专题03 光学（期中真题分类汇编，北京专用）高二物理下学期

专题03 光学 7大高频考点概览 考点01 折射定律 折射率 考点02 全反射 考点03 光的折射和全反射的综合应用 考点04 光的干涉、衍射和偏振 考点05 几何光学与物理光学的综合应用 考点06 测量玻璃的折射率 考点07 用双缝干涉实验测量光的波长 地 城 考点01 折射定律 折射率 一、单选题 1．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）在“测玻璃的折射率”实验中，为了取得较好的效果，下列操作正确的是（　　） A．大头针应垂直地插在纸面上 B．选择的入射角应尽量小些 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当小些 D．必须选用上下表面平行的玻璃砖 【答案】A 【解析】A．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故A正确； B．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，故B错误； C．为了减小角度引起的误差，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当大些，故C错误； D．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故D错误。故选A。 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）一半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，一束复色光从点沿半径射入，在圆心点分成三束光。则（　　）    A．该复色光一定由三种单色光组成 B．该复色光可能由两种单色光组成 C．与两束光比较，前者在玻璃砖中的折射率较大 D．与两束光比较，后者在玻璃砖中的速率较大 【答案】B 【解析】AB．如果该复色光由两种单色光组成， 则这两种单色光都发生了折射和反射，与两束光分别为其折射光束， 为重合的反射光束； 如果该复色光由三种或三种以上单色光组成， 则 与两束光分别为折射率较小的两种色光的折射光束，为折射率较小的两种色光的反射光束及其他折射率较大的单色光发生全反射时光束的重合；所以选项错误，B正确； CD． 与 两束光比较，前者在玻璃砖中的偏折程度较小，则折射率较小，根据 可知，在玻璃砖中的速率较大，选项 CD 错误。故选B。 3．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）如图所示，一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射，入射角为，折射角为。下列说法正确的是（　　） A．反射光的频率大于入射光的频率 B．折射光的波长等于入射光的波长 C．若增大入射角，则折射角将减小 D．若增大入射角，则折射光将减弱 【答案】D 【解析】A．光发生反射和折射后频率不变，所以反射光的频率等于入射光的频率，故A错误； B．折射光的传播速度大于入射光的传播速度，频率相同，由可知折射光的波长大于入射光的波长，故B错误； C．由可知若增大入射角，则折射角将增大，故C错误； D．若增大入射角，反射光增强，折射光将减弱。故D正确。故选D。 4．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）如图所示，一细束复色光从水中由O点斜射入真空后，分开为a、b两细束单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光在真空中的传播速度比b光的大 B．水对a光的折射率比b光的大 C．a光在这次折射中的速率变化比b光的小 D．从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角小 【答案】C 【解析】A．光在真空中传播速度为，故a光在真空中的传播速度等于b光，故A错误； B．由图可知a、b光入射角相等，b光的折射角大，根据折射定律可知水对a光的折射率比b光的小，故B错误； C．由B项分析可知：水对a光的折射率比b光的小。根据可知b光在水中的速度小，可知a光在这次折射中的速率变化比b光的小，故C正确； D．由B项分析可知：水对a光的折射率比b光的小。临界角为 可知从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故D错误。故选C。 5．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖；经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．a光是蓝光，b光是红光 B．在该玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 C．该玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若增加入射光与法线的夹角，b光先发生全反射 【答案】A 【解析】AC．两种光从玻璃砖射出时，设入射角为，折射角分别为、，根据折射定律 由题图可知 则 则光是蓝光，光是红光，故A正确，C错误； B．根据可知在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度，故B错误； D．根据全反射发生的条件 可知光发生全反射的临界角较小，则光先发生全反射，故D错误。故选A。 6．（24-25高二下·北京九中·期中）下列说法正确的是（　　） A．障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显 B．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 C．波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化 D．湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 【答案】C 【解析】A．根据波的衍射原理，当障碍物尺寸一定时，波的波长越长，越容易绕过障碍物，衍射现象就越明显，而不是波长越小衍射越明显，故A错误； B．潜水艇利用声呐探测周围物体分布情况，是利用了波的反射原理 ，通过接收反射回来的声波来获取信息，并非波的折射原理，故B错误； C．波发生折射时，波从一种介质进入另一种介质，波的频率由波源决定，不会发生改变；而不同介质中波速不同，所以波速会发生变化，故C正确； D．依据多普勒效应，当湖中鸣笛的快艇驶近游客时，两者距离减小，游客接收到的声波频率会比波源的发声频率大，而不是变小，故D错误。故选C。 7．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．玻璃对光的折射率小于对光的折射率 B．在真空中光的波长小于光的波长 C．在真空中光的频率小于光的频率 D．在玻璃砖中光的传播速度大于光的传播速度 【答案】B 【解析】根据折射定律结合图象可知玻璃对光的折射率大于对光的折射率，即 则光的频率大于光的频率，根据，可知在真空中光的波长小于光的波长，根据可知在玻璃砖中光的传播速度小于光的传播速度，故B正确，ACD错误。故选B。 8．（24-25高二下·北京五十七中·期中）一束单色光从介质内射入空气，其光路如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．光从介质射入空气后，光的波长变小 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于时一定发生全反射现象 D．光从介质射入空气后，光的频率变小 【答案】B 【解析】AD．光从介质射到空气中，光的速度变快，但频率不变，根据 可知光的波长变长，故AD错误； B．该介质的折射率 故B正确； C．当折射角等于时，发生全反射，此时入射角为C，则有 解得 即入射角大于等于时才能发生全反射，故C错误。故选B。 9．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（　　） A．玻璃对光束b的折射率较小 B．光束b在玻璃中的传播速度较小 C．从玻璃射向空气，光束b发生全反射的临界角较大 D．光束b的频率较小 【答案】B 【解析】A D．由光路可知，b光在玻璃中的偏折程度较大，则玻璃对光束b的折射率较大，b的频率较大，故AD错误； B．根据 玻璃对光束b的折射率较大，光束b在玻璃中的传播速度较小，故B正确； C．根据 可知，从玻璃射向空气，玻璃对光束a的折射率较小，光束a发生全反射的临界角较大，故C错误。故选B。 二、多选题 10．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成、两束单色光。以下说法正确的是（　　） A．玻璃砖对光的折射率为 B．光的频率比光的大 C．光的波长比光的大 D．光在玻璃中的传播速度比光的小 【答案】BD 【解析】A．根据折射率可得，玻璃砖对光的折射率为 故A错误； BC．由题图可知，光的偏折程度大于光的偏折程度，则玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，光的频率比光的大，根据可知，光的波长比光的小，故B正确，C错误； D．根据，由于玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，则光在玻璃中的传播速度比光的小，故D正确。故选BD。 11．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图所示，一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光。设玻璃对a、b的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　） A． B． C．b光粒子性更强 D．b光波动性更强 【答案】AD 【解析】A．根据折射定律 可知，因为a、b两束单色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，即；故A正确； B．根据，可知；故B错误； CD．因为，所以 因为b光的频率较小，波长较大，所以b光波动性更强，故C错误，D正确。故选AD。 地 城 考点02 全反射 一、单选题 1．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）如图所示，两束单色光、从水下面射向点，光线经折射后合成一束光。则下列说法正确的是（    ） A．用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 B．光在水中的传播速度比光慢 C．用、光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的 D．若光与光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是光 【答案】D 【解析】A．根据光的折射定律可知，a、b的折射角相等，而b光的入射角小于a光的入射角，故b光的折射率大于a光的折射率，因此a光的波长大于b光的波长，根据可知，光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，A错误； B．根据折射率，结合上述结论可知，光在水中的传播速度比光快，B错误； C．根据可知，用、光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是均匀的，C错误； D．根据题意，由公式可知，由于a光的折射率小于b光的折射率，则在水中a光的临界角大于b光的临界角，若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，则b光先发生全反射，故首先消失的是b光，D正确。故选D。 2．（24-25高二下·北京育才学校·期中）如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中.当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是(　　) A．反射光线与折射光线的夹角为 B．该液体对红光的折射率为 C．该液体对红光的全反射临界角为 D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是 【答案】C 【解析】A.根据反射定律得到反射角为45°，由几何知识得，反射光线与折射光线的夹角是105°．故A错误． B.由折射率公式，得，故B错误． C.由临界角公式sinC=1/n，得，sinC=，则C=45°．故C正确． D.根据折射定律得知，紫光的折射率大于红光的折射率，则紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角小于30°．故D错误． 3．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】BC．光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为、，根据 由于折射率n大于1，则有 图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故BC错误； AD．结合上述，图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角，满足要求，由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，即第一个选择项符合要求，故A正确，D错误。故选A。 4．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A．a的折射率比b的大 B．a的临界角比b的大 C．a的传播速度比b的小 D．a的波长比b的小 【答案】B 【解析】A．由图可知a的偏折程度比b小，可知a的折射率比b的小，选项A错误； B．根据可知，a的临界角比b的大，选项B正确； C．根据可知，a的传播速度比b的大，选项C错误； D．a的频率较小，则a的波长比b的大，选项D错误。故选B。 5．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光 B．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 C．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 D．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光 【答案】A 【解析】由题意可知，光线发生全反射时，临界角满足 因为红光和蓝光的频率，所以红光和蓝光的折射率，综合上式可得，红光和蓝光的临界角。所以蓝光先发生全反射，区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光。故选A。 二、解答题 6．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）如图所示，一条长的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。已知真空中的光速，求： （1）该激光在光导纤维中的速度的大小v； （2）该激光由光导纤维左端射入时的折射角大小； （3）该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。    【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）激光在介质中传播的速度为 （2）由光的折射定律可知 解得 （3）激光在光导纤维中传输所经历的时间为 地 城 考点03 光的折射和全反射的综合应用 一、单选题 1．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角时，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的，故A不符合题意； B．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，且入射角小于折射角，是可能发生的，故B不符合题意； C．当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角小于入射角，是可能发生的，故C不符合题意； D．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，且入射角大于折射角，是不可能发生的，入射角应小于折射角，故D符合题意。故选D。 二、解答题 2．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）如图所示，一条长L＝180m的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以i＝45º的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。 (1)求该激光在光导纤维中的速度v是多大？ (2)要想让从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，求该激光入射角的范围。 (3)求该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。 【答案】(1) (2)任意角度 (3) 【解析】（1）该激光在光导纤维中的速度 （2）由，解得激光发生全反射的临界角 如图所示 当时，从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，则 由，解得 所以让从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，该激光入射角可以是任意值。 （3）一细束激光由其左端的中心点以i＝45º的入射角射入光导纤维内，由 解得 经过一系列全反射后从右端射出的路程 该激光在光导纤维中传输所经历的时间 3．（24-25高二下·北京育才学校·期中）直角棱镜的折射率n=1.5，其横截面如图所示，图中∠C=90°，∠A=30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。 (1)在答题卡上画出光路图； (2)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由； (3)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。 【答案】(1) (2)发生全反射，理由：在BC边上的入射角大于临界角。 (3) 【解析】（1）光路图如图所示 （2）设光线在D点的入射角为，折射角为，折射光线射到BC边上的E点，设光线在E点的入射角为，由几何关系有 由全反射条件有 而 即大于全反射临界角C，因此光线在E点发生全反射。 （3）设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，由几何关系可知， 由折射定律有， 联立解得 由几何关系，即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。 地 城 考点04 光的干涉、衍射和偏振 一、单选题 1．（24-25高二下·北京五十七中·期中）片片雪花洋洋洒洒从天而降，摄影师透过微距镜头，将雪花美丽而梦幻的瞬间留存下来。如图所示，利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，图像中有一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹 B．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 C．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹 D．泊松亮斑 【答案】B 【解析】A．图像中有一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹，这属于光的干涉现象，雨后的彩虹是光的折射现象，原理与该现象不相同，故A错误； B．阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，原理与该现象相同，故B正确； C．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，属于光的衍射现象，原理与该现象不相同，故C错误； D．泊松亮斑是光的衍射，原理与该现象不相同，故D错误。故选B。 2．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，下列说法正确的是（　　） A．向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小 B．减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大 C．红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两个亮条纹中心间距变大 D．为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距 【答案】B 【解析】A．根据条纹间距表达式可知，向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距不变，选项A错误； B．根据条纹间距表达式可知，减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大，选项B正确； C．根据条纹间距表达式可知，红色滤光片换成绿色滤光片，波长变小，则相邻两个亮条纹中心间距变小，选项C错误； D．为了减小实验偶然误差，应该测量多个亮条纹中心间距，然后取平均值，选项D错误。故选B。 3．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是一样的 C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏才是亮的 D．图乙所示现象可以表明光波是横波 【答案】D 【解析】A．图甲正中央的亮点是由于光通过小圆板发生光的衍射得到的，故A错误； B． 圆孔衍射，光的衍射现象的一种。光波通过细小圆孔后产生的衍射，屏上中央亮区多，暗区少，与光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样不一样。故B错误； C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏是最亮的，P、Q的“透振方向”相垂直的位置时光屏是暗的，其他一般的夹角位置，亮度介于两者之间，故C错误； D．只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。故选D。 4．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了减小条纹间的距离，下列做法正确的是（　　） A．将绿光改为黄光 B．减小双缝屏上的双缝间距 C．增大单缝屏到双缝屏的距离 D．减小双缝屏到光屏的距离 【答案】D 【解析】A．将绿光改为黄光，则入射光的波长变长，根据公式可知，条纹间的距离增大，故A错误； B．减小双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间的距离增大，故B错误； C．根据公式可知，条纹间的距离与单缝屏到双缝屏的距离无关，故C错误； D．减小双缝屏到光屏的距离l，根据公式可知，条纹间的距离减小，故D正确。故选D。 5．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）下列关于光的现象说法正确的是（　　） A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象 B．相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉 C．泊松亮斑是光的衍射现象，说明光具有粒子性 D．雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象 【答案】B 【解析】A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的干涉现象，选项A错误； B．相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉，选项B正确； C．泊松亮斑是光的衍射现象，说明光具有波动性，选项C错误； D．雨后天空出现的彩虹，是光的折射现象，选项D错误。故选B。 6．（24-25高二下·北京育才学校·期中）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 【答案】A 【解析】ABC．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这是干涉现象,说明光的波动性，故A正确，BC错误； D．光的偏振说明光是横波，光的干涉现象不能说明光是横波，故D错误。故选A。 7．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（　　） A．增大单色光的频率 B．增大双缝屏上的双缝间距 C．增大双缝屏到光屏的距离 D．增大单缝屏到双缝屏的距离 【答案】C 【解析】A．增大单色光频率，则波长减小，根据公式可知，条纹间的距离减小，A不符合要求； B．增大双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间的距离减小，B不符合要求； C．增大双缝屏到光屏的距离L，根据公式可知，条纹间的距离增大，C符合要求； D．根据公式可知，条纹间的距离与单缝屏到双缝屏的距离无关，D不符合要求。故选C。 8．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（　　） 图1                  图2 A．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生侧移，是由光的反射导致的 B．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生侧移，是由光的全反射导致的 C．图2中肥皂膜上的条纹是由光的衍射导致的 D．图2中肥皂膜上的条纹是由光的干涉导致的 【答案】D 【解析】AB．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，这是光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变而引起，可知是由光的折射引起的，故AB错误； CD．图2中发生的是薄膜干涉，可知，肥皂膜上的条纹是由于光的干涉形成的，故C错误，D正确。故选D。 9．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及红光、蓝光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（　　）    A．黄蓝紫红 B．黄红紫蓝 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 【答案】A 【解析】双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故1，3是双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距 可知波长越大，越大，故1是黄光的干涉图样，3是紫光的干涉图样。 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，故2，4为单缝衍射图样，根据波长越长衍射现象越明显，可知4为红光的衍射图样，2为蓝光的衍射图样。 故从左向右依次是黄光（双缝干涉）、蓝光（单缝衍射）、紫光（双缝干涉）和红光（单缝衍射）。故选A。 10．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）下列说法中正确的是（　　） A．电磁波从真空传入水中时，频率将变大 B．“泊松亮斑”是衍射现象 C．汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度 D．医院中用于检查病情的“彩超”利用了电磁波的反射原理 【答案】B 【解析】A．电磁波的频率由波源决定，不随介质改变，故A错误； B．泊松亮斑是光绕过障碍物形成的衍射现象，故B正确； C．汽车偏振片用于过滤特定方向偏振光以减少眩光，而非增加透射强度，故C错误； D．彩超利用超声波的多普勒效应，属于机械波，与电磁波无关，故D错误。故选B。 11．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C．雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 【答案】D 【解析】A．观看立体电影所戴的眼镜利用了光的偏振，故A错误； B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明，故B错误； C．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故C错误； D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射，故D正确。故选D。 12．（24-25高二下·北京101中学·期中）关于光的干涉，衍射和偏振的应用，下列说法不正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的衍射现象 B．单色光的双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹 C．在太阳光下看肥皂泡是彩色的，该现象是光的衍射现象 D．光的偏振现象说明光是横波 【答案】C 【解析】A．泊松亮斑，光偏离原来的直线方向传播，是光的衍射现象，故A正确，不符合题意； B．单色光的双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹，故B正确，不符合题意； C．在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹，这是薄膜干涉现象，故C错误，符合题意； D．光的偏振现象说明光是横波，故D正确，不符合题意。故选C。 13．（24-25高二下·北京育才学校·期中）如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的和的情况，这说明（　　） A．的上表面处向上凸起 B．的上表面处向上凸起 C．的上表面处向下凹陷 D．的上表面处向下凹陷 【答案】C 【解析】AC．A处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上A处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹图中白色条纹提前出现，可见平面的上表面的A处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A错误，C正确； BD．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，B处应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面的上表面B处向上凸起，故BD错误。故选C。 14．（24-25高二下·北京101中学·期中）在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是极其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S为光源。发出的光经透镜L1后变成平行光进入T1、T2两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在T1气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（　　） A．由于T1气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率不变 B．同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短 C．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越小 D．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小 【答案】C 【解析】A．光的频率由光源决定，与介质无关，故A正确，不符合题意； B．因同一温度下光在纯净甲烷气体中的折射率大于在纯净空气的折射率，根据可知，光在甲烷中的速度小于纯净空气中的速度，根据可知，同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短，故B正确，不符合题意； C．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光在T1、T2两个气室中的传播速度相差越大，中心明条纹移动的位移越大，故C错误，符合题意； D．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，折射率越大，则根据可知光的传播速率越小，故D正确，不符合题意。故选C。 二、多选题 15．（24-25高二下·北京101中学·期中）光的干涉现象在技术中有重要应用，例如：在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），（　　） A．若要使条纹变疏，可以将薄片向左移动 B．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹 C．将样板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．用黄光照射形成的干涉条纹间距比用绿光照射时小 【答案】AC 【解析】A．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，当薄片向左移动少许时，空气膜的劈角变小，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大，所以相邻亮条纹间距变大，条纹变疏，故A正确； B．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，弯曲处是凸的，故B错误； C．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C正确； D．条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长长，故黄光条纹间距大，绿光的条纹间距小，故D错误。故选AC。 16．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲正中央的亮点是光通过小孔沿直线传播形成的 B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是不同的 C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只要P、Q的“透振方向”不平行光屏上就一点光亮都没有 D．图乙所示现象可以表明光波是横波 【答案】BD 【解析】A．图甲正中央的亮点是由于光通过小圆板发生光的衍射得到的，故A错误； B．圆孔衍射，光的衍射现象的一种。光波通过细小圆孔后产生的衍射，屏上中央亮区多，暗区少，与光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样不一样，故B正确； C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏是最亮的，P、Q的“透振方向”相垂直的位置时光屏是暗的，其他一般的夹角位置，亮度介于两者之间，故C错误； D．只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。故选BD。 地 城 考点05 几何光学与物理光学的综合应用 一、单选题 1．（24-25高二下·北京五十七中·期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D．图丁是3D电影原理，利用了光的干涉现象 【答案】A 【解析】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知，观察者接收到的声音频率减小，故A正确； B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B错误； C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P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，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C错误； D．图丁是3D电影原理，利用了光的偏振现象，故D错误。故选A。 2．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）下列关于光的说法正确的是（　　） A．图甲的原理是光的折射 B．图乙的原理是光的全反射 C．图丙的原理是光的干涉 D．图丁的原理是光的偏振 【答案】D 【解析】A．图甲肥皂泡的彩色条纹是薄膜干涉，故A错误； B．图乙泊松亮斑，原理是光的衍射，故B错误； C．图丙DNA的双螺旋结构是通过X射线的衍射现象建立起来的模型，故C错误； D．图丁立体电影的原理是光的偏振，故D正确。故选D。 二、多选题 3．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B．图b中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象 C．图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象 D．图d中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 【答案】BCD 【解析】A．图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射，故A错误； B．图b中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是泊松亮斑，是光的衍射现象，故B正确； C．图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的，是光的干涉现象，故C正确； D．图d中立体电影在放映时，是两台放映机发出相互垂直的偏振光，佩戴特殊眼镜观看立体电影，才能获得最佳观赏效果，利用了光的偏振原理，故D正确。故选BCD。 4．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）下列说法正确的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象 B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹这属于光的衍射现象 C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是光的折射现象 D．将佩戴的两副眼镜镜片紧贴在一起，能看到贴合位置周围有明暗相间的条纹，这属于光的干涉现象 【答案】ACD 【解析】A．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故A正确； B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹这属于光的干涉现象，故B错误； C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是光的折射现象，故C正确； D．将佩戴的两副眼镜镜片紧贴在一起，能看到贴合位置周围有明暗相间的条纹，这属于光的干涉现象，故D正确。故选ACD。 地 城 考点06 测量玻璃的折射率 1．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________ A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图1中角和的大小。则玻璃砖的折射率__________。 (3)该同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面时，不自觉地碰了玻璃砖使它向方向平移了少许，如图2所示。若其他操作正确，则折射率的测量值__________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)BD (2) (3)大于 【解析】（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像；确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。故选BD。 （2）根据折射定律得：玻璃砖的折射率为 （3）由题意可知，将玻璃砖界面和的间距画得过窄但仍平行，而其他操作正确，则会导致角偏小，根据 可知，折射率的测量值将偏大。 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aaʹ和bbʹ。O为直线AO与aaʹ的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bbʹ于Oʹ，连接OOʹ，过O作垂直于aaʹ的直线kgʹ，测量图甲中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n=___________。 (3)某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆小，OA为半径画圆，交OOʹ延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB=6cm，CD=4cm，则可求出玻璃的折射率n=___________。 (4)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 C．无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出 D．如图所示，如果误将玻璃砖的边bbʹ画到ccʹ（ccʹ与bbʹ平行），折射率的测量值将偏小 (5)该小组同学根据所学的光学知识，设计了一个液体折射率测量仪，如下图所示。在一圆盘上，过其圆心作两条互相垂直的直径BC、EF，选取某条半径AO（测量出∠AOF=θ），AO的延长线与圆周交点标记为K，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，小组成员通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P1所插的位置，就可直接读出所测液体折射率的值。关于该液体折射率测量仪，则下列说法正确的是（　　） A．K处所对应的折射率的值应为1 B．P3处对应的折射率的值大于P4处对应的折射率的值 C．该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小量程越大 D．对于给定的θ值，若相邻两个刻度的折射率差值相同，则圆周KC部分折射率刻度不均匀，靠近C刻度稀疏，靠近K刻度密集 【答案】(1)BD (2) (3)1.5 (4)BCD (5)ACD 【解析】（1）该同学接下来要完成的必要步骤有插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选BD。 （2）根据折射定律可得玻璃的折射率为 （3）根据折射定律可得 （4）A．入射角越大，折射率的测量越准确，故A错误； B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故B正确； C．根据光路的可逆性可知，无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出，故C正确； D．作出光路图如图所示 由图可知，光线在aaʹ边界发生折射时折射角偏大，根据折射定律可知，折射率的测量值将偏小，故D正确。 故选BCD。 （5）A．AO的延长线与圆周交点标记为K，由于入射角等于折射角，根据折射定律可知，K处所对应的折射率的值应为1，故A正确； B．P3处对应的折射率为 P4处对应的折射率为 由于∠P3OE小于∠P4OE，则P3处对应的折射率的值小于P4处对应的折射率的值，故B错误； C．由以上分析可知，该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小，则∠P3OE越大，即量程越大，故C正确； D．对于给定的θ值，随着∠P3OE增大，则sin∠P3OE增大，但sin∠P3OE增大得越来越慢，故圆周KC部分刻度不均匀，且越靠近K，折射率越小，刻度越密集，越靠近C，折射率越大，刻度越稀疏，故D正确。故选ACD。 3．（24-25高二下·北京清华附中朝阳学校·期中）在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中，所用的玻璃砖上下两面平行。 (1)下列操作可以减小实验误差的有_________。 A．必须选择上下表面平行的玻璃砖 B．选用宽度较大的玻璃砖完成实验 C．没有刻度尺时，可以将玻璃砖当尺子画界面 D．确定入射光线的两颗大头针间的距离应适当大些 (2)甲同学正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。当入射角为时，测得的折射角为，该玻璃砂的折射率________。 (3)由于手头没有量角器，乙同学利用刻度尺也测得了该玻璃的折射率，作出光路图如图2所示。图中光线与平行的玻璃砖表面和分别交于O点和P点，过P点作的垂线，垂足为Q点，将AO延长交PQ于M点，测得，。则该玻璃砖的折射率________。 (4)乙同学在画界面时，不小心将界面画的比实际位置靠下一些，如图2中虚线所示。若其他操作均正确，则测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 (5)当光从玻璃砖上表面射入时，随着入射角变大，折射角也会变大，折射光线是否能在玻璃砖的下表面发生全反射？如果能，请求出此时的入射角；如果不能，请说明理由______。 【答案】(1)BD (2) (3) (4)偏小 (5)见解析 【解析】（1）A．用插针法测折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误； B．宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定角度越准确，误差越小，故B正确； C．用玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，故C错误； D．大头针、和、之间的距离适当大一些，引起的角度误差会减小，故D正确。故选BD。 （2）该玻璃砂的折射率 （3）折射率为 （4）根据题意，如图 入射角不受影响，当折射角的测量值大于真实值，根据 因此测得折射率偏小。 （5）不能，由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射。 4．（24-25高二下·北京育才学校·期中）某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (1)此玻璃砖的折射率计算式为n=______（用图中的θ1、θ2表示）。 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 (3)实验中，已画好玻璃砖界面和，放置玻璃砖时不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（　　） A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 【答案】(1) (2)大 (3)C 【解析】（1）根据折射率的定义可知 （2）选用宽度大的玻璃砖来测量，可减小角度产生的误差 （3）如右图所示 实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律可知测得的折射率将不变，C正确。故选C。 5．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）某研究性学习小组在“科学测量玻璃的折射率”实验中 （1）如图甲，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在相应位置插上、两枚大头针。插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住________。    （2）该同学正确操作并完成实验记录，画出光路如图乙所示，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于M、N点，再过M、N点分别作法线的垂线，垂足为、点，则玻璃的折射率________（用图中线段的字母表示）。 （3）若选用两个表面不平行的玻璃砖________（选填“会”或“不会”）对折射率的测量产生系统误差。 （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，放置在如图丙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】P3和P1、P2的像 不会 大于 【解析】（1）[1]为了保证四枚大头针在一条光线上，应使P4挡住P3和P1、P2的像。 （2）[2]如图，玻璃的折射率为 利用三角形边角关系 ， 而 因此    （3）[3]若选用两个表面不平行的玻璃砖，只能使入射光线和出射光线不平行，而用插针法得到的入射角和折射角都没有系统误差，因此不会对折射率的测量产生系统误差。 （4）[4]如图通过微小平移后，测量的入射角没有发生变化，而测量的折射角偏小从而使折射率的测量值偏大。    6．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图甲所示，小明同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点，在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)下面关于该实验的说法正确的是（　　） A．插上大头针P4，使P4挡住P3及P2、P1的像 B．为了减小误差，P3和P4的距离应适当小些 C．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 D．实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置 (2)该同学在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别与法线交于B点和D点，如图乙所示，若他测得AB=7.5cm，CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n=___________。 (3)小华同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图丙所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则该同学测得的折射率测量值___________真实值。（填“大于、小于、等于”） 【答案】(1)A (2)1.5 (3)小于 【解析】（1）A．确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故A正确； B．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故B错误； C．P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，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错误； D．实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，但不可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置，故D错误。故选A。 （2）根据折射定律可得 （3）在图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以aa′、bb′为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图，如图所示 比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。 地 城 考点07 用双缝干涉实验测量光的波长 1．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示。将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，光源发的光经滤光片装在单缝前）成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮，已知双缝间的距离。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，双缝到毛玻璃屏的距离通过目镜可以在屏上观察到干涉条纹。 (1)实验中将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1=4.900mm；然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n=6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数x2如图所示，则x2=_____mm，可得相邻的条纹之间距离为 ____； (2)本次实验中，这种光的波长表达式_____________（用，，，，表示）； (3)若实验中发现条纹间距太大，想减小条纹间距，可采取的办法是 _______至少写一条。 【答案】(1) 14.670 1.954 (2) (3)减小双缝到屏的距离、减小光波的波长或增大双缝的间距 【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知 [2]可得相邻的条纹之间距离为 （2）相邻的条纹之间距离为 又 联立可得光的波长表达式为 （3）若实验中发现条纹间距太大，想减小条纹间距，根据可知，可采取的办法是：减小双缝到屏的距离、减小光波的波长或增大双缝的间距。 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使白炽灯正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)下列说法中正确的是（　　） A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前 B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹 C．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离 D．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去 (2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝 C．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动 (3)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮纹中央到第条亮纹中央间的距离为，则单色光的波长___________ (4)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是（　　） A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹 B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹 D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹 【答案】(1)ABD (2)D (3) (4)C 【解析】（1）A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，故A正确； B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，故B正确； C．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距，故C错误； D．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，故D正确。 故选ABD。 （2）根据相邻亮条纹间距公式，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应减小。 A．将单缝向双缝靠近，对条纹间距无影响，故A错误； B．使用间距更小的双缝，则条纹间距变大，故B错误； C．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则条纹间距变大，故C错误； D．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，则条纹间距变小，故D正确。 故选D。 （3）测得第1条亮纹中央到第条亮纹中央间的距离为，则相邻亮条纹间距为 根据 可得单色光的波长 （4）若只将滤光片去掉，则将单色光的双缝干涉变成白光的双缝干涉现象，由于白光是复合光，有各种不同频率的光，依据干涉条纹间距公式，那么屏上会出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹。故选C。 3．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）在“用双缝干涉测光波长”的实验中 (1)如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2中手轮上的示数_____； (2)已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离L为，可得所测红光波长为________。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)13.870 (2) 【解析】（1）根据螺旋测微器的读法可知 （2）由题可知，相邻两条纹间距 又因为 解得 4．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）某同学用双缝干涉测光的波长。 (1)甲、乙两图均为光通过狭缝产生的条纹形状示意图，其中双缝干涉产生的图样如图____________（填“甲”或“乙”）。 图甲 图乙 图丙 (2)他将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，各光学元件的排列顺序应为____________（由左至右，填写元件代号）。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 (3)光屏上呈现出的干涉图样如图丁所示，分划板在图中位置时游标卡尺（20分度）示数如图戊所示，测量值；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，测量值：___________。 (4)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，实验中计算波长的表达式____________（用的符号表示）。根据上述数据，形成此干涉图样的单色光的波长为____________nm。 图丁 图戊 图己 【答案】(1)甲 (2)CEDBA (3)105.60 (4) 562.5 【解析】（1）干涉条纹间距相等，明条纹宽度相等，衍射条纹中央明条纹最宽，两侧明条纹逐渐变窄，可知干涉图样是甲。 （2）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，表示各光学元件的排列顺序应为透绿光的滤光片、单缝、双缝、光屏，即由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为CEDBA。 （3）根据游标卡尺的读数规律，该读数为 （4）[1]根据上述可知，相邻明条纹中心之间的间距为 由于 可得 [2]将已知数据代入上式有 5．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图（a）所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。 (1)、N、P三个光学元件依次为_______ A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片 (2)已知双缝间距为d，转动手轮，分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数如图（b）所示为，再转动手轮，分划板中心刻线与第n条（）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图（c）所示为________mm，则被测光的波长表达式为________（用m，n，d，，，，或其中的部分表示） 【答案】(1)A (2) 【解析】（1）根据“用双缝干涉实验测量光的波长”实验器材摆顺序可知，M是滤光片，让白光变为单色光，N是单缝，目的是获得线光源，P是双缝，目的是获得两个相干光。 故选A。 （2）[1][2]根据图可知，该游标卡尺进度为0.05mm，故读数为 根据双缝干涉条纹间距公式有 其中 ， 代入整理得 6．（24-25高二下·北京清华附中朝阳学校·期中）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 (2)若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)B (2)B (3)29.30 6.3×10-7 【解析】（1）A．将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无关，A错误； B．由双缝干涉条纹间距公式可知，将红色滤光片换成绿色滤光片，光的频率变大，波长变小，干涉条纹间距变小，则从目镜中观察到的条纹个数增多，B正确； C．使用间距更小的双缝，由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距变大，观察到的条纹个数减少，C错误。 故选B。 （2）在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，由图b的条纹间距可知，相邻条纹间距变为原来的2倍，根据，则双缝间的距离变为原来图a的。 故选B。 （3）[1]由图3可知，第4条亮纹中心读数为 [2]条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式可得 7．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行 D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐 (2)关于实验现象，下列说法正确的是______。 A．如果将光源换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成 B．若仅挡住双缝中的一条缝，屏上的条纹就会全部消失 C．若只将滤光片去掉，屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 D．若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数 (3)已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丙所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则戊图游标卡尺上的读数______mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是______m（此计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)BC (2)ACD (3)9.6 【解析】（1）AB．做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，仪器摆放的顺序为：光源，凸透镜，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，故A错误，B正确； C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行，故C正确； D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故D错误。故选BC。 （2）A．将光源换成激光光源，激光是相干光源，单色性好，所以可以去掉单缝，故A正确； B．发生干涉现象时，若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹，是衍射条纹，故B错误； C．若只将滤光片去掉，则将单色光的双缝干涉变成白光的双缝干涉现象，由于白光是复合光，有各种不同频率的光，依据干涉条纹间距公式 那么屏上会出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹，故C正确； D．依据干涉条纹间距公式 可知，若仅换成长度更小的遮光筒，即减小，则减小，可以增加从目镜中观察到的条纹个数，故D正确。故选ACD。 （3）[1][2]图丁中游标卡尺的读数 图戊中游标卡尺的读数 可知相邻亮纹间距离 依据干涉条纹间距公式 可得单色光的波长 8．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）； （2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）； 【答案】平行 15.02 693 【解析】（1）[1]在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置。 （2）[2]由游标卡尺的规则为主尺读数加上游标尺的读数，可得读数为 15mm+1×0.02mm=15.02mm [3]根据 可知，光的波长 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光学 7大高频考点概览 考点01 折射定律 折射率 考点02 全反射 考点03 光的折射和全反射的综合应用 考点04 光的干涉、衍射和偏振 考点05 几何光学与物理光学的综合应用 考点06 测量玻璃的折射率 考点07 用双缝干涉实验测量光的波长 地 城 考点01 折射定律 折射率 一、单选题 1．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）在“测玻璃的折射率”实验中，为了取得较好的效果，下列操作正确的是（　　） A．大头针应垂直地插在纸面上 B．选择的入射角应尽量小些 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当小些 D．必须选用上下表面平行的玻璃砖 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）一半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，一束复色光从点沿半径射入，在圆心点分成三束光。则（　　）    A．该复色光一定由三种单色光组成 B．该复色光可能由两种单色光组成 C．与两束光比较，前者在玻璃砖中的折射率较大 D．与两束光比较，后者在玻璃砖中的速率较大 3．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）如图所示，一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射，入射角为，折射角为。下列说法正确的是（　　） A．反射光的频率大于入射光的频率 B．折射光的波长等于入射光的波长 C．若增大入射角，则折射角将减小 D．若增大入射角，则折射光将减弱 4．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）如图所示，一细束复色光从水中由O点斜射入真空后，分开为a、b两细束单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光在真空中的传播速度比b光的大 B．水对a光的折射率比b光的大 C．a光在这次折射中的速率变化比b光的小 D．从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角小 5．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖；经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．a光是蓝光，b光是红光 B．在该玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 C．该玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若增加入射光与法线的夹角，b光先发生全反射 6．（24-25高二下·北京九中·期中）下列说法正确的是（　　） A．障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显 B．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 C．波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化 D．湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 7．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．玻璃对光的折射率小于对光的折射率 B．在真空中光的波长小于光的波长 C．在真空中光的频率小于光的频率 D．在玻璃砖中光的传播速度大于光的传播速度 8．（24-25高二下·北京五十七中·期中）一束单色光从介质内射入空气，其光路如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．光从介质射入空气后，光的波长变小 B．此介质的折射率等于 C．入射角大于时一定发生全反射现象 D．光从介质射入空气后，光的频率变小 9．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b两束单色光。比较a、b两束光，可知（　　） A．玻璃对光束b的折射率较小 B．光束b在玻璃中的传播速度较小 C．从玻璃射向空气，光束b发生全反射的临界角较大 D．光束b的频率较小 二、多选题 10．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成、两束单色光。以下说法正确的是（　　） A．玻璃砖对光的折射率为 B．光的频率比光的大 C．光的波长比光的大 D．光在玻璃中的传播速度比光的小 11．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图所示，一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光。设玻璃对a、b的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　） A． B． C．b光粒子性更强 D．b光波动性更强 地 城 考点02 全反射 一、单选题 1．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）如图所示，两束单色光、从水下面射向点，光线经折射后合成一束光。则下列说法正确的是（    ） A．用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 B．光在水中的传播速度比光慢 C．用、光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的 D．若光与光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是光 2．（24-25高二下·北京育才学校·期中）如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中.当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是(　　) A．反射光线与折射光线的夹角为 B．该液体对红光的折射率为 C．该液体对红光的全反射临界角为 D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是 3．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A．a的折射率比b的大 B．a的临界角比b的大 C．a的传播速度比b的小 D．a的波长比b的小 5．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光 B．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 C．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光 D．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光 二、解答题 6．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）如图所示，一条长的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。已知真空中的光速，求： （1）该激光在光导纤维中的速度的大小v； （2）该激光由光导纤维左端射入时的折射角大小； （3）该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。    地 城 考点03 光的折射和全反射的综合应用 一、单选题 1．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　） A． B． C． D． 二、解答题 2．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）如图所示，一条长L＝180m的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以i＝45º的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。 (1)求该激光在光导纤维中的速度v是多大？ (2)要想让从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，求该激光入射角的范围。 (3)求该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。 3．（24-25高二下·北京育才学校·期中）直角棱镜的折射率n=1.5，其横截面如图所示，图中∠C=90°，∠A=30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。 (1)在答题卡上画出光路图； (2)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由； (3)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。 地 城 考点04 光的干涉、衍射和偏振 一、单选题 1．（24-25高二下·北京五十七中·期中）片片雪花洋洋洒洒从天而降，摄影师透过微距镜头，将雪花美丽而梦幻的瞬间留存下来。如图所示，利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，图像中有一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹 B．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 C．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹 D．泊松亮斑 2．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，下列说法正确的是（　　） A．向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小 B．减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大 C．红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两个亮条纹中心间距变大 D．为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距 3．（24-25高二下·北京陈经纶中学·期中）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是一样的 C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏才是亮的 D．图乙所示现象可以表明光波是横波 4．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了减小条纹间的距离，下列做法正确的是（　　） A．将绿光改为黄光 B．减小双缝屏上的双缝间距 C．增大单缝屏到双缝屏的距离 D．减小双缝屏到光屏的距离 5．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）下列关于光的现象说法正确的是（　　） A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象 B．相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉 C．泊松亮斑是光的衍射现象，说明光具有粒子性 D．雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象 6．（24-25高二下·北京育才学校·期中）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 7．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（　　） A．增大单色光的频率 B．增大双缝屏上的双缝间距 C．增大双缝屏到光屏的距离 D．增大单缝屏到双缝屏的距离 8．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（　　） 图1                  图2 A．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生侧移，是由光的反射导致的 B．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生侧移，是由光的全反射导致的 C．图2中肥皂膜上的条纹是由光的衍射导致的 D．图2中肥皂膜上的条纹是由光的干涉导致的 9．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及红光、蓝光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（　　）    A．黄蓝紫红 B．黄红紫蓝 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 10．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）下列说法中正确的是（　　） A．电磁波从真空传入水中时，频率将变大 B．“泊松亮斑”是衍射现象 C．汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度 D．医院中用于检查病情的“彩超”利用了电磁波的反射原理 11．（24-25高二下·北京十一学校顺义学校·期中）关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C．雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 12．（24-25高二下·北京101中学·期中）关于光的干涉，衍射和偏振的应用，下列说法不正确的是（　　） A．泊松亮斑是光的衍射现象 B．单色光的双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹 C．在太阳光下看肥皂泡是彩色的，该现象是光的衍射现象 D．光的偏振现象说明光是横波 13．（24-25高二下·北京育才学校·期中）如图甲所示，用单色光照射透明标准板来检查平面的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的和的情况，这说明（　　） A．的上表面处向上凸起 B．的上表面处向上凸起 C．的上表面处向下凹陷 D．的上表面处向下凹陷 14．（24-25高二下·北京101中学·期中）在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是极其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S为光源。发出的光经透镜L1后变成平行光进入T1、T2两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在T1气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（　　） A．由于T1气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率不变 B．同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短 C．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越小 D．T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小 二、多选题 15．（24-25高二下·北京101中学·期中）光的干涉现象在技术中有重要应用，例如：在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），（　　） A．若要使条纹变疏，可以将薄片向左移动 B．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹 C．将样板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．用黄光照射形成的干涉条纹间距比用绿光照射时小 16．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲正中央的亮点是光通过小孔沿直线传播形成的 B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是不同的 C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只要P、Q的“透振方向”不平行光屏上就一点光亮都没有 D．图乙所示现象可以表明光波是横波 地 城 考点05 几何光学与物理光学的综合应用 一、单选题 1．（24-25高二下·北京五十七中·期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D．图丁是3D电影原理，利用了光的干涉现象 2．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）下列关于光的说法正确的是（　　） A．图甲的原理是光的折射 B．图乙的原理是光的全反射 C．图丙的原理是光的干涉 D．图丁的原理是光的偏振 二、多选题 3．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B．图b中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象 C．图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干涉现象 D．图d中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 4．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）下列说法正确的是（　　） A．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象 B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹这属于光的衍射现象 C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是光的折射现象 D．将佩戴的两副眼镜镜片紧贴在一起，能看到贴合位置周围有明暗相间的条纹，这属于光的干涉现象 地 城 考点06 测量玻璃的折射率 1．（24-25高二下·北京铁路二中·期中）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________ A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图1中角和的大小。则玻璃砖的折射率__________。 (3)该同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面时，不自觉地碰了玻璃砖使它向方向平移了少许，如图2所示。若其他操作正确，则折射率的测量值__________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aaʹ和bbʹ。O为直线AO与aaʹ的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bbʹ于Oʹ，连接OOʹ，过O作垂直于aaʹ的直线kgʹ，测量图甲中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n=___________。 (3)某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆小，OA为半径画圆，交OOʹ延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB=6cm，CD=4cm，则可求出玻璃的折射率n=___________。 (4)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 C．无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出 D．如图所示，如果误将玻璃砖的边bbʹ画到ccʹ（ccʹ与bbʹ平行），折射率的测量值将偏小 (5)该小组同学根据所学的光学知识，设计了一个液体折射率测量仪，如下图所示。在一圆盘上，过其圆心作两条互相垂直的直径BC、EF，选取某条半径AO（测量出∠AOF=θ），AO的延长线与圆周交点标记为K，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，小组成员通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P1所插的位置，就可直接读出所测液体折射率的值。关于该液体折射率测量仪，则下列说法正确的是（　　） A．K处所对应的折射率的值应为1 B．P3处对应的折射率的值大于P4处对应的折射率的值 C．该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小量程越大 D．对于给定的θ值，若相邻两个刻度的折射率差值相同，则圆周KC部分折射率刻度不均匀，靠近C刻度稀疏，靠近K刻度密集 3．（24-25高二下·北京清华附中朝阳学校·期中）在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中，所用的玻璃砖上下两面平行。 (1)下列操作可以减小实验误差的有_________。 A．必须选择上下表面平行的玻璃砖 B．选用宽度较大的玻璃砖完成实验 C．没有刻度尺时，可以将玻璃砖当尺子画界面 D．确定入射光线的两颗大头针间的距离应适当大些 (2)甲同学正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。当入射角为时，测得的折射角为，该玻璃砂的折射率________。 (3)由于手头没有量角器，乙同学利用刻度尺也测得了该玻璃的折射率，作出光路图如图2所示。图中光线与平行的玻璃砖表面和分别交于O点和P点，过P点作的垂线，垂足为Q点，将AO延长交PQ于M点，测得，。则该玻璃砖的折射率________。 (4)乙同学在画界面时，不小心将界面画的比实际位置靠下一些，如图2中虚线所示。若其他操作均正确，则测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 (5)当光从玻璃砖上表面射入时，随着入射角变大，折射角也会变大，折射光线是否能在玻璃砖的下表面发生全反射？如果能，请求出此时的入射角；如果不能，请说明理由______。 4．（24-25高二下·北京育才学校·期中）某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (1)此玻璃砖的折射率计算式为n=______（用图中的θ1、θ2表示）。 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 (3)实验中，已画好玻璃砖界面和，放置玻璃砖时不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（　　） A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 5．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）某研究性学习小组在“科学测量玻璃的折射率”实验中 （1）如图甲，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在相应位置插上、两枚大头针。插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住________。    （2）该同学正确操作并完成实验记录，画出光路如图乙所示，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于M、N点，再过M、N点分别作法线的垂线，垂足为、点，则玻璃的折射率________（用图中线段的字母表示）。 （3）若选用两个表面不平行的玻璃砖________（选填“会”或“不会”）对折射率的测量产生系统误差。 （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，放置在如图丙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 6．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图甲所示，小明同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点，在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)下面关于该实验的说法正确的是（　　） A．插上大头针P4，使P4挡住P3及P2、P1的像 B．为了减小误差，P3和P4的距离应适当小些 C．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 D．实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置 (2)该同学在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别与法线交于B点和D点，如图乙所示，若他测得AB=7.5cm，CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n=___________。 (3)小华同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图丙所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则该同学测得的折射率测量值___________真实值。（填“大于、小于、等于”） 地 城 考点07 用双缝干涉实验测量光的波长 1．（24-25高二下·北京海淀教师进修学校·期中）用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示。将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，光源发的光经滤光片装在单缝前）成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮，已知双缝间的距离。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，双缝到毛玻璃屏的距离通过目镜可以在屏上观察到干涉条纹。 (1)实验中将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1=4.900mm；然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n=6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数x2如图所示，则x2=_____mm，可得相邻的条纹之间距离为 ____； (2)本次实验中，这种光的波长表达式_____________（用，，，，表示）； (3)若实验中发现条纹间距太大，想减小条纹间距，可采取的办法是 _______至少写一条。 2．（24-25高二下·北京101中学·期中）同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使白炽灯正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)下列说法中正确的是（　　） A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前 B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹 C．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离 D．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去 (2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝 C．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动 (3)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮纹中央到第条亮纹中央间的距离为，则单色光的波长___________ (4)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是（　　） A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹 B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹 D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹 3．（24-25高二下·北京第五十中学·期中）在“用双缝干涉测光波长”的实验中 (1)如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2中手轮上的示数_____； (2)已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离L为，可得所测红光波长为________。（结果保留两位有效数字） 4．（24-25高二下·北京·北师大实验中学·期中）某同学用双缝干涉测光的波长。 (1)甲、乙两图均为光通过狭缝产生的条纹形状示意图，其中双缝干涉产生的图样如图____________（填“甲”或“乙”）。 图甲 图乙 图丙 (2)他将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，各光学元件的排列顺序应为____________（由左至右，填写元件代号）。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 (3)光屏上呈现出的干涉图样如图丁所示，分划板在图中位置时游标卡尺（20分度）示数如图戊所示，测量值；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，测量值：___________。 (4)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，实验中计算波长的表达式____________（用的符号表示）。根据上述数据，形成此干涉图样的单色光的波长为____________nm。 图丁 图戊 图己 5．（24-25高二下·北京五十七中·期中）如图（a）所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。 (1)、N、P三个光学元件依次为_______ A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片 (2)已知双缝间距为d，转动手轮，分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐，记下手轮上的读数如图（b）所示为，再转动手轮，分划板中心刻线与第n条（）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图（c）所示为________mm，则被测光的波长表达式为________（用m，n，d，，，，或其中的部分表示） 6．（24-25高二下·北京清华附中朝阳学校·期中）某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 (2)若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 7．（24-25高二下学期·北师大附中·北京·期中）我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行 D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐 (2)关于实验现象，下列说法正确的是______。 A．如果将光源换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成 B．若仅挡住双缝中的一条缝，屏上的条纹就会全部消失 C．若只将滤光片去掉，屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 D．若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数 (3)已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丙所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则戊图游标卡尺上的读数______mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是______m（此计算结果保留3位有效数字）。 8．（24-25高二下·北京·日坛中学·期中）现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）； （2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）； 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $