专题02 光（考题猜想）-2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题02 光 考题猜想（原卷版） 考点1：光的反射、折射与折射率 1 考点2：光的全反射与临界角 7 考点3：光的衍射与偏振 9 考点4：光的干涉 10 考点5：光现象生活中的应用 13 考点1：光的反射、折射与折射率 1．（23-24高二下·上海·期末）现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n= 。 2．如图，水平桌面上有一只装有水的玻璃量筒，把一张左侧为黄色、右侧为蓝色的纸片慢慢地向右水平移动，当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时、不考虑光在玻璃中的折射，站在量筒正前方的同学看到纸片上的颜色情况是（　　） A． B． C． D． 3．炎热的夏天，柏油马路附近空气的折射率随高度降低而减小，太阳光斜射向马路的过程中会发生弯曲，下列光路图中能描述该现象的是（　　） A． B． C． D． 4．为了从坦克内部观察外部目标，在坦克壁上开了一个小孔。已知坦克壁厚，孔的左右两边距离12，孔内镶嵌一折射率为1.6的玻璃，其厚度与坦克壁厚相同，大小、形状与小孔一致。，，下列说法正确的是（　　） A．坦克内部人员可以看到外界角度的范围是 B．坦克壁厚度不变，适当增加孔的左右宽度，可增大外界角度的观察范围 C．孔的左右宽度不变，适当增加坦克壁的厚度，可增大外界角度的观察范围 D．更换折射率更小的玻璃，可能看到外界角度的范围是 5．如图甲所示为某同学收集的一个“足球”玻璃球，球内的“足球”是不透光体，该同学过球心所在的竖直截面将激光水平向右照射，其正视图如乙所示，是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，折射光线恰好能沿着“足球”边缘穿过且从右侧的B点射出，已知点C到竖直距离，玻璃球的半径为R，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A．B点的出射光相对C点入射光方向偏折了 B．该“足球”的直径为 C．玻璃球的折射率为 D．入射光方向不变，继续增加则光将会在右侧发生全反射 6．现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃珠制成，并在后半表面镀铝膜，如图甲所示。一光线沿平行于玻璃珠水平直径AB方向射入玻璃珠，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图乙所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃珠的折射率为 B．该光线在玻璃珠中的传播速度为 C．该光线在玻璃珠中发生全反射的临界角为30° D．如果没有铝膜，该光线不能在B处发生全反射 7．（多选）每年夏季随着温度升高，天山和昆仑山上的冰川开始融化，塔里木河里的水便会溢出河道，流向河边低洼处。同时，河水带来了大量的鱼、虾等生物。当地村民掌握了这样的自然规律，世代居住在这里，以捕鱼为生。现有一村民在距离水面高为的河岸上，看到与水面成角的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方处。已知水对光线的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．鱼的实际深度比村民观察到的要深 B．如图所示，鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个倒立的圆锥里，角的最大值为 C．鱼与村民的实际水平距离为2m D．鱼看到的村民位置比村民的实际位置要高 8．如图为圆柱体光导纤维可简化为长玻璃丝的示意图，玻璃丝的长度为、CD代表端面。已知玻璃丝对光的折射率为n，光在真空中的传播速度为 (1)求从AB端面射入，从CD端面射出的光，在玻璃丝中传播的最短时间； (2)若光以任意角度入射到玻璃丝的端面AB的圆心，光均能从另一个端面射出而不会从侧壁泄露出来，求玻璃丝折射率应满足的大小范围。 9．宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由MN边从空气射入宝石，入射角i为，经过折射后，折射角正弦值，该折射光线第一次射到OQ边，刚好发生全反射，（空气中的光速约为）求： (1)宝石的折射率n； (2)角大小； 考点2：光的全反射与临界角 10．（多选）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部）处，入射光在棱镜界面发生全反射；在指纹脊线（凸部）处，入射光被部分吸收或漫反射到别的地方。这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A．在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件 B．在指纹脊线处，入射角小于30°可以满足全反射的条件 C．没有手指放入时，光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像 D．手指湿润时，光在棱镜界面更不容易发生全反射，识别率降低 11．如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： (1)光线在水面发生全反射的临界角； (2)无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 12．交通标志表面的反光膜是用具有回归反射结构的材料制成的，图甲是一种反光膜的结构图，反光膜上表面平整，下表面凹凸不平呈锯齿状，与密封层相连形成多个完全相同的空气腔。如图乙所示光线从点垂直射入薄膜，恰好在反光膜下表面点发生全反射，，，真空中光速，已知，，则下列说法正确的是（   ） A．光从光疏介质射向光密介质可能发生全反射现象 B．介质的折射率越大，发生全反射的临界角越大 C．反光膜的折射率为 D．光线在直角微棱镜型反光膜中传播的时间为 考点3：光的衍射与偏振 13．（23-24高二下·上海长宁·期末）偏振光通过糖溶液后，迎着光看，偏振方向以传播方向为轴，旋转角θ称“旋光角”， θ与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值比较能确定含糖量，如图自然光源S，偏振片A、B，转动B使O处光最强，然后将被测样品P置于A、B间，则O处光强 （选填“减弱”、“增强”、“不变”、“可能增强也可能减弱”）；若保持A不动将B朝某一方向转过角度θ后发现O处光强最大，则保持B不动将A朝 （选填“相同方向”、“相反方向”、“任意方向”）转过角度θ后O处光强也一定最大，光的偏振现象说明光是 波。    考点4：光的干涉 14．正方体a、b、c平放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。则（　　） A．a、b等大 B．a、c等大 C．b、c等大 D．a、b、c都不等大 15．用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源输出平行白光，光源到双缝的距离为，双缝到半透明屏幕距离为。则以下说法正确的是（    ） A．仅减小，屏幕上的条纹间距将变大 B．仅去除蓝色滤光片，屏幕上出现黑白相间的干涉条纹 C．仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，屏幕上的条纹间距变大 D．去除蓝色滤光片，在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片，屏幕将出现绿色干涉条纹 16．干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块平面玻璃板上（如图甲），让单色光从上方射入（如图乙），从上往下看凸透镜，可以观察到由干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　） A．环状条纹是等间距的同心圆环 B．环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏 C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动 D．若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小 17．某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（　　） A．甲是单缝衍射图样 B．乙是双缝干涉图样 C．丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 D．丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 18．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（　　） A．除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上也有可能发生干涉现象 B．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的双缝干涉现象 C．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的整数倍 D．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的半波长的奇数倍 19．小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（　　） A．1倍 B． C． D． 20．为研究冰块对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，将该激光从点水平射入一立方体形状的冰块内，入射角为，光线在面上的点射出，光线的延长线与交于点，。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在冰块中的折射率。 考点5：光现象生活中的应用 21．（23-24高二下·上海·期末）下列说法正确的是（　　） A．激光是自然界某种物质直接反光产生的 B．照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 C．在双缝干涉实验中，若用白光作光源照射双缝，当把双中的一条缝用不透光的板住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色条纹 D．观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种纵波 22．下列关于光现象说法正确的有（　　） ①雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这和棱镜的色散现象原理相同 ②玻璃中的气泡看起来格外明亮是光的折射现象 ③剃须刀片影子边缘模糊不清，这是光的双缝干涉现象 ④光导纤维外套材料的折射率比内芯材料的折射率小，这和内窥镜一样利用了全反射原理 ⑤拍摄玻璃橱窗内的物品时往往在镜头前加增透膜以防止或减弱反光 ⑥戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，该现象说明光是一种横波 ⑦激光相干性好，平行度高，故可利用其这个特点切割材料、激光焊接 ⑧光既具有波动性，又具有粒子性。衍射、干涉说明光的波动性；光电效应、泊松亮斑说明光的粒子性 ⑨彩超通过比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度，这利用了多普勒效应 A．3项 B．4项 C．5项 D．6项 23．若透明度较高的宝石晶体内部存在裂隙面，当用白光垂直照射此面时，该处会出现七彩的亮光，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．此现象是光在宝石内折射引起的 B．此现象是光的于涉现象 C．此现象是由光的偏振性引起的 D．此现象是光的衍射现象 24．关于生活中的光现象，下列说法正确的是（　　） A．立体电影能够为观众提供三维立体的视觉体验，利用了光的衍射 B．如图所示，利用薄膜干涉检查平面的平整度，被检查平面有凹坑 C．激光测距仪能够提供毫米级的精确测量，是利用了激光相干性好的特点 D．阳光下的肥皂泡呈现彩色花纹，是光的折射引起的 25．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法中正确的是（　　） A．图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的 B．图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的 C．图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波 26．（多选）下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A．图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凸起 B．图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射 C．图丙全息照相利用了激光平行度非常好的特点 D．图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 27.（23-24高二下·上海虹口·期末）光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 1）如图所示，一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中，现向薄玻璃杯内注入清水，保持观察方向不变，可能观察到的现象是（　　） A． B． C． D． 2）下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹 C．海市蜃楼现象 D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 3）用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 4）如图所示，将激光束通过双缝，测量出不相邻的两条暗纹之间的间距，计算条纹间距，从而减小误差，这种方法属于( ) A．累积法　　B．平均值法 C．微小量放大法　　D．等效替代法 5）观察在光屏上形成的双缝干涉条纹，下面叙述正确的是( ) A．仅将光屏移近双缝，光屏上干涉条纹间距变窄 B．仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距变宽 C．仅增大双缝中两狭缝之间的距离，光屏上干涉条纹间距变窄 D．仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽 6）若用一束红光和一束绿光分别穿过该装置的双缝，则光屏上出现的情况是( ) A．有绿、暗相间的干涉条纹 B．有红、暗相间的干涉条纹 C．有红光和绿光各自的衍射条纹 D．有红绿相间的衍射条纹 7）如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c、则光在水晶球中的传播速度 c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为 。 1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 光 考题猜想（解析版） 考点1：光的反射、折射与折射率 1 考点2：光的全反射与临界角 9 考点3：光的衍射与偏振 12 考点4：光的干涉 13 考点5：光现象生活中的应用 17 考点1：光的反射、折射与折射率 1．（23-24高二下·上海·期末）现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n= 。 【答案】 【详解】根据题意，由折射定律和反射定律画出光路图，如图所示    由几何关系可得，光线在点处的入射角为，折射角为，则折射率为 2．如图，水平桌面上有一只装有水的玻璃量筒，把一张左侧为黄色、右侧为蓝色的纸片慢慢地向右水平移动，当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时、不考虑光在玻璃中的折射，站在量筒正前方的同学看到纸片上的颜色情况是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时，量筒中水面上方的光线可以认为沿直线传播，人看到的是左侧为黄色，右侧为蓝色，水面下方的光线经两次折射后光路图如图 故人看到的是左侧为蓝色，右侧为黄色。 故选A。 3．炎热的夏天，柏油马路附近空气的折射率随高度降低而减小，太阳光斜射向马路的过程中会发生弯曲，下列光路图中能描述该现象的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，又由题意可知，地球表面附近空气的折射率随高度降低而减小，则太阳光应向上驾曲，B选项符合题意。 故选B。 4．为了从坦克内部观察外部目标，在坦克壁上开了一个小孔。已知坦克壁厚，孔的左右两边距离12，孔内镶嵌一折射率为1.6的玻璃，其厚度与坦克壁厚相同，大小、形状与小孔一致。，，下列说法正确的是（　　） A．坦克内部人员可以看到外界角度的范围是 B．坦克壁厚度不变，适当增加孔的左右宽度，可增大外界角度的观察范围 C．孔的左右宽度不变，适当增加坦克壁的厚度，可增大外界角度的观察范围 D．更换折射率更小的玻璃，可能看到外界角度的范围是 【答案】B 【详解】A．如图所示，从左侧位置观察时光路如图所示： 由几何关系可知，可知r=30°，根据，解得sinθ=0.8，则θ=53°，坦克内部人员可以看到外界角度的范围是，选项A错误； B．坦克壁厚度不变，适当增加孔的左右宽度，可知r角变大，θ变大，即可增大外界角度的观察范围，选项B正确； C．孔的左右宽度不变，适当增加坦克壁的厚度，可知r角变小，θ变小，可减小外界角度的观察范围，选项C错误； D．更换折射率更小的玻璃，根据可知r角一定，则θ减小，即可能看到外界角度的范围减小，不可能是，选项D错误。 故选B。 5．如图甲所示为某同学收集的一个“足球”玻璃球，球内的“足球”是不透光体，该同学过球心所在的竖直截面将激光水平向右照射，其正视图如乙所示，是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，折射光线恰好能沿着“足球”边缘穿过且从右侧的B点射出，已知点C到竖直距离，玻璃球的半径为R，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A．B点的出射光相对C点入射光方向偏折了 B．该“足球”的直径为 C．玻璃球的折射率为 D．入射光方向不变，继续增加则光将会在右侧发生全反射 【答案】A 【详解】A．从C点入射的光线，进入玻璃球后光线如图所示 设入射角为i，折射角为r，法线与直径AB夹角为θ，根据几何关系，，又根据几何关系有，解得，故，，可知进入玻璃时，光线沿顺时针偏转了，根据光的折射定律，可知从B点射出时，光线沿顺时针又偏转了，因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，故A正确； B．根据几何关系，足球的直径，故B错误； C．根据折射定律，可得折射率为，故C错误； D．由于光线从C点射入玻璃中的折射角等于从B点出射时的入射角，离开玻璃球的折射角等于射入玻璃球时的入射角，因此继续增加h（h<R），光线不会发生全反射，故D错误。 故选A。 6．现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃珠制成，并在后半表面镀铝膜，如图甲所示。一光线沿平行于玻璃珠水平直径AB方向射入玻璃珠，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图乙所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃珠的折射率为 B．该光线在玻璃珠中的传播速度为 C．该光线在玻璃珠中发生全反射的临界角为30° D．如果没有铝膜，该光线不能在B处发生全反射 【答案】D 【详解】A．如图乙所示，根据光的折射定律，玻璃球的折射率为，A错误； B．光在玻璃球中的传播速度为，B错误； C．根据光的折射定律，临界角满足，可知临界角C大于30°，C错误； D．光线在B处的入射角为30°，由于满足，可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全发射。D正确。 故选D。 7．（多选）每年夏季随着温度升高，天山和昆仑山上的冰川开始融化，塔里木河里的水便会溢出河道，流向河边低洼处。同时，河水带来了大量的鱼、虾等生物。当地村民掌握了这样的自然规律，世代居住在这里，以捕鱼为生。现有一村民在距离水面高为的河岸上，看到与水面成角的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方处。已知水对光线的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．鱼的实际深度比村民观察到的要深 B．如图所示，鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个倒立的圆锥里，角的最大值为 C．鱼与村民的实际水平距离为2m D．鱼看到的村民位置比村民的实际位置要高 【答案】AD 【详解】A．将鱼作为光源，鱼发出的光经水面折射后，进入村民的眼睛，由于此过程的入射角小于折射角，村民沿进入人眼的折射光的反向延长线看到鱼的虚像处于实际鱼的上方，即鱼的实际深度比村民观察到的要深，故A正确； B．根据题意可知，角的最大值为临界角，根据，可知，故B错误； C．看到与水面成角的方向有一条鱼，鱼作为光源发出的光经过水面后的折射光路图，如图所示 上述光路图折射角，令入射角为，则有，解得，令，，根据几何关系可知，解得，故C错误； D．将村民作为光源，村民发出的光经水面折射后，进入鱼的眼睛，由于此过程的入射角大于折射角，鱼沿进入鱼眼的折射光的反向延长线看到村民的虚像处于实际村民的上方，即鱼看到的村民位置比村民的实际位置要高，故D正确。 故选AD。 8．如图为圆柱体光导纤维可简化为长玻璃丝的示意图，玻璃丝的长度为、CD代表端面。已知玻璃丝对光的折射率为n，光在真空中的传播速度为 (1)求从AB端面射入，从CD端面射出的光，在玻璃丝中传播的最短时间； (2)若光以任意角度入射到玻璃丝的端面AB的圆心，光均能从另一个端面射出而不会从侧壁泄露出来，求玻璃丝折射率应满足的大小范围。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）介质中速度 时间 解得 （2）光路图如图所示 AB面发生折射 当时，光在侧壁刚好发生全反射，此时 角度关系 即 解得 折射率越大，光越容易在侧壁发生全反射，折射率应满足的大小范围为。 9．宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由MN边从空气射入宝石，入射角i为，经过折射后，折射角正弦值，该折射光线第一次射到OQ边，刚好发生全反射，（空气中的光速约为）求： (1)宝石的折射率n； (2)角大小； (3)该光线在宝石中的速度大小。 【答案】(1)n=2 (2)β=30° (3) 【详解】（1）由折射定律 代入数据解得 （2）光在OQ边全反射，有 解得 （3）由折射率与光速的计算公式 得 考点2：光的全反射与临界角 10．（多选）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部）处，入射光在棱镜界面发生全反射；在指纹脊线（凸部）处，入射光被部分吸收或漫反射到别的地方。这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A．在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件 B．在指纹脊线处，入射角小于30°可以满足全反射的条件 C．没有手指放入时，光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像 D．手指湿润时，光在棱镜界面更不容易发生全反射，识别率降低 【答案】AD 【详解】AB．全反射临界角为，根据几何关系可得，所以入射角大于45º可以满足全反射的条件，故A正确，B错误； C．没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误； D．因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D正确。 故选AD。 11．如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： (1)光线在水面发生全反射的临界角； (2)无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据全反射临界角公式有 解得 （2）由图知，由折射定律有 由几何知识 面积 解得 12．交通标志表面的反光膜是用具有回归反射结构的材料制成的，图甲是一种反光膜的结构图，反光膜上表面平整，下表面凹凸不平呈锯齿状，与密封层相连形成多个完全相同的空气腔。如图乙所示光线从点垂直射入薄膜，恰好在反光膜下表面点发生全反射，，，真空中光速，已知，，则下列说法正确的是（   ） A．光从光疏介质射向光密介质可能发生全反射现象 B．介质的折射率越大，发生全反射的临界角越大 C．反光膜的折射率为 D．光线在直角微棱镜型反光膜中传播的时间为 【答案】D 【详解】A．光从光密介质射向光疏介质才可能发生全反射现象，故A错误； B．由，可知介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小，故B错误； C．因为光线恰好在反光膜下表面点发生全反射，则入射角等于临界角，此时入射角为 则反光膜的折射率为，故C错误； D．光路图如图所示， 由图可知，光在反光膜走过的路径长度，由几何关系可知，，解得，光在反光膜中的速度为，光线在直角微棱镜型反光膜中运动的时间为，故D正确。 故选D。 考点3：光的衍射与偏振 13．（23-24高二下·上海长宁·期末）偏振光通过糖溶液后，迎着光看，偏振方向以传播方向为轴，旋转角θ称“旋光角”， θ与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值比较能确定含糖量，如图自然光源S，偏振片A、B，转动B使O处光最强，然后将被测样品P置于A、B间，则O处光强 （选填“减弱”、“增强”、“不变”、“可能增强也可能减弱”）；若保持A不动将B朝某一方向转过角度θ后发现O处光强最大，则保持B不动将A朝 （选填“相同方向”、“相反方向”、“任意方向”）转过角度θ后O处光强也一定最大，光的偏振现象说明光是 波。    【答案】 减弱 相反方向 横 【详解】[1]不放样品时，转动B使O处光最强，此时A、B的透振方向相同；放置样品后，由于样品会使经过A的偏振光产生旋转角，所以此时穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向不再平行，O处光强将明显减弱； [2]若保持A不动将B朝某一方向转过角度θ后发现O处光强最大，则保持B不动将A朝相反方向转过角度θ后O处光强也一定最大； [3]光的偏振现象说明光是横波。 考点4：光的干涉 14．正方体a、b、c平放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。则（　　） A．a、b等大 B．a、c等大 C．b、c等大 D．a、b、c都不等大 【答案】A 【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即a和 b等大，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则c的大小与a的大小不相等。 故选A。 15．用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源输出平行白光，光源到双缝的距离为，双缝到半透明屏幕距离为。则以下说法正确的是（    ） A．仅减小，屏幕上的条纹间距将变大 B．仅去除蓝色滤光片，屏幕上出现黑白相间的干涉条纹 C．仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，屏幕上的条纹间距变大 D．去除蓝色滤光片，在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片，屏幕将出现绿色干涉条纹 【答案】C 【详解】A．根据，其中为双缝到屏幕的距离，为双缝间的距离，为光的波长，可知仅减小，干涉条纹间的距离不变，故A错误； B．仅去除蓝色玻璃片，屏幕上出现的是彩色的干涉条纹，故B错误； C．红光波长大于蓝光波长，根据，可知干涉条纹间的距离变得更大，故C正确； D．入射光用白光，在双缝中的一缝前放黄色滤光片，另一缝前放蓝色滤光片，两束光频率不同，像屏上会有亮光，但不会出现干涉条纹，故D错误。 故选C。 16．干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块平面玻璃板上（如图甲），让单色光从上方射入（如图乙），从上往下看凸透镜，可以观察到由干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　） A．环状条纹是等间距的同心圆环 B．环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏 C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动 D．若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小 【答案】C 【详解】AB．每个圆环实际上是一条等厚线，即同一个圆环上所对应的空气膜的厚度相等，由于从圆心越向外空气膜的厚度变化越快，即空气膜厚度发生相同的变化经过的距离越短，所以从圆心越向外条纹越来越密集，故A、B错误； C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉条纹向边缘移动，故C正确； D．若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长大，所以相邻两个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误。 故选C。 17．某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（　　） A．甲是单缝衍射图样 B．乙是双缝干涉图样 C．丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 D．丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 【答案】D 【详解】AB．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样，故AB错误； CD．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故C错误，D正确。 故选D。 18．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（　　） A．除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上也有可能发生干涉现象 B．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的双缝干涉现象 C．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的整数倍 D．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的半波长的奇数倍 【答案】A 【详解】A．大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，故A正确； B．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，故B错误； CD．根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有（n=1，2，3…），解得 （n=1，2，3…），闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中半波长的整数倍，故CD错误； 故选A。 19．小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（　　） A．1倍 B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意知，激光经过光盘反射层凹痕处时，两束反射激光干涉减弱，两束激光的波程差为，解得光盘凹痕的深度为 故选C。 20．为研究冰块对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，将该激光从点水平射入一立方体形状的冰块内，入射角为，光线在面上的点射出，光线的延长线与交于点，。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在冰块中的折射率。 【答案】(1) (2)1.3 【详解】（1）相邻两亮条纹间的距离 由 可得 （2）设光线从空气射入冰块的入射角为时，折射角为，则激光在冰块中的折射率 由几何关系得： 所以 考点5：光现象生活中的应用 21．（23-24高二下·上海·期末）下列说法正确的是（　　） A．激光是自然界某种物质直接反光产生的 B．照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 C．在双缝干涉实验中，若用白光作光源照射双缝，当把双中的一条缝用不透光的板住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色条纹 D．观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种纵波 【答案】C 【详解】A．激光不是天然存在的光，是通过受激辐射产生的光，故A错误； B．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉原理，故B错误； C．白光是多种色光的复合光，由于各种色光波长不同，形成的衍射条纹宽度不同，故屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹，故C正确； D．观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种横波，故D错误。 故选C。 22．下列关于光现象说法正确的有（　　） ①雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这和棱镜的色散现象原理相同 ②玻璃中的气泡看起来格外明亮是光的折射现象 ③剃须刀片影子边缘模糊不清，这是光的双缝干涉现象 ④光导纤维外套材料的折射率比内芯材料的折射率小，这和内窥镜一样利用了全反射原理 ⑤拍摄玻璃橱窗内的物品时往往在镜头前加增透膜以防止或减弱反光 ⑥戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，该现象说明光是一种横波 ⑦激光相干性好，平行度高，故可利用其这个特点切割材料、激光焊接 ⑧光既具有波动性，又具有粒子性。衍射、干涉说明光的波动性；光电效应、泊松亮斑说明光的粒子性 ⑨彩超通过比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度，这利用了多普勒效应 A．3项 B．4项 C．5项 D．6项 【答案】B 【详解】①雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，是由油膜的上下表面两束反射光干涉而形成的，属于光的干涉现象，故错误； ②玻璃中的气泡看起来格外亮是光的全反射现象，不是光的折射现象。故错误； ③剃须刀片影子边缘模糊不清，这是光的衍射现象，故错误； ④光导纤维外套材料的折射率比内芯材料的折射率小，这和内窥镜一样利用了全反射原理，故正确； ⑤拍摄玻璃橱窗内的物品时往往在镜头前加偏振片以防止或减弱反光，故错误； ⑥戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，该现象说明光是一种横波，故正确； ⑦激光相干性好，平行度高，故可利用其这个特点切割材料、激光焊接，故正确； ⑧光既具有波动性，又具有粒子性。衍射、干涉、泊松亮斑说明光的波动性；光电效应说明光的粒子性，故错误； ⑨彩超通过比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度，这利用了多普勒效应，故正确。 故正确的有4项，故选B。 23．若透明度较高的宝石晶体内部存在裂隙面，当用白光垂直照射此面时，该处会出现七彩的亮光，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．此现象是光在宝石内折射引起的 B．此现象是光的于涉现象 C．此现象是由光的偏振性引起的 D．此现象是光的衍射现象 【答案】B 【详解】A．当透明且折射率较高的宝石晶体内部存在裂薄面时，自光垂直照射，由于裂薄面两侧反射光相互叠加，出现七彩高光，这是光的干涉现象，不是光在宝石内折射引起的，折射一般是指光从一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变，故A错误； B．该现象是由于裂薄面两侧反射光干涉导致的，属于光的干涉现象，故B正确； C．光的偏振是指光的振动方向具有一定的特性，本题中出现七彩高光并非光的偏振现象，故C错误； D．光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，光偏离直线传播绕到障碍物后面传播的现象，本题不是光的衍射现象，故D错误。 故选B。 24．关于生活中的光现象，下列说法正确的是（　　） A．立体电影能够为观众提供三维立体的视觉体验，利用了光的衍射 B．如图所示，利用薄膜干涉检查平面的平整度，被检查平面有凹坑 C．激光测距仪能够提供毫米级的精确测量，是利用了激光相干性好的特点 D．阳光下的肥皂泡呈现彩色花纹，是光的折射引起的 【答案】B 【详解】A．立体电影能够为观众提供三维立体的视觉体验，利用了光的偏振现象，故A错误； B．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，该处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，可知被检查平面有凹坑，故B正确； C．激光测距仪能够提供毫米级的精确测量，是利用了激光方向性好的特点，激光可以射向特定方向且光束发散角极小，能够精确地确定距离。而激光相干性好主要应用在干涉、全息等方面，故C错误； D．阳光下的肥皂泡呈现彩色花纹，是由于肥皂泡的薄膜上下表面反射的光相互干涉形成的，属于光的干涉现象，而不是光的折射。光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，故D错误。 故选B。 25．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法中正确的是（　　） A．图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的 B．图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的 C．图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波 【答案】C 【详解】A．图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故A错误； B．图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的，故B错误； C．图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故C正确； D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波，故D错误。 故选C。 26．（多选）下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A．图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凸起 B．图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射 C．图丙全息照相利用了激光平行度非常好的特点 D．图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波 【答案】BD 【详解】A图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凹陷，故A错误； B．图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故B正确； C．图丙全息照相利用了激光相干性好的特点，故C错误； D．图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确。 故选BD。 27.（23-24高二下·上海虹口·期末）光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 1）如图所示，一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中，现向薄玻璃杯内注入清水，保持观察方向不变，可能观察到的现象是（　　） A． B． C． D． 2）下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹 C．海市蜃楼现象 D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 3）用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 4）如图所示，将激光束通过双缝，测量出不相邻的两条暗纹之间的间距，计算条纹间距，从而减小误差，这种方法属于( ) A．累积法　　B．平均值法 C．微小量放大法　　D．等效替代法 5）观察在光屏上形成的双缝干涉条纹，下面叙述正确的是( ) A．仅将光屏移近双缝，光屏上干涉条纹间距变窄 B．仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距变宽 C．仅增大双缝中两狭缝之间的距离，光屏上干涉条纹间距变窄 D．仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽 6）若用一束红光和一束绿光分别穿过该装置的双缝，则光屏上出现的情况是( ) A．有绿、暗相间的干涉条纹 B．有红、暗相间的干涉条纹 C．有红光和绿光各自的衍射条纹 D．有红绿相间的衍射条纹 7）如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c、则光在水晶球中的传播速度 c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为 。 【答案】1）B 2）B 3）B 4） B 5）AC 6）C 7） 0.75c 30° 【解析】1）图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图 A处为筷子，APB表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁P射向观察者B处的一条光线。ON为过B点沿半径方向的直线即在P处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在P处由水中射入空气中，图中的角i和角r，分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r＞i，所以观察者在B处看到的筷子A的像的位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，因为筷子是竖直放置的，所以杯子有水部分的任何一个截面的光路图均与下图相同，所以水中筷子应该是竖直的。 故选B。 2）A．雨后天空出现彩虹是光的色散现象，故A错误； B．通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹，是光的衍射现象，故B正确； C．海市蜃楼现象是光的全反射现象，故C错误； D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象，故D错误。 故选B。 3）由图发现，横向的衍射现象比纵向的衍射现象更明显，根据发生明显衍射的条件可知，横向的小孔长度应该小于纵向的小孔长度。 故选B。 4）将激光束通过双缝，测量出不相邻的两条暗纹之间的间距，计算条纹间距，从而减小误差，这种方法属于平均值法. 故选B。 5）A．根据可知，仅将光屏移近双缝，L变小，光屏上干涉条纹间距变窄，故A正确； B．根据可知，仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距不变，故B错误； C．根据可知，仅增大双缝中两狭缝之间的距离，d变大，光屏上干涉条纹间距变窄，故C正确； D．根据可知，仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，波长变小，光屏上干涉条纹间距变窄，故D错误。 故选AC。 6）用一束红光和一束绿光分别穿过该装置的双缝，无法发生干涉现象，会发生衍射现象，则有红光和绿光各自的衍射条纹。 故选C。 7）根据可得，光在水晶球中的传播速度，发生全反射，入射角最小，光路图如下 根据，根据几何关系可知，在△ABO中，且，联立解得，所以 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $$