专题07 光学（期末真题汇编，江苏专用）高二物理上学期

专题07 光学 4大高频考点概览 考点01 光的折射 考点02 全反射 考点03 光的干涉 考点04 光的衍射 偏振 1．如图所示为光由空气射入某种介质时的折射情况，光在真空中传播速度为c。求：地 城 考点01 光的折射 (1)介质的折射率； (2)光在介质中传播速度的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由几何关系，可知入射角 折射角 根据折射定律有 解得 （2）根据 解得 2．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)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，如图所示，并在入射光线上插上大头针，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则测出来的折射率___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】偏小 【详解】如图，若P4的位置偏左一些，则得到的在O点的折射角偏大，根据可知折射率偏小。 3．(24-25高二上·江苏徐州·期末)在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气，形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R，水球半径为。在过球心O的平面内，一单色光以入射角水平照射这一水球，光线经折射后恰好与内圆相切。光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射。（求： (1)水的折射率n； (2)光线在该水球中传播的时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由几何关系可知，折射角 折射率 解得 （2）光在水球中的传播速度 由几何关系可知光在水球中的传播距离 光在水球中的传播的时间 4．(24-25高二上·江苏连云港·期末)如图所示，一束绿光自空气中A点射入水中，折射光线经过B点（界面上入射点未画出），A、B连线与界面交于O点。下列说法正确的是（　　） A．入射点在O点右侧 B．绿光射入水中后波长变长 C．若改为红光，折射光线可能过B点正上方的D点 D．若改为红光，折射光线可能过B点正下方的C点 【答案】C 【详解】A．光由空气射入水中折射时入射角大于折射角，画出光路图如图所示 可见入射点应在O点左侧，故A错误； B．光在真空中速度最大，当绿光从空气中射入水中时，速度变小，频率不变，则波长变短，故B错误； CD．若射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于绿光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正上方的D点，故C正确，D错误。 故选C。 5．(24-25高二上·江苏南通·期末)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。 6．(24-25高二上·江苏扬州·期末)光从水中射入空气时的折射光线如图所示，已知水的折射率为，，，。求反射光线与折射光线的夹角。 【答案】90° 【详解】由折射率的定义式 可知水中的入射角的大小 由反射定律可知反射光线与法线的夹角为，根据图形可知反射光线与折射光线的夹角为 7．(24-25高二上·江苏淮安·期末)如图所示，一束单色光从空气由O点射向某透明介质时发生了折射，则该光在介质中比在空气中的（    ） A．传播速度大，波长长 B．传播速度大，波长短 C．传播速度小，波长长 D．传播速度小，波长短 【答案】D 【详解】一束单色光从空气由O点射向某透明介质时发生了折射，可知透明介质的折射率大于空气，光速与折射率的关系是，因为透明介质比空气的折射率大，所以光在透明介质中传播的速度比在空气中传播的速度小，设光在空气中的波长为，在介质中的波长为，则有，由此可见，光在透明介质中的波长比在空气中的波长短。 故选D。 8．(24-25高二上·江苏南京金陵中学·期末)如图所示，某同学用“插针法”测量两面平行玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线aa′、bb′，钉上大头针P1、P2，然后继续实验。并画出光路图，则下列说法正确的是（　　） A．入射角i尽量小一些，可以减小误差 B．P1、P2及P3、P4之间的距离取的小一些，可以减小误差 C．若把bb′误画在了cc′，其他操作均正确，则测得的折射率偏小 D．若在钉大头针P3不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大 【答案】C 【详解】A．入射角如果尽量小一些，折射角也会小些，折射现象不明显，测量角度的相对误差会大些，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，故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高精确度，故B错误； C．若把bb′误画在了cc′，导致折射角变大，所以测得的折射率就会偏小，故C正确； D．不小心把玻璃砖平移到了虚线框位置，则入射角和折射角都不会改变，不会影响折射率的测量，故D错误。 故选C。 9．(24-25高二上·高二物理期末模拟卷（江苏专用，人教版2019，选必一全册选必二第一、二、三章）-学易金卷：·期末)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，圆规，笔，白纸。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（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】BC．由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，BC错误； AD．又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确。 故选D。 10．(24-25高二上·江苏淮阴中学·期中)如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，，一束平行于AC的光线自AB边的D点射入三棱镜，若棱镜的折射率，已知，光在真空中的速度为c。求： (1)光在棱镜中的传播速度； (2)第一次从BC边射出的光在棱镜中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据光在介质中的传播速度公式，可得 （2）作出光路图，如图所示 由几何关系知 ， 则光从射入三棱镜并传播至BC边的路程为 光从D点射入到传播至BC边所需要的时间，得 11．(23-24高二上·江苏南京部分学校·期末)如图所示，一束光沿圆心方向从半圆形表面射入玻璃半球后从底面射出。入射光线与法线的夹角为，折射光线与法线的夹角为。已知光在真空中的速度为。求： (1)这束光在此玻璃半球中的折射率 (2)这束光在此玻璃半球中的传播速率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由折射定律可知 解得折射率 （2）由折射率与光在介质中的速率关系式 解得 12．(23-24高二上·江苏南京部分学校·期末)如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，以下说法正确的是（　　） A．实验必须选用两光学表面平行的玻璃砖，否则无法测量 B．实验过程中，只有在画完光路图后，才能移除玻璃砖 C．由上图所示，某同学在测得图中的后，利用可以求得玻璃砖的折射率 D．实验中，大头针与与间的距离应适当远一些 【答案】D 【详解】A．玻璃砖表面不平行，只要操作规范不影响结果。故A错误； B．实验过程中，插完大头针就可以把玻璃砖移除，然后再画光路图。故B错误； C．由上图所示，某同学在测得图中的后，还需要测出光线在O点的折射角，才能利用折射率定义式 计算玻璃砖的折射率。故C错误； D．实验中，为了减小误差，大头针与与间的距离应适当远一些。故D正确。 故选D。 13．如图所示，OBDE为半圆柱体玻璃砖的横截面，直径，一束由光和光组成的复色光，由真空沿方向从上表面射入玻璃砖，入射角为，光和光折射后分别射到BD点，光在点恰好发生全反射。地 城 考点02 全反射 (1)求光对玻璃的折射率； (2)试证明光、光分别由点传播到两点的时间相等 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）设a光的临界角为C，则在B点时 在O点 联立解得 （2）设光线在O点的折射角为α，则 根据 则传播时间 与折射率无关，即光、光分别由点传播到两点的时间相等。 14．(24-25高二上·江苏南京玄武高中、秦淮中学等六校联考·期末)如图所示，点光源到水面的距离为，其发出的光照射到水面上点刚好发生全发射，到的距离为，真空中的光速为。求 (1)水的折射率； (2)光从到传播的时间。（结果可用根式表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）发出的光照射到水面上点刚好发生全发射，则在点入射角等于发生全反射的临界角，根据几何关系可得 解得 根据全反射临界角公式 解得水的折射率 （2）光线在水中的传播速度为 从到传播所需时间 解得 15．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)如图所示，截面为矩形的玻璃砖，一束单色光从边以入射角射入玻璃砖，光线恰好在边上发生全反射。已知光在真空的传播速度大小为，玻璃的折射率。（结果可带根号） (1)求光在玻璃中的传播速度； (2)求入射角的正弦值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据 可得光在玻璃中的传播速度为 （2）光线恰好在边上发生全反射，则光线在边的入射角满足 可得 则光线在边的折射角为 根据折射定律可得 解得入射角的正弦值为 16．(24-25高二上·江苏徐州·期末)光纤通信利用光信号传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势。光纤通信中光传播的主要载体是光导纤维，它主要是利用了光的（　　） A．干涉 B．衍射 C．偏振 D．全反射 【答案】D 【详解】光纤通信主要利用了光的全反射。 故选D。 17．(24-25高二上·江苏连云港·期末)如图所示，“道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器，其横截面ABCD是底角45°等腰梯形，一束光线沿平行BC的方向射入棱镜，在BC面上发生一次全反射后从CD面射出，已知棱镜对该光的折射率，，光在真空中的传播速度为c，求： (1)光在AB面上的折射角r； (2)光在棱镜中传播的时间t。 【答案】(1)30° (2) 【详解】（1）设入射角为i，折射角为r，根据几何关系可得 由折射定律 可得 （2）如图 将光线翻转到下方相当于经过一平行玻璃砖，光在镜中走的路程为，， 由以上三式可得 18．(24-25高二上·江苏淮安·期末)如图所示，一束单色光以入射角从真空由O点射向某种半圆形透明材料，该材料的半径为 R、折射率，光在真空中的传播速度为 c，求： (1)折射角 (2)光在透明材料中的传播时间 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据折射定律有 代入数据解得 （2）光在介质中发生全反射的临界角满足 解得 根据光路可知，光从O点折射入介质到达半圆形界面时的入射角为，大于临界角，光在介质中发生2次全反射，从介质上表面最右端射出，根据几何知识可知，光在半圆形透明材料中传播的距离为 因为 光在半圆形透明材料中的传播时间为 19．(23-24高二上·江苏无锡北高级中学·期末)如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，为圆心，半径为，一束光沿方向从真空射入玻璃，光线会达到玻璃砖边缘的点。已知入射角为，玻璃砖的折射率为，光在真空中的传播速度为。 (1)求光线在玻璃砖中从传播到所用的时间？ (2)通过分析，判断光线在点是否发生全反射，并画出位置的光路图（标记好入射角和反射角的大小）。 【答案】(1) (2)发生全反射， 【详解】（1）根据题意，设光线在点进入玻璃砖的折射角为，由折射定律有 解得 即 由几何关系可得 又有 可得 则光线在玻璃砖中从传播到所用的时间 （2）根据题意，画出光线在B点的法线，如图所示 由几何关系可得，光线在B点入射角为，由于 可知，光线在B点是发生全反射，则光路图为 20．(23-24高二上·江苏无锡北高级中学·期末)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．此介质的折射率等于 B．此介质的折射率等于 C．入射角增大折射角会减小 D．入射角逐渐增大时可能会发生全反射现象 【答案】B 【详解】ABC．根据题意，由折射定律可得，此介质的折射率为 介质折射率一定，则入射角增大折射角也会增大，故AC错误，B正确。 D．全反射必须从光密介质射入光疏介质，真空射向介质不可能发生全反射，则入射角逐渐增大时不可能会发生全反射现象，故D错误。 故选B。 21．(23-24高二上·江苏宿迁·期末)某兴趣小组选取边长为a的正方体透明材料，如图所示，底面顶点处有一单色点光源O，从材料上表面看到按明亮照射的区域恰好是以a为半径的四分之一圆面（图中阴影所示），已知光速为c，不考虑光的反射，求： （1）此单色光的折射率n； （2）光源发出的光从上表面穿出所需的最长时间t。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意可知，光入射至圆弧边缘时恰好发生全反射，入射角为临界角C，根据几何关系有 则有 根据临界角与折射率的关系有 解得 （2）根据折射率与光速的关系有 光从圆弧边缘射出的时间最长，则有 解得 22．(23-24高二上·江苏南通崇川区·期末)如图所示，是用透明介质做成的三角形棱镜的横截面图，其中。两束光a、b垂直入射到棱镜AB面上，透明介质对两束光的折射率均为，两束光在棱镜中传播的时间分别为、。则两束光从棱镜中射出时（　　） A．a在b的上方，且 B．a在b的上方，且 C．a在b的下方，且 D．a在b的下方，且 【答案】D 【详解】设两束光在棱镜的临界角为C，则有 可得 可知a、b两束光均在AC面和BC面发生全反射，光路图如图所示 可知两束光从棱镜中射出时a在b的下方；由图中几何关系可知，a、b两束光在棱镜中的传播距离均为 根据 ， 可知a、b两束光在棱镜中的传播时间相等，则有 故选D。 23．(23-24高二上·江苏无锡·调研)如图，半圆形玻璃砖置于光屏的左下方。一束白光沿半径方向从点射入玻璃砖，在点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带，是光带的上下边界。若入射点由向缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到点，则（　　） A．光会越来越弱 B．光最先消失 C．光是红光 D．光会越来越弱 【答案】A 【详解】AD．光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强，折射光减弱，故A正确，D错误； BC．a光的折射率小于b光的折射率，因b光的折射率最大，频率也最大，发生全反射的临界角最小，故b光最先消失，且b光为紫光，故BC错误。 故选A。 24．(23-24高二上·江苏盐城中学·期末)由某种透明介质制成的一柱状体，其截面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是OA的中点，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）该介质的折射率； （2）该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）作出光路如图 设全反射临界角为，则有 根据几何关系，有 解得 （2）根据 可知 由几何关系可知，光在介质中的路程为 根据 求得光在介质中的速度为 该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间为 25．如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光，设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为和，镜面与光屏垂直，单色光波长为。下列说法正确的是（　　）地 城 考点03 光的干涉 A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为入 B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间为 C．若将整套装置完全浸入折射率为的透明溶液中，此时单色光的波长变为 D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上条纹将变得密集 【答案】D 【详解】AB．该装置相当于双缝间距为d=2a，根据 可得光屏上相邻两条亮条纹或暗纹的中心间距为 选项AB错误； C．若将整套装置完全浸入折射率为的透明溶液中，此时单色光的波长变为 选项C错误； D．由上述分析可知，若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，则波长变短，根据 可知，光屏上条纹将变得密集，选项D正确。 故选D。 26．(24-25高二上·江苏泰州·期末)如图所示，一玻璃砖截面为半圆形，O为圆心，一束频率为的激光沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与直径夹角为，在O点恰好发生全反射，水平射出后，进入双缝干涉装置。已知双缝间距，光屏离双缝，光在真空中的传播速度为。求： (1)玻璃砖的折射率n（结果可保留根号）； (2)光屏上相邻亮条纹的间距。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题图中几何关系可知，激光在O点恰好发生全反射的临界角为 根据 可得折射率为 （2）激光的波长为 光屏上相邻亮条纹的间距为 27．(24-25高二上·江苏连云港·期末)如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A．看到的条纹是竖直的 B．看到的条纹非等间距的 C．若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大 D．若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小 【答案】D 【详解】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，看到的条纹应为横条纹，光路图如图所示 所以等效双缝间的距离为 双缝到光屏的距离为L，所以相邻亮条纹中心间距为 由此可知，条纹应等间距，故AB错误； C．若将红光换成绿光，即入射光的波长减小，则看到的条纹间距变小，故C错误； D．若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离增大，所以相邻亮条纹中心间距变小，故D正确。 故选D。 28．(24-25高二上·江苏扬州·期末)如图，用该实验装置观察双缝干涉图样，双缝间距为，单缝缝宽为，用红色滤光片，从目镜中看到红色干涉条纹。能使条纹间距变大的做法是（　　） A．改用绿色滤光片 B．改用间距为的双缝 C．改用缝宽为的单缝 D．把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 【答案】D 【详解】ABD．由双缝干涉时的条纹间距公式，可知要增大条纹间距，可以增大双缝与屏的距离、增大波长、减小双缝间距，故AB错误，D正确； C．由双缝干涉时的条纹间距公式，可知单缝的宽度对条纹间距无影响，故C错误。 故选D。 29．(24-25高二上·江苏淮安·期末)用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作可行的是（    ） A．将屏向双缝靠近 B．将单缝向双缝靠近 C．将双缝换成间距更小的 D．将绿色滤光片换为红色的 【答案】A 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，将屏向双缝靠近，即L减小，减小，故A符合题意； B．单缝与双缝的距离不影响干涉条纹间距，故B不合题意； C．将双缝换成间距更小的，即d减小，根据公式可知增大，故C不合题意； D．将滤光片由绿色的换成红色的，光的波长变大，则干涉条纹间距变宽，故D不合题意。 故选A。 30．(24-25高二上·江苏苏州·期末)1834年，洛埃通过实验也得到了杨氏双缝干涉实验的结果（称洛埃镜实验），基本装置如图所示，S为单色光源，M为水平放置的平面镜，S发出的光一部分直接照射到光屏上，一部分通过平面镜反射，在光屏上呈现出干涉图样。已知光在通过平面镜反射时存在半波损失，相当于光的路程减少了。下列说法正确的是（　　） A．将平面镜向左平移一小段距离，可使条纹间距变大 B．将平面镜向下平移一小段距离，可使条纹间距变大 C．光屏与镜面延长线相交点O位置处于亮纹中心 D．将S换为白色光源，光屏上仍然能够呈现干涉图样 【答案】D 【详解】ABC．根据作图法可得下图 其中阴影部分为发生干涉的区域，光屏与镜面延长线相交点O位置没有光叠加，即O点不是亮纹位置，设光源到光屏的距离为，光源到平面镜竖直距离为a，从S发出的光经过平面镜反射后射到屏上的光，相当于从S关于平面镜的像点S'发出的光射到屏上，也就相当于一个间距为2a的双缝，则在光屏上形成的相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 若将平面镜左移一小段距离，光源S到S平面镜中虚像的间距看作双缝的间距不变，光屏上的条纹间距不变；将平面镜向下平移一小段距离，则a增大，相邻两条亮纹（或暗纹）间距离减小，故ABC错误； D．将S换为白色光源，光屏上仍然能够呈现干涉图样，故D正确。 故选D。 31．(24-25高二上·江苏南京金陵中学·期末)老师手机里的保存了一张用竖直平面内肥皂膜观察酒精灯焰的照片，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的两侧 B．照片上条纹间距不等，说明这是光的衍射图样 C．照片上的竖直条纹，是条纹跟着肥皂膜在竖直平面内转过90°后形成的 D．由图可知肥皂膜从c往a，变厚的越来越快 【答案】D 【详解】A．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的同侧，故A错误； B．照片上由于光源为复色光各波长不等导致光在不同的位置进行干涉，因而出现条纹间距不等，依然说明这是光的干涉图样，故B错误； C．照片上的竖直条纹，是照片在竖直平面内转过90°后形成的，条纹不会随着肥皂膜转动，故C错误； D．由图可知肥皂膜从c往a，间距越来越小，则膜变厚的越来越快，故D正确。 故选D。 32．(24-25高二上·高二物理期末模拟卷（江苏专用，人教版2019，选必一全册选必二第一、二、三章）-学易金卷：·期末)某同学利用下图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 【答案】B 【详解】若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式 可知，需要减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离d，故B正确，A错误，C错误，D错误。 故选B。 33．(23-24高二上·江苏南京部分学校·期末)某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（　　） A．缩小单缝到双缝的距离，可使干涉条纹间距变大 B．在实验中，通过目镜看到的干涉条纹场景如图乙所示，纠正图中问题只需旋转测量头 C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变小 D．仅将绿色滤光片换为红色滤光片，干涉条纹间距将变小 【答案】B 【详解】ACD．根据双缝干涉相邻条纹间距公式 缩小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变；仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大；仅将绿色滤光片换为红色滤光片，由于红光的波长大于绿光的波长，则干涉条纹间距将变大，故ACD错误； B．在实验中，通过目镜看到的干涉条纹场景如图乙所示，纠正图中问题只需旋转测量头使分划板中心刻线与条纹平行，故B正确。 故选B。 34．(23-24高二上·江苏南通崇川区·期末)如图所示，挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝，当用单色光垂直照射双缝时，与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】单色光经过双缝后发生干涉现象，会得到如图C的干涉条纹。 故选C。 35．(23-24高二上·江苏泰州·期末)在如图所示的双缝干涉实验中，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要使光屏的干涉图样条纹个数减少，可以（　　） A．增大与的间距 B．减小双缝到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将整个装置放在水中 【答案】C 【详解】要使光屏的干涉图样条纹个数减少，可增加条纹间距，根据可知，可减小与的间距d，或者增加双缝到光屏的距离l；或者将绿光换为红光（红光波长大于绿光）；将整个装置放在水中时，光的波长减小，则条纹间距会减小。 故选C。 36．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束复合光线，折射光线分别为、两束，（水面上方为真空），则下列说法正确的是（　　）地 城 考点04 光的衍射 偏振 A．、两束光相比较，在真空中，光的波长较短 B．光与光进入真空中频率会变大 C．保持入射点位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，光先消失 D．对同一单缝进行衍射（单缝屏和光屏间距相同），的衍射条纹排列更密集 【答案】C 【详解】A．由题图可知，光源S向水面A点发射一束复合光线，光的偏转程度小于光的偏转程度，则水对光的折射率小于对光的折射率，光的频率小于光的频率，根据可知，在真空中，光的波长较长，故A错误； B．光与光进入真空中频率均保持不变，故B错误； C．根据全反射临界角公式，由于水对光的折射率小于对光的折射率，则光发生全反射的临界角较小；保持入射点位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，光先消失，故C正确； D．由于光的波长大于光的波长，则对同一单缝进行衍射（单缝屏和光屏间距相同），的衍射条纹排列更稀疏，故D错误。 故选C。 37．(24-25高二上·江苏徐州·期末)红光和蓝光分别通过0.4mm、0.8mm的单缝产生明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】单缝衍射的图样是中间宽，两边窄的条纹，由于蓝光的波长比红光短，所以蓝光衍射条纹的宽度要小于红光衍射条纹的宽度，又缝越宽，条纹间距越小，所以蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是D选项的图样。 故选D。 38．(23-24高二上·江苏盐城中学·期末)如图所示，将一束复色光由空气射向一块半圆形玻璃砖圆心处，经过折射，光线分成两束单色光a、b。则（    ） A．若该复色光由红光与紫光组成，则a光为紫光 B．a、b光射出玻璃砖时，两束光线平行 C．在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度 D．在其他条件相同，用a、b光分别进行单缝衍射实验，a光的实验现象更明显 【答案】A 【详解】A．由图可知，a光的折射率大，频率高，波长小，如果该复合光由红光和紫光组成，a光为紫光，紫光的波长小于红光，故A正确； B．根据几何关系可知，两光沿半径方向射向界面，沿法线的方向，所以两光背离各自半径直接射出，因此出射光不平行，故B错误； C．根据图像可知，入射角相同，a的折射角较小，可知a的折射率大，根据 可知，折率越大，传播速度越小，所以a的传播速度小于b，故C错误； D．发生明显衍射的条件是 单缝衍射实验，波长越长，衍射现象越明显，a光波长小于b的波长，因此b光的实验现象更明显，故D错误。 故选A。 39．(23-24高二上·江苏南通海门区·期末)研究两束激光波动现象的同一实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙、丙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．挡板上有两条平行的竖直狭缝 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．增加激光器的强度可以使条纹间距变大 D．乙、丙两列激光叠加后形成稳定的干涉条纹 【答案】B 【详解】A．由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有一条狭缝，故A错误； BC．衍射条纹中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为 明显如图乙中心间距大于如图丙所示的中心间距，得乙光的波长大于丙光的波长，由上式可知条纹间距与入射光的强度无关，故B正确，C错误； D．单缝只能产生衍射，不能干涉现象，则乙、丙两列激光叠加后不能形成稳定的干涉条纹，故D错误； 故选B。 40．(24-25高二上·江苏宿迁泗阳县·期末)市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片。安装两镜片时它们的透振方向应该沿（　　） A．水平方向 B．相互垂直 C．竖直方向 D．任意方向 【答案】B 【详解】该太阳镜的镜片是偏振片，目的是减少通光量，它不会改变物体的颜色，并且看景物的色彩柔和浓重。在安装两镜片时它们的透振方向应该沿相互垂直。 故选B。 41．(24-25高二上·江苏南京玄武高中、秦淮中学等六校联考·期末)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。 42．(24-25高二上·江苏镇江第一中学·期末)下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A．图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的 B．图②中的亮斑，是一种光的衍射现象 C．图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 【答案】D 【详解】A．图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的，故A正确，不满足题意要求； B．图②中的亮斑，是一种光的衍射现象，故B正确，不满足题意要求； C．图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明，故C正确，不满足题意要求； D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D错误，满足题意要求。 故选D。 43．(24-25高二上·江苏扬州·期末)如图，将手机放在水平桌面上，无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字。撤去Q，并将手机在水平面内旋转，此过程中观察到屏幕的亮度（　　） A．变暗 B．变亮 C．不变 D．先变亮后变暗 【答案】B 【详解】无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字，说明偏振片P的透振方向与手机屏膜发出光的偏振方向垂直，则撤去Q后，将手机在水平面内旋转，手机发出光的偏振方向与偏振片P的透振方向趋近于平行，则观察到屏幕的亮度变亮。 故选B。 44．(24-25高二上·江苏淮安·期末)由于车玻璃表面反射光的干扰，照相机拍摄景象模糊，如图甲所示；在相机镜头加装某光学元件后，拍摄景象清晰，如图乙所示，则（  ） A．光在玻璃表面反射时发生了偏振，该元件起到了起偏器的作用 B．光在玻璃表面反射时发生了偏振，该元件起到了检偏器的作用 C．光在玻璃表面反射时未发生偏振，该元件起到了起偏器的作用 D．光在玻璃表面反射时未发生偏振，该元件起到了检偏器的作用 【答案】B 【详解】光在玻璃表面反射时会发生偏振现象，为了消除反射光的干扰，在相机镜头加装的光学元件起到了检偏器的作用，只让特定方向偏振的光通过，从而使拍摄景象清晰。 故选B。 45．(24-25高二上·江苏南京金陵中学·期末)对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列说法正确的是（　　） A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B．乙图是薄膜干涉的应用，用来测量平面的厚度 C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是暗纹 D．丁图是佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 【答案】D 【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”中央是亮点，故A错误； B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，故B错误； C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹；若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹，故C错误； D．丁图是佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象，故D正确。 故选D。 46．(24-25高二上·江苏南通如皋·调研)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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题07光学 ☆4大高频考点概览 考点01光的折射 考点02全反射 考点03光的干涉 考点04光的衍射偏振 目目 考点01 光的折射 1. 如图所示为光由空气射入某种介质时的折射情况，光在真空中传播速度为c。求： 45° (1)介质的折射率； (2)光在介质中传播速度的大小。 2.(24-25高二上江苏镇江第一中学期末)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 图所示，并在入射光线AO上插上大头针P、P,现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P和P大头 针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。若该同学在确定P位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把 P位置画得偏左了一些，则测出来的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 A、 P P 0 P 3.(24-25高二上江苏徐州期末)在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气， 形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R,水球半径为R。在过球心 O的平面内，一单色光以入射角i=53°水平照射这一水球，光线经折射后恰好与内圆相切。光在真空中 的传播速度为c,不考虑光线反射。（sin53°=0.8、cos53°=0.6)求： 1/16 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (1)水的折射率n: (2)光线在该水球中传播的时间t。 4.(24-25高二上江苏连云港·期末)如图所示，一束绿光自空气中A点射入水中，折射光线经过B点（界面 上入射点未画出)，A、B连线与界面交于O点。下列说法正确的是() °A 空气 水 D。 B。 C· A.入射点在O点右侧 B.绿光射入水中后波长变长 C.若改为红光，折射光线可能过B点正上方的D点 D.若改为红光，折射光线可能过B点正下方的C点 5.（(24-25高二上江苏南通·期末)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() 太阳光线 太阳光线 B. nnni7nnnn7777 太阳光线 太阳光线 D. 7hnnnnnn7 7n7777nn7n7 4 6.(24-25高二上江苏扬州期末)光从水中射入空气时的折射光线如图所示，己知水的折射率为= a=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求反射光线与折射光线的夹角0。 2/16 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 空气 水 7.(24-25高二上江苏淮安期末)如图所示，一束单色光从空气由0点射向某透明介质时发生了折射，则该 光在介质中比在空气中的() 光 00° 空气 60° 60° 90 0° 90° 60° 60° 30° 0介质 A.传播速度大，波长长 B.传播速度大，波长短 C.传播速度小，波长长 D.传播速度小，波长短 8.(24-25高二上江苏南京金陵中学期末)如图所示，某同学用“插针法“测量两面平行玻璃砖的折射率，他 先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线a'、bb',钉上大头针P、P2,然后继续实验。并画出光路图，则下列 说法正确的是() b b' 34 PA A,入射角i尽量小一些，可以减小误差 B.P、P2及P,、P4之间的距离取的小一些，可以减小误差 C.若把bb'误画在了cc',其他操作均正确，则测得的折射率偏小 D.若在钉大头针P,不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大 9.(24-25高二上·高二物理期末模拟卷（江苏专用，人教版2019，选必一全册选必二第一、二、三章）-学 易金卷：·期末)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，圆规，笔， 白纸。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() 3/16 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A B. ● D 10.(24-25高二上·江苏淮阴中学期中)如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°，一束平 行于AC的光线自AB边的D点射入三棱镜，若棱镜的折射率m=V5,已知AD=AB=L,光在真空 中的速度为c。求： B A⊥30° (1)光在棱镜中的传播速度； (②)第一次从BC边射出的光在棱镜中的传播时间。 11.(23-24高二上江苏南京部分学校期末)如图所示，一束光沿圆心方向从半圆形表面射入玻璃半球后从 底面射出。入射光线与法线的夹角为30，折射光线与法线的夹角为53°。已知光在真空中的速度为 3x10m/s,sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： 30 (1)这束光在此玻璃半球中的折射率 (2)这束光在此玻璃半球中的传播速率。 12.(23-24高二上江苏南京部分学校期末)如图所示，在“测量玻璃的折射率"的实验中，以下说法正确的 是() 4/16 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 N A\ O 2 N b O' 6 P B A,实验必须选用两光学表面平行的玻璃砖，否测无法测量 B.实验过程中，只有在画完光路图后，才能移除玻璃砖 C.由上图所示，某同学在测得图中的8,0，后，利用m=s加8 sin, 可以求得玻璃砖的折射率 D.实验中，大头针P与P,P与P间的距离应适当远一些 目目 考点02 全反射 13.如图所示，OBDE为半圆柱体玻璃砖的横截面，直径OE=d,一束由Q光和b光组成的复色光， 由真空沿AO方向从上表面射入玻璃砖，入射角为O,Q光和b光折射后分别射到BD点，Q光在B点 恰好发生全反射。 、A 0 真空 E 玻璃 B D (I)求a光对玻璃的折射率； (2)试证明a光、b光分别由O点传播到B、D两点的时间相等 14.(24-25高二上江苏南京玄武高中、秦淮中学等六校联考期末)如图所示，点光源S到水面的距离为 h=3m,其发出的光照射到水面上P点刚好发生全发射，S到P的距离为L=6m,真空中的光速为 c=3.0×103m/s。求 5/16 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 P (1)水的折射率n: (2)光从S到P传播的时间t。(结果可用根式表示) 15.(24-25高二上·江苏镇江第一中学期末)如图所示，截面为矩形的玻璃砖ABCD,一束单色光从AB边以 入射角O射入玻璃砖，光线恰好在AD边上发生全反射。已知光在真空的传播速度大小为3.0×10'm1s, 波璃的折射率25。（结果可带根号》 3 0 (①)求光在玻璃中的传播速度： (2)求入射角0的正弦值。 16.(24-25高二上·江苏徐州期末)光纤通信利用光信号传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等 优势。光纤通信中光传播的主要载体是光导纤维，它主要是利用了光的() A.干涉 B.衍射 C.偏振 D.全反射 17.(24-25高二上江苏连云港期末)如图所示，“道威棱镜”是一种用于光学图像翻转的仪器，其横截面 ABCD是底角45等腰梯形，一束光线沿平行BC的方向射入棱镜，在BC面上发生一次全反射后从CD 面射出，已知棱镜对该光的折射率n=√2，BC=L,光在真空中的传播速度为c,求： A D C (1)光在AB面上的折射角： (2)光在棱镜中传播的时间t。 18.(24-25高二上·江苏淮安·期末)如图所示，一束单色光以入射角0，=45从真空由O点射向某种半圆形透 明材料，该材料的半径为R、折射率n=√2，光在真空中的传播速度为c,求： 6/16 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 光 真空 介质 (1)折射角02： (2)光在透明材料中的传播时间。 19.(23-24高二上江苏无锡北高级中学期末)如图所示，OCBD为半圆柱体玻璃的横截面，CD为直径，0 为圆心，半径为R,一束光沿AC方向从真空射入玻璃，光线会达到玻璃砖边缘的B点。已知入射角 为i=60°，玻璃砖的折射率为√3，光在真空中的传播速度为c。 (I)求光线在玻璃砖中从C传播到B所用的时间t? (2)通过分析，判断光线在B点是否发生全反射，并画出B位置的光路图（标记好入射角和反射角的大 小)。 B 20.(23-24高二上江苏无锡北高级中学.期末)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。 下列说法中正确的是() 45 真空 介质 30° A.此介质的折射率等于1.5 B.此介质的折射率等于√2 C.入射角增大折射角会减小 D.入射角逐渐增大时可能会发生全反射现象 21.(23-24高二上江苏宿迁·期末)某兴趣小组选取边长为α的正方体透明材料，如图所示，底面顶点处有一 单色点光源O,从材料上表面看到按明亮照射的区域恰好是以α为半径的四分之一圆面（图中阴影所 示)，已知光速为c,不考虑光的反射，求： (1)此单色光的折射率： (2)光源发出的光从上表面穿出所需的最长时间t。 7/16 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 0 22.(23-24高二上·江苏南通崇川区·期末)如图所示，是用透明介质做成的三角形棱镜的横截面图，其中 ∠A=∠B=45°。两束光a、b垂直入射到棱镜AB面上，透明介质对两束光的折射率均为n=2.4,两束 光在棱镜中传播的时间分别为。、t,。则两束光从棱镜中射出时() A.a在b的上方，且t。> B.a在b的上方，且t。=t C.a在b的下方，且t。>t D.a在b的下方，且t。=t 23.(23-24高二上江苏无锡·调研)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点 射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带，、b是光带的上下边界。若入 射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，则() sa b A.a光会越来越弱 B.Q光最先消失C.b光是红光 D.C光会越来越 弱 24.(23-24高二上江苏盐城中学·期末)由某种透明介质制成的一柱状体，其截面A0B为4圆，0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是OA的中点，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)该介质的折射率； 8/16 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (2)该光束从C点射入介质到射出OB边所用的时间。 目目 考点03 光的干涉 25.如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，从平 面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光，设光源S到平面镜和到光 屏的距离分别为Q和l,a<1,镜面与光屏垂直，单色光波长为元。下列说法正确的是() 光 屏 7777 平面镜 A,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为入“入 21 B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间为二入 C.若将整套装置完全浸入折射率为的透明溶液中，此时单色光的波长变为n入 D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上条纹将变得密集 26.(24-25高二上江苏泰州期末)如图所示，一玻璃砖截面为半圆形，O为圆心，一束频率为 f=6×104Hz的激光沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与直径夹角为30°，在O点恰好发生全反射， 水平射出后，进入双缝千涉装置。己知双缝间距d=0,25mm,光屏离双缝1=1.0m,，光在真空中的传 播速度为c=3.0x10m/s。求： 9/16 学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 单缝 双缝 光屏 (1)玻璃砖的折射率n(结果可保留根号)； (2)光屏上相邻亮条纹的间距△x。 27.(24-25高二上江苏连云港·期末)如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为 水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相 干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是() 光屏 mIIIIIII M A.看到的条纹是竖直的 B.看到的条纹非等间距的 C.若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大 D.若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小 28.(24-25高二上·江苏扬州期末)如图，用该实验装置观察双缝干涉图样，双缝间距为0.2mm,单缝缝宽 为0.4mm，用红色滤光片，从目镜中看到红色干涉条纹。能使条纹间距变大的做法是() 灯泡凸透镜 单缝双缝 遮光筒 毛玻璃屏 目镜 A.改用绿色滤光片 B.改用间距为0.4mm的双缝 C.改用缝宽为0.2mm的单缝 D.把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 29.(24-25高二上·江苏淮安期末)用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作 可行的是() 白光源 滤光片单缝双缝 10/16