(24)光、实验：测量玻璃的折射率、用双缝干涉实验测量光的波长-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（G）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (二十四)光、实验：测量玻璃的折射率、 用双缝干涉实验测量光的波长 (考试时间40分钟，满分100分) 条形码粘贴处 、单项选择题 1[A][B][C][D] 2[A][B[C][D] 3[A][B][C][D] 4[A][B][C][D] 5[A][BJ[C][D] 6[A][B][C][D 二、多项选择题 7[A][B][CJ[D] 8[A][B][C][D] 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的) 1.如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明 折射光线的强度 工件，光线在圆心O处发生折射和反射，折射光线的强度随 着0变化的关系如图乙所示，光在真空中的传播速度为c, 37°60° 7 sin53°=专，则单色光在工件中的传播速度为 A. 品 D.c 2.唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天 空是有限的。如图所示，深为8m,半径为0,6m的并中被灌满水，水的折射率1=专处在并底 正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外的景物尽收眼底，则青蛙所处位置与井 口水面间的竖直距离最远为 A.0.8m 5 m C.√/7m D.5 m 3.关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是 单色光 2 O份 内芯 挡板 光源 外套 丙 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 A.图甲是光的双缝干涉原理图，若只减小挡板上双缝S1、S2间的距离d,则屏上两相邻亮条纹 中心间的距离将增大 B.图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套的折射 率小 C,图丙中肥皂膜上的条纹是由光的衍射形成的，利用这一原理可以制成相机镜头的增透膜 D.图丁中的条纹是由于光的双缝干涉形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗 变窄 4.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， d 前表面反射光 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 玻璃 ○XC 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 后表面反射光 知某单色光在薄膜中的波长为入，则增透膜的最小厚度d为 一薄膜 A.λ 克 C. 后表面前表面 5.某同学用红光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边以0角入射，在玻璃砖内AD边的中点 发生全反射，光路如图所示，不考虑多次反射，下列说法正确的是 0 A.该光线还会在CD边发生全反射 B.若0角增大，则该光线一定仍在AD边发生全反射 透明 C.若0角增大到一定程度，则该光线会在AB边发生全反射 D.若θ角不变，换用折射率大一点的紫光入射，则光线在砖内的路程将会变短 D 6.用平行单色光竖直向下照射一透明薄膜，形成的干涉图样如图所示。相邻两亮条纹的中心间距 依次为d1、d2、d3、d…(d1>d2>d3>>…),则该透明薄膜竖直截面的形状可能是 ddd3 da 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图甲所示，公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光，该装饰灯可简化为图乙所示 模型，该装饰灯是由对红光折射率=1.5的透明材料制成的棱长为L的立方体，立方体中心有 一个发红光的点光源O,不考虑光的二次反射，真空中的光速为c,下列说法正确的是 A.立方体的所有区域均被照亮 B.光线从点光源O发出至射出立方体经历的最长时间为5L 20c C.若从点光源O发出的光变为蓝光，则立方体表面有光射出的区域面 积将增大 D.若从光源O发出其他单色光，使立方体的所有区域恰好均被照亮，则立方体对该单色光的折 射率应为 轮复习40分钟周测卷二十四 物理第2页（共4页） a 8.某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值(<0)，称为负折射率材料。电磁波从空 气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同 一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波，电磁波以入射角i=45°经负 折射率=一√2的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为d, 电磁波在真空中的传播速度为￠，不考虑电磁波在界面处的反射，下列说法正确的是 A.该电磁波的出射点位于法线OO,的上方 B.电磁波射出平板介质的出射方向与射入平板介质的入射方向平行 C.电磁波由空气进入平板介质，波长变短 D.电磁波在平板介质中的传播时间为26d 3c 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(16分)如图甲所示，在“通过双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上， 并选用间距d=0.2mm的双缝，从仪器注明的规格可知，屏与双缝间的距离L=700mm。 灯泡 滤光片单缝 双缝拨杆 遮光筒 测量头 电源 10 分 戊 (1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目 镜看去，使分划板中心刻度线与条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示 数如图丙所示，示数为 mm;接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与图乙中的条纹B 中心对齐，测得条纹A、B间的距离x=8.40mm,则经滤光片射向双缝的单色光的波长λ三 (用题目中所给字母写出表达式)，代入数据可得波长为 m。 (2)另一同学安装好实验仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行调整后， 在屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是（填正确答案标号）。 A.仅增加光源与滤光片间的距离 B.仅增加单缝与双缝间的距离 C.仅将单缝与双缝的位置互换 D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片 (3)某次实验中的条纹如图丁所示，由于条纹清晰，便没有再进一步进行调节，而是直接进行测 量，并根据公式算出波长，测量得到的波长 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。 (4)如图戊所示，S为单缝，S1、S,为双缝，屏上会出现明、暗相间的干涉条纹，若实验时单缝偏离 光轴，向下微微移动，则可以观察到 (填正确答案标号)。 A.干涉条纹消失 B.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移 C.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移 物理第3页（共4页）】 衡水金卷·先享题·高三一轮 10.(16分)在“测量玻璃砖的折射率”实验中，某实验小组做了如下操作： (1)如图甲所示，先将方格纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在纸上，然后在方 格纸中画出玻璃砖与空气的两个界面αa'和bb',在相应位置插上P1、P2两枚大头针，插上大头 针P3,使P3挡住 ,再插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像。 (2)该实验小组的同学通过“插针法”确定了四枚大头针的位置，请根据实验原理在图甲中补全 光路图，并标注出界面aa'的入射角i和折射角r。 (3)测得该玻璃砖的折射率n= (结果保留两位有效数字)。 (4)另一小组同学在做实验时，选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在图乙实线位置并画出 玻璃砖的轮廓后，不小心将玻璃砖向右发生了微小的平移（移至图乙中虚线位置，底边仍然沿 原底边直线)，然后用插针法依次确定了四枚大头针的位置，测量玻璃砖的左侧边界的入射角 和折射角，得到折射率，则玻璃砖折射率的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”)真 实值。 11.(16分)光纤通信具有通信容量大、传输距离远等优点。现有一长度L=3km、直径d= 0.3mm的长直光纤，一束单色平行光从该光纤左端沿光纤方向射入，经过t=1.5×10-5s在 光纤右端接收到该光束，已知光在真空中传播的速度c=3×10/s。 (1)求光纤的折射率； (2)若改变平行光的入射方向使从左端射入的光能够传送到右端（无损失），求光在光导纤维内 传输的最长时间； (3)若将该光纤按图示绕圆柱转弯，平行光纤射入的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体 半径R的最小值。 d 复习40分钟周测卷二十四 物理第4页（共4页） G高三一轮复习G ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十四） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I IⅢV ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 折射强度的图像问题 易 0.85 2 单项选择题 6 折射的简单计算 易 0.80 3 单项选择题 6 光现象的理解 中 0.75 4 单项选择题 6 增透膜 中 0.65 5 单项选择题 6 光在正方体玻璃砖中的传播 中 0.65 6 单项选择题 6 薄膜干涉 / 中 0.60 7 多项选择题 光在立体空间的传播 中 0.65 8 多项选择题 8 负折射率的应用 难 0.55 9 非选择题 16 通过双缝干涉测光的波长 中 0.65 10 非选择题 16 测量玻璃砖的折射率 中 0.65 11 非选择题 16 光纤中的光学问题 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 1.A【解析】由图乙可知，当日=37°时，单色光恰好发 生全反射，此时有$加(90一)=日，解得A=年，则 单色光在工件中的传播速度=片=台c,A项正确。 n 2.B【解析】青蛙恰好把井外的景物尽收眼底时，青蛙 的位置如图所示： 几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射 角为C的方向射来的，根据折射定律可得sinC= ·91· ·物理· 参考答案及解析 如90二三设此时青蛙所处位置与井口水面 元=3，由儿何关系可知tanC= 12 ,解得=51 5 2 间的距离为h,根据几何关系可知tanC= 方联立解 <L,可知立方体某一面有光射出部分的图形是圆 得h-贝 5 m,B项正确。 形，即部分区域被照亮，A项错误；考虑射到侧面上一 3.A【解析】根据△x= 入可知，若只减小挡板上双 L 条发生全反射的光线，临界角满足sinC=1=2 缝间的距离d,则屏上两相邻亮条纹中心间的距离将 则0sC-去，光在立方体中的速度=斤，故光线从 增大，A项正确；图乙中光能在光导纤维内通过全反 射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套 光源O发出至射出立方体经历的最长时间tx=二， 大，B项错误；图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜 联立解得=9L,B项正确：若点光源发出的光 干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这 20c 原理使照片更加清晰的，C项错误：图丁中的条纹 由红光变为蓝光，因蓝光的折射率大于红光，可知蓝 是由于光的单缝衍射形成的，中央为亮条纹，最宽最 光的临界角小于红光，根据tanC= L ·,表面有光射 亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，D项错误。 2 4.D【解析】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发 出的区域半径减小，即面积将减小，C项错误：所有区 生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的反射光光程 差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵 域恰好均被照亮，则临界角应满足tanC= L,解得 消，增透膜的最小厚度d=冬，D项正确。 5.D【解析】光线在玻璃砖内的光路图如图所示： 折射率n= C,D项正确 8.BCD【解析】由于平板介质的折射率为负值，则电 E 磁波在平板介质中折射方向位于法线OO的下方， 透明 所以该电磁波的出射点位于法线OO的下方，A项 玻璃 错误；根据光路可逆原理可知，电磁波的出射方向与 砖 电磁波入射到平板介质的方向平行，B项正确：根据 0 =。=京，则电磁波由空气进入平板介质，波长 该光线从玻璃砖内通过CD边发生折射时的入射角 变短，C项正确：根据n=sin45=2,解得折射电 sin 与光线从AB边入射时的折射角相同，根据光路可逆 磁波与法线的夹角=30°，由C项可知，电磁波在平 原理可知，光线一定会从CD边出射，A项错误；若日 角增大，光线在AD边的入射角变小，则可能从AD 板介质中的速度为停，则电磁波在平板介质中的传 边发生折射，B项错误；全反射的条件为从光密介质 d 进入光疏介质，光线从真空经过AB边进入玻璃砖的 播时间t= C0s30° ,D项正确。 过程中不会发生全反射，C项错误；紫光的折射率大 2e 3c 于红光的折射率，故紫光的折射光线较红光的折射光 三、非选择题 线更低，光线在玻璃砖内的路程EG>EH,D项正确。 6.D【解析】同一条纹对应的薄膜厚度相同，自左向右 9.(1)0.35(2分) 3分)48X10(3分) 条纹间距越来越小，薄膜厚度随距离变化的越来越 (2)D(2分) 快，D项正确。 (3)偏大(3分) 二、多项选择题 (4)B(3分) 7.BD【解析】当从O点射出的光线射到侧面上的入 【解析】(1)图丙中游标卡尺的分度值为0.05mm,主 射角等于临界角时发生全反射，临界角满足sinC= 尺整毫米示数为0，游标尺的第7刻度线与主尺刻度 ·92· 高三一轮复习G ·物理· 线对齐，则示数为0十7×0.05mm=0.35mm,条纹 【解析】(1)需要使P3挡住P1、P2的像，从而确保在 A、B间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故 一条光路上。 △x=号，根据相邻亮（暗）条纹间的距离公式有△x= (2)光路图如答案图所示。 (3)由折射定律得=sin=1,5。 子，解得-瓷代入数据可得=4.8X10?m。 sin r (4)玻璃砖平移后，作出的光路图如图所示，入射角 (2)该同学对实验装置进行调整后，在屏上仍能观察 不会引起变化，但测得的折射角？大于实际的折射 到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻亮条 角a,根据折射定律n=s可知玻璃砖折射率的测 纹间的距离减小，由公式△=宁入可知，该调节可能 sin r 量值小于真实值。 是更换波长更短的单色光做实验，即将红色滤光片换 成绿色滤光片可以达到该实验效果，其他调节都达不 到该实验效果，D项正确。 (3)干涉条纹要与分划板中心刻线对齐，图示测量方 式会导致测得的相邻亮（暗）条纹间距变大，故波长测 量值偏大。 11.【解标】(1)光在光纤中传输的速度0=上=2× (4)实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝 10*m/s (2分) S、S的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A项错 误；对于中央亮纹来说，从单缝S经过双缝S1、S到 光纤的折射率n=￡=1.5 (2分) 中央亮纹的路程差仍等于0，如图所示： (2)当光射到内芯与外套分界面的入射角等于临界 角C时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传 播的路程=snC L (2分) 又如c--号 (2分) 则有S'S1>S'S2,S'S1+SP=S'S2+SP,解得SP 则最长时间tx=亠=2.25×105s (2分) <S2P,可知中央亮纹O的位置略向上移动，B项正 确，C项错误。 (3)当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在 10.(1)P、P2的像(4分) 弯曲处全部发生全反射，光路如图所示 (2)如图所示(4分) 由几何关系可知 R sin C-Ran+d (3分) 解得Rmim=0.6mm (3分) (3)1.5(4分) (4)小于(4分) ·93·