (2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为 mm； (3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为 m（保留两位有效数字）； (4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距 （填“变大”“变小”或“不变”）. 31．小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验， (1)某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是________。 A．增加光源的功率 B．将毛玻璃换成透明玻璃 C．调节测量头的位置 (2)下列图示中条纹间距表示正确的是 。 (3)如图所示是小沈同学又参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中________。 　 A．单缝与双缝的间距一定较大 B．光强度较小 C．光源到双缝的距离较大 D．双缝到光传感器的距离可能较小 32．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、 、 、 、A； (2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的 ； A． B． C． D． (3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将 ；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将 ；（均选填“变宽”“变窄”或“不变”） (4)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数 mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为 mm； (5)已知双缝间距d为m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式λ= ，求得所测红光波长为 mm。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 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 【题型1 光的折射定律及折射率】 1 【题型2 光的全反射】 5 【题型3 光的双缝干涉】 9 【题型4 光的薄膜干涉】 12 【题型5 光的衍射】 14 【题型6 光的偏振】 16 【题型7 测量玻璃的折射率】 18 【题型8 用双缝干涉测量光的波长】 23 【题型1 光的折射定律及折射率】 1．如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如下图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A．1 B． C．3 D．无法确定 【答案】B 【详解】设光线由透明介质射向空气的入射角为，则 即 所以，透明介质的折射率为 故选B。 2．导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行于MN且与MN相距的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。真空中的光速为c。则（    ） A．绿光在采光球中的传播速度为 B．红光一定能从N点上方射出 C．若为紫光，折射光线有可能经过O点 D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率 【答案】B 【详解】A．根据题意画出绿光的光路图，如图所示，根据几何关系有，采光球对绿光的折射率则绿光在采光球中的传播速度为故A错误； B．该种透明材料对红光的折射率比对绿光的小，则红光一定能从点上方射出，故B正确； C．紫光的折射光线不可能经过点，如果经过点，折射角为0°，C错误； D．光由光密介质射向光疏介质可能发生全反射，则涂层折射率应大于管壁折射率，故D错误。 故选B。 3．如图所示，中空的玻璃球内径为R，外径为，球心为O，用激光水平向右照射球心所在的竖直截面，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，光束在内界面恰好发生全反射后从D点射出，已知点C到AB的竖直距离，CD平行于AB，光在真空中传播的速度为c，不考虑多次反射，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球的折射率为 B．光在玻璃球中传播的路程为 C．光在玻璃球中传播的时间为 D．出射光线方向水平向右 【答案】D 【详解】A．根据题意画出光路图 根据几何关系可知 则 设全反射点为E，由，，可知，临界角为 根据临界角公式有 故A错误； B．根据几何关系可知 故B错误； C．光在介质中的传播速度为 传播时间为 故C错误； D．介质的折射率不变，根据折射定律可知出射光线方向水平向右，故D正确 。 故选D。 4．如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，已知这部分光照射圆弧AC的弧长为，则（　　） A．该材料的折射率为 B．该材料的临界角为45° C．光在该材料中传播速度为c D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为 【答案】D 【详解】AB．设弧长为的圆弧所对的圆心角为根据几何知识，全反射的临界角为根据全反射条件解得选项AB错误； C．由公式可知，光在材料中传播速度选项C错误； D．由题意可知，沿方向到达面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，做出如图所示光路图，有几何关系可知光从光源到面的传播距离为，材料中的传播距离为在材料中的传播时间为光在空气中传播的时间为点光源发出的光射到面上的最长时间为故D正确。故选D。 【题型2 光的全反射】 5．右图是某种新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，其中MQ为直径，一束单色光以入射角从空气射向圆心O，下列说法正确的是（　　） A．光纤通信应用了光的衍射 B．单色光从MQ射入光导纤维时，折射角大于入射角 C．若时，单色光刚好不从MN射出，则光导纤维的折射率为 D．若光导纤维的折射率为2，则无论入射角多大，单色光都不会从MN或QP射出 【答案】D 【详解】A．光纤通信应用了光的全反射，故A错误； B．单色光从射入光导纤维时，即从光疏介质进入光密介质，折射角小于入射角，故B错误； C．若时，单色光刚好不从射出，光路图如图甲所示 根据折射定律 临界角为 根据几何关系有 则光导纤维的折射率为 故C错误； D．无论入射角为多少，单色光都不会从或射出，光导纤维的折射率最小时，光路图如图乙所示 根据折射定律 临界角为 根据几何关系有 则光导纤维的折射率最小值为 故若光导纤维的折射率为2，则无论入射角为多少，单色光都不会从或射出，故D正确。 故选D。 6．真空中半径为的半圆柱体玻璃的横截面如图所示，其上方固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃底面上的点垂直射入，从玻璃侧面上的点射出，经平面镜反射后从玻璃侧面再次进入玻璃，从点垂直玻璃底面射出。已知、两点间的距离为，平面镜与玻璃底面间的距离为，则（    ） A．玻璃的折射率为 B．光从点折射进入真空时与法线的夹角为60° C．仅将平面镜下移，光仍能从点垂直玻璃底面射出 D．仅改变入射点的位置，光在玻璃内侧面不可能发生全反射 【答案】B 【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示 结合几何关系有 ， 过点作的垂线，可知上下两个三角形全等，知，所以，玻璃的折射率为 故A错误，B正确； C．将平面镜下移，光在平面镜上的反射点左移，对称性被破坏，光不能从点垂直玻璃底面射出，故C错误； D．根据又解得可知，当时，光在玻璃砖内侧面发生全反射，故D错误。故选B。 7．如图甲为一种检测油深度的油量计，竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，油到达不了的部分是亮区，图乙是油量计结构图，取其中一个锯齿研究，锯齿的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿下端刚接触到油桶的底部，透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．光由上面射入塑料板中，在三角形部分发生全反射时上面看起来才会明亮 C．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 D．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成亮区 【答案】B 【详解】AB．如图所示，油到达不了的部分是矩形窗口中观察到的亮区，即光由上面射入塑料板中，在三角形部分从塑料板射向空气中发生全反射，上面看起来才会明亮，光从透明塑料板射向空气，发生全反射的条件是折射率 即透明塑料的折射率大于或等于，故A错误，B正确； CD．透明塑料的折射率小于油的折射率，光在塑料锯齿和油的界面处不能发生全反射，而是在塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故CD错误。 故选B。 8．如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙所示，管芯的发光面紧贴半球形透明介质，人们能从半球形表面看到发出的光。已知半球球心O点为发光面AB的中心点，半球和发光面的半径分别为R和r，则下列说法正确的是（    ） A．发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化 B．若半球形表面的任意位置都有光射出，则透明介质折射率应大于 C．若透明介质的折射率为1.7，发光面的直径为2mm，为了半球形表面的任意位置都有光射出，R必须大于1.7mm D．已知从O点发出的光在半球形介质中的传播时间为t，真空中的光速为c，则半球形介质的折射率为 【答案】C 【详解】A. 光的颜色由频率决定，发光面射出的光进入透明介质后，光的频率不发生改变，光的颜色不变，A错误； B. 从发光面的边缘A点或B点沿垂直AB方向射出的光线有最大的入射角，如果此时不发生全反射，那么半球形表面的任意位置都有光射出，可得则有透明介质的折射率应小于，B错误； C. 由可得则R必须大于1.7mm，C正确； D. 光在该介质中的传播速度为从O点发出的光在介质中的传播时间为可得，D错误。故选C。 【题型3 光的双缝干涉】 9．如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中为双缝，为光屏，实验中观察到屏上点为中央亮纹的中心，为第一级亮纹的中心。在其它条件不变的情况下，若将屏向右平移一段距，则（　　） A．屏上O点可能为暗纹的中心 B．屏上位置仍然可能为亮纹的中心 C．屏上位置可能为暗纹的中心 D．屏上干涉条纹间距将变小 【答案】C 【详解】A．屏上O点到两个光源的距离相等，仍然为中央亮纹，A错误； BCD．根据 屏向右平移，L增大，可知相邻干涉条纹间距离增大，原来屏上位置是第一级亮纹的中心，现在第一条亮纹向外移动，位置可能是暗纹的中心，不可能是亮纹中心。 BD错误，C正确。 故选C。 10．利用洛埃镜可以测量光的波长，其原理和杨氏双缝干涉实验相同。S为单色光源，M为水平放置的平面镜，S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为b，下列判断正确的是（　　） A．若条纹间距为d，则单色光波长为 B．仅增大a，条纹间距增大 C．仅增大b，条纹间距增大 D．仅将平面镜向左平移一小段距离，条纹间距增大 【答案】C 【详解】A．光源到屏的距离可以看做双缝到屏的距离b，光源S到S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 若条纹间距为d，则 解得 故A错误； BCD．根据可知仅增大a，条纹间距减小；仅增大b，条纹间距增大；仅将平面镜向左平移一小段距离，b不变，条纹间距不变；故BD错误，C正确。 故选C。 11．某实验小组同学采用图甲所示装置（原理图）研究光的干涉现象，狭缝和间的距离、狭缝和的宽度、狭缝到光屏的距离均可调。一束红单色光通过该装置得到的干涉图样如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A．干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等 B．若只换成一束绿单色光，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大 C．若增大狭缝到光屏的距离，同时减小两狭缝、的宽度，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大 D．若减小狭缝到光屏的距离，同时减小两狭缝、间的距离，其他条件不变，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小 【答案】C 【详解】A．干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距是相等的，故A错误； B．根据双缝干涉的条纹间距公式可知，用同一双缝干涉实验装置进行实验时，光的波长越长，干涉条纹的间距越大，因为绿光的波长小于红光的波长，故换成一束绿单色光后干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小，故B错误； C．相邻两条亮条纹间的距离与两狭缝、的宽度无关，增大狭缝到光屏的距离时相邻两条亮条纹间的距离一定增大，故C正确； D．狭缝到光屏的距离和、间的距离都变化时，相邻两条亮条纹间的距离取决于两量的比值，若减小狭缝到光屏的距离，同时减小两狭缝、间的距离，则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离的变化不确定，故D错误。 故选C。 12．双缝干涉实验装置的截面图如图所示，O点为、连线中垂线与光屏的交点，光源发出的波长为的光，O点出现亮条纹。现在右侧垂直放置一块玻璃片，玻璃对该波长光的折射率为1.5，不计光在玻璃片表面的反射，要使O点仍出现亮条纹，则玻璃片的厚度可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】假设玻璃片的厚度为，从、向点传播的两列光，经过玻璃片和同样厚度的真空形成的时间差等于周期的整数倍，则点振动加强，形成亮条纹，光在玻璃中的传播速度为 根据题意有 （，，……） 联立解得 （，，……） 选项A正确，BCD错误； 故选A。 【题型4 光的薄膜干涉】 13．如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图乙所示条纹中的P和Q情况，这说明（　　） ①N的上表面A处向上凸起 ②N的上表面B处向上凸起 ③N的上表面A处向下凹陷 ④N的上表面B处向下凹陷 A．①④ B．②③ C．①② D．③④ 【答案】B 【详解】由题图甲可知，空气薄膜厚度从左向右依次增大，又因为同一条亮（暗）条纹上各处空气薄膜厚度相同，由题图乙可知被检查平面发生弯曲的P处的空气薄膜厚度本应该比同一条纹上其他位置的空气薄膜厚度小，而实际上厚度一样，故A处存在凹陷，③正确，同理可知B处存在凸起，②正确。 故选B。 14．在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是（　　） A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样 B．干涉条纹的分布上疏下密 C．将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角 D．若换用紫光照射，则条纹间距将变大 【答案】B 【详解】A．薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误； B．由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚的越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确； C．将铁丝圈在竖直平面缓慢旋转一定角度θ，肥皂膜仍然是上薄下厚，所以条纹不旋转，故C错误； D．光波的干涉条纹间距公式为 如果换成紫光照射，则波长变小，相邻条纹间距变小，故D错误。 故选B。 15．某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。厚度相同的两块材料甲置于水平放置的厚度均匀的两玻璃平板之间，上表面倾斜的材料乙放在上玻璃板正下方。单色光垂直照射到上玻璃板上，可观察到干涉条纹。则下列说法正确的是（　　） A．条纹是由上玻璃板上下表面的反射光叠加产生的 B．若换用波长更长的单色光，条纹间距将变窄 C．若材料甲膨胀更明显，则温度升高时条纹间距会变宽 D．只有温度升高时观察到条纹向左移动，说明材料甲膨胀更明显 【答案】D 【详解】A．条纹是由上玻璃板下表面与材料乙上表面的反射光干涉产生的，A错误； B．可将该干涉条纹看成劈尖干涉，波长变长，条纹间距将变宽，B错误； C．若材料甲膨胀更明显，相当于空气膜的厚度增大，则温度升高时条纹间距会变窄，C错误； D．若干涉条纹向左移动，即向空气膜较薄的方向移动，说明玻璃与乙之间的空气膜厚度增大，说明材料甲膨胀更明显，D正确。 故选D。 16．为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】D 【详解】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度 故选D。 【题型5 光的衍射】 17．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激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（　　） A．这里应用的是光的干涉现象 B．这里应用的是光的直线传播性 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 【详解】AB．由题图可知，这里应用的是光的衍射现象，AB错误； CD．由光的单缝衍射现象特点可知，如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细，C错误，D正确。 故选D。 18．如图所示的四种明暗相间的条纹，是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样，图中黑色部分代表亮条纹，对下列四幅图分析正确的是（　　） A．A是红光的衍射条纹 B．B是红光的衍射条纹 C．C图对应的色光频率更小 D．在同种介质中D图对应的色光波长更大 【答案】D 【详解】AB．干涉图样为等间距的，紫光的间距较小，所以图样A为红光的干涉条纹，图样B为紫光的衍射条纹，图样C为紫光的干涉条纹，图样D为红光的衍射条纹，故AB错误； C．红光的频率小于紫光的频率，所以C图对应的色光频率更大，故C错误； D．红光的波长大于紫光的波长，在空气中D图对应的色光波长更大，故D正确。 故选D。 19．如图所示，一束激光照在一个很小的不透明的圆盘上，在影的中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（　　） A．“泊松亮斑”的形成说明光能发生干涉 B．“泊松亮斑”的形成说明光能发生衍射 C．“泊松亮斑”的形成说明光能发生偏振 D．“泊松亮斑”的形成说明光沿直线传播 【答案】B 【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑。这个现象说明光线偏离原来的直线传播方向，激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，综上所述ACD错误，B正确。 故选B。 20．如图所示为光分别通过狭缝、圆孔后产生的衍射图样（缝和孔的形状标于各图的右下方）。当光通过正四边形小孔时，会在光屏上产生的衍射图样是下列四幅图中哪个（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光的衍射是指光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，根据题目中光分别通过狭缝、圆孔后产生的衍射图样，可以看出，光通过狭缝（两个边缘）向两边衍射，通过圆孔时，向整个圆周围衍射，可推测光的衍射方向与缝或孔的边缘数有关，所以光通过正四边形小孔时，应向四边衍射，B正确，ACD错误。 故选B。 【题型6 光的偏振】 21．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是（　　） A．电灯S发出的光是偏振光 B．以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C．将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D．以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 【答案】D 【详解】A．电灯S发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，属于自然光。故A错误； B．自然光经过偏振片A形成偏振光，Q处光波的强度没有变化，一直有光亮，不会出现明暗交替的现象。故B错误； C．无论将B沿SP向A平移至何位置，透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直，在P处始终看不到光亮。故C错误； D．由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B透振方向垂直，以SP为轴将A转过45°，则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量，此时将有部分光可以透过B，在P处可以看到光亮。故D正确。 故选D。 22．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验说明（　　） A．光在真空中可以传播 B．光是一种横波 C．光是一种纵波 D．光能发生衍射现象 【答案】B 【详解】光的偏振现象说明光是一种横波。故ACD错误；B正确。 故选B。 23．鉴别奶粉的质量，奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法错误的是（　　） A．到达O处的光的强度会明显减弱 B．到达O处的光的强度不会明显减弱 C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于α D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于α 【答案】B 【详解】AB．自然光通过偏振片后得到振动方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误； CD．若将A或B转动一个角度，使得O处光的强度最大，说明它们转过的角度等于α，故CD正确。 本题选错误的，故选B。 24．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．该魔术说明光是纵波 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有要求 【答案】D 【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，A错误； B．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，该魔术对观众的观察角度无要求，B错误； CD．当偏振片偏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，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放两片偏振方向互相垂直的卷起来的偏振片时，自然光不能通过，形成黑影，看起来就像一道墙，一片偏振片无法完成实验，C错误，D正确。 故选D。 【题型7 测量玻璃的折射率】 25．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测量的相关角度如图甲所示。 (1)下列说法正确的是（　　） A．在插P3和P4时，只需要P4挡住P3即可确定出射光线的光路 B．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 C．实验中入射角θ适当偏大一点，测量结果越准确 D．实验中大头针P1、P2越靠近法线测量结果越准确 (2)由于实验时忘了携带刻度尺、量角器等工具，该同学利用坐标纸进行数据处理，他利用图乙可以计算出玻璃砖的折射率为 。 (3)“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，如图丙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率 。（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】(1)BC (2) (3)不变 【详解】（1）A．在插P3和P4时，应使P4挡住P3和P1、P2的像，确保在同一光路上，故A错误； B．折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度误差会较大，则P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故B正确； C．入射角适当大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故C正确； D．实验中大头针P1、P2越靠近法线，则入射角越小，故折射角也越小，折射现象不明显，不利于实验的计算，故D错误。 故选BC。 （2）在光路图中利用方格构造三角形，由图可得 则玻璃砖的折射率为 （3）把玻璃砖整体平行上移一小段距离d，法线方向不变，玻璃砖中折射光线平行移动，折射角不变，则折射率不变。 26．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 (1)关于此实验，下列说法中正确的是（   ） A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 (2)如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值 。（用r、R表示） 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像，选项A正确； B．入射角大小要适当，并非入射角越大折射率的测量越准确，选项B错误； C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 选项C错误； D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射角测量值偏大，则折射率的测量值将偏小，选项D错误。 故选A。 （2）折射率 27．某同学为了测量横截面为正三角形的三棱镜的折射率，先将白纸平铺在水平桌面上并用图钉固定，然后将三棱镜平放在白纸上，在白纸上画出三棱镜的轮廓，如图所示，在棱镜的左侧插上两枚大头针和，然后在棱镜的右侧观察的像和的像，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针和，使挡住、的像，挡住、、的像.在白纸上标出大头针的位置。 (1)在图上画出对应的光路 ； (2)为了测出三棱镜的折射率，以AB作为分界面，则需要测量的量是 和 ，在图上标出它们.三棱镜的折射率 ； (3)若在测量过程中，三棱镜的位置向右发生了微小平移，则三棱镜折射率的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1)见解析 (2) 入射角 折射角 (3)小于 【详解】（1）画出对应的光路，如图所示 （2）为了测出三棱镜的折射率，以AB作为分界面，根据折射定律可知，需要测量的量是入射角和折射角，在图上标出它们，如图所示， 棱镜的折射率 （3）若在测量过程中，三棱镜的位置向右发生了微小平移，则入射角与实际的入射角相等，折射角比实际的折射角大，由 可知三棱镜折射率的测量值小于真实值。 28．某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系Oxy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示； ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 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（a）所示，则 cm； (2)步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 ； (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为 ，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为 。（结果保留3位有效数字） (4)若改变入射角会在挡板上得到两个亮斑、，O点到、的距离分别为、，则玻璃的折射率的表达式为 。 【答案】(1)6.43 (2)全反射 (3) 1.61 (4) 【详解】（1）由图（a）可知，玻璃砖的直径为 （2）光束经玻璃砖折射后照在挡板上的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是光束在玻璃界面处发生了全反射。 （3）[1]当恰好发生全反射时，有 [2]代入数据可得 （4）由折射率公式可得 【题型8 用双缝干涉测量光的波长】 29．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。 (1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点： A．单缝和双缝必须垂直放置            B．干涉条纹与双缝平行 C．干涉条纹疏密程度与双缝间距无关    D．干涉条纹间距与光的波长无关 以上几点中你认为正确的是 。 (2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的螺旋测微器的示数如图乙所示，该读数为 。 (3)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，如图丙所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】(1)B (2)0.703 (3)大于 【详解】（1）A．为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝和单缝及双缝必须平行放置，故A错误； B．干涉条纹与双缝平行，故B正确； CD．由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹疏密程度与光的波长、双缝到屏的距离以及双缝的间距有关，故CD错误。 故选B。 （2）由图乙所示可知，该读数为 0.5mm+mm=0.703mm （3）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，如图丙所示，由几何关系可知，测量头中的读数大于条纹间的实际距离。 30．某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示. (1)图甲中虚线框位置的组件名称是 ，它的作用是获得 光； (2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为 mm； (3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为 m（保留两位有效数字）； (4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距 （填“变大”“变小”或“不变”）. 【答案】(1) 滤光片 单色 (2)2.331/2.332/2.333/2.334 (3)6.0×10-7 (4)变大 【详解】（1）[1][2]图甲中虚线框位置的组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光； （2）手轮上的刻度读数为2mm+0.01mm×33.2=2.332mm （3）条纹间距 根据 可得 （4）在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，根据 则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大。 31．小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验， (1)某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是________。 A．增加光源的功率 B．将毛玻璃换成透明玻璃 C．调节测量头的位置 (2)下列图示中条纹间距表示正确的是 。 (3)如图所示是小沈同学又参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中________。 　 A．单缝与双缝的间距一定较大 B．光强度较小 C．光源到双缝的距离较大 D．双缝到光传感器的距离可能较小 【答案】(1)A (2)C (3)D 【详解】（1）为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多。 A．增加光源的功率，则单位时间内的光子数目增多，故A正确； B．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误； C．调节测量头的位置，亮度不变，故C错误。 故选A。 （2）干涉条纹的宽度是指一个亮条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的亮条纹（或暗条纹）的中心之间的距离。故图示中条纹间距表示正确的是C。 （3）由题图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据 A．单缝与双缝的间距对条纹间距无影响，故A错误； B．光强度对条纹间距无影响，故B错误； C．光源到双缝的距离对条纹间距无影响，故C错误； D．双缝到光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，故D正确。 故选D。 32．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右表示各光学元件的字母的排列顺序应为C、 、 、 、A； (2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的 ； A． B． C． D． (3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将 ；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将 ；（均选填“变宽”“变窄”或“不变”） (4)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数 mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为 mm； (5)已知双缝间距d为m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式λ= ，求得所测红光波长为 mm。 【答案】 E D B A 变宽 变窄 13. 870 2. 310 【详解】(1)[1][2][3]．为获取两列单色相干光，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝。排序应为C、E、D、B、A。 (2)[4]．将激光束照在双缝上，将出现双缝干涉现象，而双缝干涉图样是中间为亮条纹的明暗相间的等间距条纹，则A正确。 (3)[5][6]．根据双缝干涉条纹间距公式可知在其他条件不变，d减小时，条纹间距变宽；而在其他条件不变，L减小时，条纹间距变窄。 (4)[7][8]．图乙的读数：螺旋测微器固定刻度读数为13. 5mm，可动刻度读数为37. 0×0. 01mm，两者相加为13. 870mm。图甲的读数：甲图中固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为32. 0×0. 01mm，两者相加的读数为2. 320mm，由以上读数可知； (5)[9][10]．根据知代入数据得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 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 $$