(24)光学、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（M）

高三一轮复习M ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十四） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： ,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 ④科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) I ⅡⅢ V ① ② ③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 折射强度的图像问题 易 0.85 2 单项选择题 6 增透膜 中 0.65 3 单项选择题 6 光在正方体玻璃砖中的传播 中 0.65 双项选择题 光现象的理解 务 0.75 双项选择题 光在立体空间的传播 中 0.65 6 双项选择题 负折射率的应用 难 0.55 7 非选择题 6 光的折射、光的传播 中 0.75 8 非选择题 6 全反射的应用 中 0.60 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 14 测量玻璃砖的折射率 分 0.65 11 非选择题 16 光纤中的光学问题 0.55 季考答案及解析 一、单项选择题 2.D【解析】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发 1.A【解析】由图乙可知，当=37°时，单色光恰好发 生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的反射光光程 生全反射，此时有s如(90°一9)=，解得n=÷,则 差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵 单色光在工件中的传播速度=号-亭，A项正确。 消，增透膜的最小厚度d=子，D项正确。 3.D【解析】光线在玻璃砖内的光路图如图所示： ·91· ·物理· 参考答案及解析 联立解得f=9,B项正确：若点光源发出的光 20c 由红光变为蓝光，因蓝光的折射率大于红光，可知蓝 透明 玻璃 砖 光的临界角小于红光，根据tanC= ,表面有光射 2 F --GH D 04 出的区域半径减小，即面积将减小，C项错误；所有区 该光线从玻璃砖内通过CD边发生折射时的入射角 域恰好均被照亮，则临界角应满足tanC= 2 一，解得 与光线从AB边入射时的折射角相同，根据光路可逆 L 2 原理可知，光线一定会从CD边出射，A项错误；若B 1√6 角增大，光线在AD边的入射角变小，则可能从AD 折射率n=sinC=?,D项正确。 边发生折射，B项错误；全反射的条件为从光密介质 6.BC【解析】由于平板介质的折射率为负值，则电磁 进入光疏介质，光线从真空经过AB边进入玻璃砖的 波在平板介质中折射方向位于法线OO,的下方，所 过程中不会发生全反射，C项错误：紫光的折射率大 以该电磁波的出射点位于法线OO的下方，A项错 于红光的折射率，故紫光的折射光线较红光的折射光 误：根据光路可逆原理可知，电磁波的出射方向与电 线更低，光线在玻璃砖内的路程EG>EH,D项正确。 磁波入射到平板介质的方向平行，B项正确；根据n 二、双项选择题 4AB【解析】根据△=子入可知，若只减小挡板上双 会，则电磁波由空气进人平板介质，波长变 = 缝间的距离d,则屏上两相邻亮条纹中心间的距离将 短，C项正确：根据n=sn45=√2，解得折射电磁 sin 增大，A项正确；图乙中光能在光导纤维内通过全反 波与法线的夹角0=30°，由C项可知，电磁波在平板 射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套 介质中的速度为，则电磁波在平板介质中的传播 大，B项正确；图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜 2 干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这 d C0s30 一原理使照片更加清晰的，C项错误；图丁中的条纹 时间t= 2c 26d,D项错误。 3c 是由于光的单缝衍射形成的，中央为亮条纹，最宽最 2 亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，D项错误。 三、非选择题 5.BD【解析】当从O点射出的光线射到侧面上的入 7.b(2分)a(2分)a(2分) 射角等于临界角时发生全反射，临界角满足sinC= 【解析】作出光路图如图所示： 子，由儿何关系可知mC= -,解得，=5L L 5 2 <子L,可知立方体某一面有光射出部分的图形是圆 形，即部分区域被照亮，A项错误；考虑射到侧面上一 条发生全反射的光线，临界角满足sinC=1=2 由图可知，光线进入玻璃砖时，b光的偏折程度较大， n 3 则玻璃砖对b光的折射率较大，b光的频率较大，波长 则c0sC-去，光在立方体中的速度0=斤，故光线从 较小，根据△=导入，由于a光的波长较大，则通过同 光源O发出至射出立方体经历的最长时间tm=。, 一双缝干涉装置，a光相邻亮条纹的间距较大，两束 ·92· 高三一轮复习M ·物理· 单色光分别在玻璃中传播时，根据一行，由于玻璃 量值偏大。 (4)实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝 砖对b光的折射率较大，所以b光的传播速度较小， S、S:的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A项错 以相同的入射角i从玻璃砖中斜射入空气，根据= 误；对于中央亮纹来说，从单缝S经过双缝S!、S:到 盘由于a光的折射率较小，所以a光的折射角， 中央亮纹的路程差仍等于0，如图所示： 较小。 8.14.8(3分)29.6(3分) 【解析】由题意可知，接收器恰好接收不到点光源发 出的光时，点光源发出的光在水面发生全反射，根据 则有S'S1>SS2,S'S1十SP=SS2十S2P,解得SP sinC==专，解得C=53,所以发生全反射时点 <SP,可知中央亮纹O的位置略向上移动，B项正 光源距离桥的左、右端点的水平距离x=htan C= 确，C项错误。 2.4m,当点光源在这两个点之间运动时接收器接收 10.(1)P、P2的像(3分) 不到点光源发出的光，由几何关系可知（一2x=t, (2)如图所示(3分) 解得1=14.8m,点光源从桥左端点正下方运动到桥 右端点正下方所用的时间t=二=29.6s。 9.(1)0.35(2分) 瓷3分)48X103分) (2)D(2分) (3)偏大(3分) (4)B(3分) (3)1.5(4分) 【解析】(1)图丙中游标卡尺的分度值为0.05mm,主 (4)小于(4分) 尺整毫米示数为0，游标尺的第7刻度线与主尺刻度 【解析】(1)需要使P3挡住P、P2的像，从而确保在 线对齐，则示数为0十7×0.05mm=0.35mm,条纹 一条光路上。 A、B间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故 (2)光路图如答案图所示。 △x=号，根据相邻亮（暗）条纹间的距离公式有△x= (3)由折射定律得m=sin=1.5。 sin r 宁A,解得X-气，代入数据可得入=48X101m。 (4)玻璃砖平移后，作出的光路图如图所示，入射角 不会引起变化，但测得的折射角r大于实际的折射 (2)该同学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，可知相邻亮条 角a,根据折射定律m=s血上可知玻璃砖折射率的测 sin r 纹间的距离减小，由公式△x=之入可知，该调节可能 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 11.【解析】(1)光在光纤中传输的速度v=上=2× ·93· ·物理· 参考答案及解析 10m/s (2分) 弯曲处全部发生全反射，光路如图所示 光纤的折射率n=÷=1.6 (2分) (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 R 播的路程s=nC L (2分) 由几何关系可知 (2分) sin C= Rmin Roin十d (3分) 则最长时间=言=2.25×105s (2分) 解得Rim=0,6mm (3分) (3)当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在 ·94·高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (二十四)光学、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)》 一、单项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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 着日变化的关系如图乙所示，光在真空中的传播速度为c, 37°60°0 sin53°-号，则单色光在工件中的传播速度为 B.ge D.c 2.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， 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 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 后表面前表面 A.入 B c D. 4 3.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 透明 B.若0角增大，则该光线一定仍在AD边发生全反射 玻璃 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0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 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是 单色光S S,M 内芯 外套 挡板 甲 丙 人 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 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 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大 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 5.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 成光线从点光源0发出至射出立方体经历的最长时间为二 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 6.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n=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 班级 姓名 分数 题号 2 6 答案 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)如图所示为平行板玻璃砖的横截面，上、下表面足够大，在该截面内 有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为α、b两 束单色光，则当两束单色光分别在玻璃砖中传播时， 光的传播速 度较小，若两束单色光分别通过同一双缝干涉装置， 光相邻亮条 纹的间距较大，若两束单色光分别以相同的入射角从玻璃砖中斜射入空气， 光的折射 角较小。（填“a”或“b”) 论复习40分钟周测卷二十四 物理第2页（共4页） 网 8.(6分)如图所示，在一平静的水面上，靠近水面但不与水面接触横跨一个宽为1的模型桥，水深h =1.8m处有一个点光源水平向右以v=0.5/s的速度做匀速直线运动。开始时点光源在桥 左端点正下方，桥的左、右两端点均有一个足够小的接收器，可接收由点光源发出的光，在点光 源运动到桥右端点正下方的过程中，接收器共有20s的时间没有接收到点光源发出的光。已知 水对该点光源发出的光的折射率为1.25，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则桥的宽度为 m, 点光源从桥左端点正下方运动到桥右端点正下方所用的时间为 S 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 遮光简 测量头 电源 0 10 20 今 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、S2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.(14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： 甲 (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aa'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P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=3k、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=1.5×105s在 光纤右端接收到该光束，已知光在真空中传播的速度c=3×108m/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。 复习40分钟周测卷二十四 物理第4页（共4页）】 M