专题05 光学（期中真题汇编，天津专用）高二物理下学期

专题05 光学 3大高频考点概览 考点01 光的反射与折射 考点02 光的干涉 考点03 光的实验 地 城 考点01 光的反射与折射 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第一中学·期中)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为 ，空气中光速，，，下列说法正确的是 （　　） A．光线从空气射入水中，频率改变 B．光进入水中速度变为 C．摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 D．进入镜头的光线与竖直方向的夹角θ最大为37° 【答案】B 【详解】A．光在不同介质中传播时，速度变化而频率不变，故A错误； B．由折射率与光速的关系，可得光在水中速度为 故B正确； C．反向延长折射光线，可知摄影师看到的水上景物比实际位置偏高，故C错误； D．当入射角为时，有 则θ最大为，故D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·天津河西区·期中)如图所示，一束复色光由真空射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．玻璃对a光的折射率较大 B．a光在玻璃中的传播速度较大 C．a光在真空中的传播速度较大 D．由玻璃射向真空时，a光发生全反射的临界角比较大 【答案】A 【详解】A．由图知a光偏折程度比b光偏折程度大，则a光的折射率比b光的折射率大，故A正确； B．根据 可知折射率大的，传播速度小，故a光在玻璃中的传播速度较小，故B错误； C．光在真空中的传播速度都是光速，即a光、b光在真空中的传播速度一样大，故C错误； D．根据 可知折射率大的，临界角C小，故a光发生全反射的临界角比较小，故D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。下图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（    ） A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行面后，b光侧移量大 C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光 D．在同样的光的双缝干涉实验中，b光的干涉条纹比a光的宽 【答案】D 【详解】A．由图可知，光线从空气射入雨滴时，光线a的偏折程度较大，则雨滴对光线a的折射率大于对b的，根据可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，故A错误； B．以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大，则a光侧移量较大，故B错误； C．根据全反射临界角公式，由于光线a的折射率较大，所以光线a发生全反射的临界角较小，则以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，则光线a发生全反射，看到的一定是b光，故C错误； D．光线b的折射率小，频率小，波长大，根据可知，在同样的光的双缝干涉实验中，b光的干涉条纹比a光的宽，故D正确。 故选D。 4．(23-24高二下·天津南开中学·期中)一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，为三种色光（如图），其中光为蓝光，光为红光，下列说法正确的是（　　） A．玻璃对三色光的折射率依次增大 B．三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 C．若分别让三色光通过一双缝装置，则光的干涉条纹的间距最小 D．若让三色光以同一入射角从某介质射向空气，光恰能发生全反射，则光一定能发生全反射 【答案】C 【详解】A．白光射入玻璃三棱镜中，由图可知，光的偏折程度最大，光的偏折程度最小，则光的折射率最大，光的折射率最小，玻璃对三色光的折射率依次减小，故A错误； B．根据 由于a、b、c三光的折射率大小关系为 可知a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故B错误； C．根据 由于光的折射率最大，则光的频率最大，光的波长最短，若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光的干涉条纹的间距最小，故C正确； D．根据全反射临界角公式 可知光的临界角最小，光的临界角最大，若让、、三色光以同一入射角从某介质射向空气，光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学将激光笔发出的一束红色激光投射到鱼缸的水面上，观察发现进入水中的折射光颜色没有变化，以下说法与这一观察结果直接有关的是（   ） A．光在水中的传播速度比在空气中小 B．光在水中的波长比在空气中小 C．光的频率与传播所在的介质无关 D．水的折射率比1大 【答案】C 【详解】光的颜色由频率决定，而频率在不同介质中保持不变。因此，激光笔的红色光进入水中后，频率不变，颜色也保持不变。选项C正确地解释了这一现象，而其他选项与光的颜色变化无关。 故选C。 二、多选题 6．(24-25高二下·天津南开大学附属中学·期中)如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知，。光速。则下列说法正确的是（　　） A．两束光穿过玻璃柱体所需时间相同 B．OM是黄光，ON是蓝光 C．玻璃对OM光束的折射率为 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，一定不会发生全反射 【答案】BD 【详解】A．根据可知，蓝光的折射率大，在玻璃中传播速度较小，则蓝光穿过玻璃柱体所需的时间较长，故A错误； B．玻璃对蓝光的折射率较大，当黄光和蓝光以相同的入射角射入玻璃时，蓝光偏折的更厉害，所以OM是黄光，ON是蓝光，故B正确； C．玻璃对OM光束的折射率为，故C错误； D．OM光线的临界角为C，根据临界角与折射率的关系式有 解得C=45° 根据几何关系可知，将OM光束从N点沿着NO方向射入时的入射角等于30°，小于临界角45°，所以一定不会发生全反射，故D正确。 故选BD。 7．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)如图，一束复色光从空气斜射到玻璃表面后，经折射分成a、b两束单色光，对此下列说法正确的是（   ） A．水对a光的折射率比b光大 B．a光在水中的速度比b光大 C．从水中射向空气发生全反射，a光的临界角比b光小 D．遇到微小的障碍物，a光更容易发生衍射 【答案】BD 【详解】A．图像可知b光比a光的偏折程度大，所以b光的折射率比a光的大，故A错误； B．由于b光的折射率比a光的大，根据 可知a光在水中的速度比b光大，故B正确； C．由于b光的折射率比a光的大，根据 可知从水中射向空气发生全反射，a光的临界角比b光大，故C错误； D．由于b光的折射率比a光的大，则b光的频率大于a光的频率，由 可知b光的波长小于a光的波长，而波长越长的波相对而言更容易发生衍射现象，因此a光更容易发生明显衍射现象，故D正确。 故选BD。 8．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿PO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从A、B两点射出不考虑光在玻璃砖中的反射，其中从A点射出的为a光，从B点射出的为b光。说法正确的是（　　） A．从B点射出玻璃砖的b光的频率较小 B．将a、b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小 C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等 D．将a、b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域小 【答案】AC 【详解】A．由题图可知，玻璃砖对a光的偏折程度大于对b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，即从B点射出玻璃砖的b光的频率较小，故A正确； B．根据 可知b光的波长较大，根据 可知b光的干涉条纹间距较大，故B错误； C．连接A、D和B、D，如图 设，，玻璃砖的半径为R，则有， a光在玻璃砖中的传播时间为 b光在玻璃砖中的传播时间为 设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为，则有， 联立可解得 光在玻璃砖中的传播时间与折射率无关，所以a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等，故C正确； D．临界角 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，可知a光的全反射临界角较小，b光的全反射临界角较大，故b光照亮的范围大，故D错误。 故选AC。 9．(24-25高二下·天津第一中学·期中)有a、b两束平行单色光从空气中斜射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（　　） A．a光在玻璃中的折射率比b光大 B．a光在玻璃中的波长比b光大 C．若a、b两束单色光从空气中垂直照射在平行玻璃砖上，a光在玻璃中的传播时间长 D．同时增大两束光的入射角，b光在平行玻璃砖的下表面先发生全反射 【答案】AC 【详解】A．根据光路图知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，故A正确； B．根据 整理得 因为a光的折射率大于b光的折射率，故a光的频率大于b光的频率，故a光在玻璃中的波长比b光小，故B错误； C．光在玻璃中的传播时间 若a、b两束单色光从空气中垂直照射在平行玻璃砖上，则s相同，由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光在玻璃中的传播时间长，故C正确； D．根据光路可逆原理，两光都不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。 故选AC。 10．(21-22高二下·天津南开区·期末)a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向同一玻璃中，光路如图所示，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．若用单色光a、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光a的中央亮纹更宽 B．b光在该玻璃中传播的速度较大 C．增大从空气斜射向玻璃的入射角，b光先发生全反射 D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光在屏上的干涉条纹的间距较大 【答案】AD 【详解】A．两光的入射角相等，由题图可知，a光的折射角大，由折射定理 可知，b光折射率大于a光的折射率，由频率和波长的关系可知，a光的波长大于b光的波长。光发生明显衍射的条件的是障碍物的尺寸与光的波长差不多，或者小于光的波长，所以相同障碍物下，a光的衍射现象更明显，即单色光a的中央亮纹更宽，故A项正确； B．由之前的分析可知，b光的折射率大，由折射率与波速的关系有 b光在玻璃中的传播速度的速度小，故B项错误； C．发生全反射的条件是从光密介质到光疏介质，所以从空气射向玻璃不符合发生全反射的条件，故C项错误； D．双缝干涉实验的条纹间距公式为 由之前的分析可知a光的波长大，所以同一套装置情况下a光的干涉条纹间距大，故D项正确。 故选AD。 11．(24-25高二下·天津红桥区·期中)如图所示，OBCD是半圆柱玻璃体的横截面，OD为直径。一束光沿AO方向从真空射入玻璃后分成两束光分别射到玻璃砖的B、C两点，射到B点的为b光，射到C点的为c光，下列说法正确的是（　　） A．b光的频率大于c光 B．在真空中b光的传播速率小于c光 C．在真空中b光的波长小于c光的波长 D．b光从O到B的时间小于c光从O到C的时间 【答案】AC 【详解】A．因b光的偏折程度较大，可知b光的折射率较大，则b光的频率大于c光，选项A正确； B．在真空中各种光的传播速度都相同，可知b光的传播速率等于c光，选项B错误； C．根据 可知，在真空中b光的波长小于c光的波长，选项C正确； D．设光的入射角为i，折射角为r，则， 光在玻璃中的传播时间 可知b光从O到B的时间等于c光从O到C的时间，选项D错误。 故选AC。 地 城 考点02 光的干涉 一、单选题 1．(24-25高二下·天津红桥区·期中)“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示，为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．b光的波长大于a光的波长 B．在冰晶中的传播速度a光大于b光 C．a、b两束光可以发生干涉现象 D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．因b光的偏折程度大于a光，可知b光的折射率较大，频率较大，则b光的波长小于a光的波长，选项A错误； B．根据 因b光折射率较大，可知在冰晶中的传播速度a光大于b光，选项B正确； C．a、b两束光的频率不同，不可以发生干涉现象，选项C错误； D．因a光波长较大，可知a光比b光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·天津红桥区·期中)用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。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（　　） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将绿色的滤光片换为红色 D．使用间距更大的双缝 【答案】C 【详解】根据条纹间距表达式 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，故A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，L减小，则条纹间距减小，故B错误； C．将绿色的滤光片换为红色，波长变大，则条纹间距变大，故C正确； D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，故D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)下列有关光现象的说法正确的是（    ） A．司机开车时戴的司机眼镜是利用了光的干涉原理制成的 B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 【答案】C 【详解】A．司机开车时戴的司机眼镜是利用了光的偏振原理制成的，故A错误； B．由于紫光的频率大于红光的频率，则水对紫光的折射率大于对红光的折射率，根据可知，紫光发生全反射的临界角较小，所以以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光不一定能发生全反射，故B错误； C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，根据，由于红光的波长较大，则条纹间距一定变大，故C正确； D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜以增加透射光的强度，故D错误。 故选C。 二、多选题 4．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是（　　） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 【答案】BCD 【详解】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A正确； B．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长的整数倍，若换用频率更大、波长更小的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变窄，故B错误； C．弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，由图可知亮纹提前了，光程差增大了，对应的位置是凹陷的，故C错误； D．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。 本题选择错误的，故选BCD。 5．(24-25高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A．图甲中是光的全反射现象 B．图乙中是光的薄膜干涉现象 C．图丙中是光的衍射现象 D．图丁中是应用光的偏振现象 【答案】BD 【详解】A．图甲中是光的衍射现象，故A错误； B．图乙中是光的薄膜干涉现象，故B正确； C．图丙中是光的色散现象，故C错误； D．图丁中是应用光的偏振现象，故D正确。 故选BD。 地 城 考点03 光的实验 一、单选题 1．(24-25高二下·天津河西区·期中)如图所示，在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，将玻璃砖在白纸上放好，aa'和bb'分别是玻璃砖的两个界面且相互平行。画直线AO与交于O，在AO上插两枚大头针P1和P2（“×”表示大头针的位置），然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次正确插上大头针P3和P4，下列说法正确的是（　　） A．入射角越小，测量误差越小 B．光可能在bb'处发生全发射 C．若界面aa'和bb'不平行，将不能完成实验 D．大头针P3和P4间的距离适当大些有利于提高实验准确程度 【答案】D 【详解】A．入射角过小，折射角也小，角度测量的相对误差大，并非测量误差越小，故A错误； B．光从玻璃射向空气，在bb′界面，入射角等于在aa′界面的折射角，根据光路可逆，不会发生全反射，故B错误； C．即便界面aa′和bb′不平行，仍可通过大头针确定折射光线，完成实验，故C错误； D．大头针P3和P4间距适当大些，能更精准确定出射光线方向，利于提高实验准确程度 ，故D正确。 故选D。 二、实验题 2．(24-25高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)在利用插针法测定玻璃砖的折射率实验中甲同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大了一些，如图甲所示，乙同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，如图乙所示，则甲同学测出的折射率________乙同学测出的折射率（填“大于”或“小于”或“相等”） 【答案】小于 【详解】 根据图看出甲同学将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射角将变大，算得的折射率将偏小；同理可知乙同学画界面时将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，则测得的折射角将变小，算得的折射率将偏大，故甲同学测出的折射率小于乙同学测出的折射率。 3．(24-25高二下·天津红桥区·期中)某同学采用插针法测玻璃的折射率，实验步骤如下： （1）在方格纸上画出一条直线a作为界面（线），过a上的一点О画出界面的法线MN、并画一条线段AO作为入射光线、再把玻璃砖放到方格纸上，上边界与a对齐，画出玻璃砖的下界面b的位置。 （2）在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2。 （3）在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述大头针P3的插法：插P3时，应使它挡住_________。 （4）请在图中补充测定玻璃折射率所需的完整光路图，并在图中标注所需测量的物理量符号。_______ （5）该同学在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向下平移了一些，之后才画上界面b，则所测得的折射率将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 挡住P1、P2的像 偏小 【详解】[1]根据光路可逆原理，要确定出射光线的方向，应该在插P3时，使它挡住P1、P2的像， [2]补充后的光路如图所示 [3]玻璃砖平移，导致折射角增大（蓝色线与法线夹角），如图所示 根据折射定律 折射率偏小。 4．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。 (1)光学元件③为单缝，光学元件④为________。 (2)若实验中发现干涉条纹太密，难以测量。下列操作可以使条纹变稀疏的是________。 A．改用波长较短的光（如紫光）做入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减少双缝间距 D．增大双缝间距 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数求得相邻亮条纹的间距为________mm； 【答案】(1)双缝 (2)BC (3)2.310 【详解】（1）光学元件的顺序是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃，所以③为单缝；光学元件④为双缝。 （2）干涉条纹太密，条纹间距较小，可以采取增大条纹间距，由 可知可改用波长较长的光做入射光、增大双缝到屏的距离、减少双缝间距都可以使条纹变稀疏。 故选BC。 （3）图乙读数为 图丙读数为 则相邻亮条纹的间距为 5．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学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AO上竖直地插上、两枚大头针。 (1)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________ A．选用两光学表面平行的玻璃砖 B．选用两光学表面间距适当大些的玻璃砖 C．选用粗的大头针完成实验 D．玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 (2)乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； (3)如图丙所示，丙同学以入射点O为圆心，以长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与玻璃中折射线OQ交于E点，过M、E点分别向法线作垂线交于N、F点，量得，，则他测得该玻璃的折射率为________。 【答案】(1)BD (2)偏小 (3)1.5 【详解】（1）采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小作图误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，且选用的大头针应该细一点，保证光线的直线度，而光学表面是否平行并不影响该实验的准确度。 故选BD。 （2）乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示 由图可知折射角的测量值偏大，根据 可知他测得的折射率与真实值相比偏小。 （3）设光线在玻璃砖的上表面入射角和折射角分别为i和r，由几何关系可知， 根据折射定律得该玻璃的折射率为 6．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学用如图的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，已知双缝与屏的距离L、双缝间距d，他用测量头测量光屏上干涉条纹间距。 (1)如图，分划板的中心刻线分别对准第A条和第B条亮纹的中心时，手轮上的读数如图甲和乙，则对准第A条时读数xA=___________mm，条纹间距=___________mm。 (2)用L、d和计算波长的公式是λ=_______________。 (3)以白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察到实验现象后，总结出以下几点，其中错误的一项是 。 A．单缝和双缝必须平行放置 B．各元件的中心要处于遮光筒的轴线上 C．双缝间距离越小，呈现的干涉条纹越宽 D．将滤光片撤去，光屏上不会出现干涉条纹 【答案】(1) 7.320 0.936 (2)   (3)D 【详解】（1）[1][2]由图丙可得 图丁的读数为 所以条纹间距 （2）根据干涉条纹间距公式 可得波长为 （3）A．单缝和双缝必须平行放置，这样可使干涉条纹清晰，故A正确，不符合题意； B．各元件的中心要处于遮光筒的轴线上，保证干涉条纹清晰，不模糊，故B正确，不符合题意； C．根据干涉条纹间距公式 可知双缝间距离d越小，呈现的干涉条纹越宽，故C正确，不符合题意； D．将滤光片撤去，光屏上将会出现彩色的干涉条纹，故D错误，符合题意。 故选D。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 光学 3大高频考点概览 考点01 光的反射与折射 考点02 光的干涉 考点03 光的实验 地 城 考点01 光的反射与折射 一、单选题 1．(24-25高二下·天津第一中学·期中)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为 ，空气中光速，，，下列说法正确的是 （　　） A．光线从空气射入水中，频率改变 B．光进入水中速度变为 C．摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 D．进入镜头的光线与竖直方向的夹角θ最大为37° 2．(24-25高二下·天津河西区·期中)如图所示，一束复色光由真空射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．玻璃对a光的折射率较大 B．a光在玻璃中的传播速度较大 C．a光在真空中的传播速度较大 D．由玻璃射向真空时，a光发生全反射的临界角比较大 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。下图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（    ） A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行面后，b光侧移量大 C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光 D．在同样的光的双缝干涉实验中，b光的干涉条纹比a光的宽 4．(23-24高二下·天津南开中学·期中)一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，为三种色光（如图），其中光为蓝光，光为红光，下列说法正确的是（　　） A．玻璃对三色光的折射率依次增大 B．三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 C．若分别让三色光通过一双缝装置，则光的干涉条纹的间距最小 D．若让三色光以同一入射角从某介质射向空气，光恰能发生全反射，则光一定能发生全反射 5．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学将激光笔发出的一束红色激光投射到鱼缸的水面上，观察发现进入水中的折射光颜色没有变化，以下说法与这一观察结果直接有关的是（   ） A．光在水中的传播速度比在空气中小 B．光在水中的波长比在空气中小 C．光的频率与传播所在的介质无关 D．水的折射率比1大 二、多选题 6．(24-25高二下·天津南开大学附属中学·期中)如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知，。光速。则下列说法正确的是（　　） A．两束光穿过玻璃柱体所需时间相同 B．OM是黄光，ON是蓝光 C．玻璃对OM光束的折射率为 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，一定不会发生全反射 7．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)如图，一束复色光从空气斜射到玻璃表面后，经折射分成a、b两束单色光，对此下列说法正确的是（   ） A．水对a光的折射率比b光大 B．a光在水中的速度比b光大 C．从水中射向空气发生全反射，a光的临界角比b光小 D．遇到微小的障碍物，a光更容易发生衍射 8．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿PO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从A、B两点射出不考虑光在玻璃砖中的反射，其中从A点射出的为a光，从B点射出的为b光。说法正确的是（　　） A．从B点射出玻璃砖的b光的频率较小 B．将a、b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小 C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等 D．将a、b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域小 9．(24-25高二下·天津第一中学·期中)有a、b两束平行单色光从空气中斜射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（　　） A．a光在玻璃中的折射率比b光大 B．a光在玻璃中的波长比b光大 C．若a、b两束单色光从空气中垂直照射在平行玻璃砖上，a光在玻璃中的传播时间长 D．同时增大两束光的入射角，b光在平行玻璃砖的下表面先发生全反射 10．(21-22高二下·天津南开区·期末)a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向同一玻璃中，光路如图所示，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．若用单色光a、b分别通过同一单缝发生衍射时，单色光a的中央亮纹更宽 B．b光在该玻璃中传播的速度较大 C．增大从空气斜射向玻璃的入射角，b光先发生全反射 D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光在屏上的干涉条纹的间距较大 11．(24-25高二下·天津红桥区·期中)如图所示，OBCD是半圆柱玻璃体的横截面，OD为直径。一束光沿AO方向从真空射入玻璃后分成两束光分别射到玻璃砖的B、C两点，射到B点的为b光，射到C点的为c光，下列说法正确的是（　　） A．b光的频率大于c光 B．在真空中b光的传播速率小于c光 C．在真空中b光的波长小于c光的波长 D．b光从O到B的时间小于c光从O到C的时间 地 城 考点02 光的干涉 一、单选题 1．(24-25高二下·天津红桥区·期中)“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示，为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．b光的波长大于a光的波长 B．在冰晶中的传播速度a光大于b光 C．a、b两束光可以发生干涉现象 D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象 2．(24-25高二下·天津红桥区·期中)用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。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（　　） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将绿色的滤光片换为红色 D．使用间距更大的双缝 3．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)下列有关光现象的说法正确的是（    ） A．司机开车时戴的司机眼镜是利用了光的干涉原理制成的 B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 二、多选题 4．(24-25高二下·天津大学附属中学·期中)光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是（　　） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 5．(24-25高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A．图甲中是光的全反射现象 B．图乙中是光的薄膜干涉现象 C．图丙中是光的衍射现象 D．图丁中是应用光的偏振现象 地 城 考点03 光的实验 一、单选题 1．(24-25高二下·天津河西区·期中)如图所示，在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，将玻璃砖在白纸上放好，aa'和bb'分别是玻璃砖的两个界面且相互平行。画直线AO与交于O，在AO上插两枚大头针P1和P2（“×”表示大头针的位置），然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次正确插上大头针P3和P4，下列说法正确的是（　　） A．入射角越小，测量误差越小 B．光可能在bb'处发生全发射 C．若界面aa'和bb'不平行，将不能完成实验 D．大头针P3和P4间的距离适当大些有利于提高实验准确程度 二、实验题 2．(24-25高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)在利用插针法测定玻璃砖的折射率实验中甲同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大了一些，如图甲所示，乙同学画界面时，不小心将界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度小了一些，如图乙所示，则甲同学测出的折射率________乙同学测出的折射率（填“大于”或“小于”或“相等”） 3．(24-25高二下·天津红桥区·期中)某同学采用插针法测玻璃的折射率，实验步骤如下： （1）在方格纸上画出一条直线a作为界面（线），过a上的一点О画出界面的法线MN、并画一条线段AO作为入射光线、再把玻璃砖放到方格纸上，上边界与a对齐，画出玻璃砖的下界面b的位置。 （2）在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2。 （3）在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述大头针P3的插法：插P3时，应使它挡住_________。 （4）请在图中补充测定玻璃折射率所需的完整光路图，并在图中标注所需测量的物理量符号。_______ （5）该同学在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向下平移了一些，之后才画上界面b，则所测得的折射率将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 4．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。 (1)光学元件③为单缝，光学元件④为________。 (2)若实验中发现干涉条纹太密，难以测量。下列操作可以使条纹变稀疏的是________。 A．改用波长较短的光（如紫光）做入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减少双缝间距 D．增大双缝间距 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数求得相邻亮条纹的间距为________mm； 5．(24-25高二下·天津崇化中学·期中)在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学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AO上竖直地插上、两枚大头针。 (1)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________ A．选用两光学表面平行的玻璃砖 B．选用两光学表面间距适当大些的玻璃砖 C．选用粗的大头针完成实验 D．玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 (2)乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； (3)如图丙所示，丙同学以入射点O为圆心，以长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与玻璃中折射线OQ交于E点，过M、E点分别向法线作垂线交于N、F点，量得，，则他测得该玻璃的折射率为________。 6．(24-25高二下·天津宁河区芦台第二中学·期中)某同学用如图的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，已知双缝与屏的距离L、双缝间距d，他用测量头测量光屏上干涉条纹间距。 (1)如图，分划板的中心刻线分别对准第A条和第B条亮纹的中心时，手轮上的读数如图甲和乙，则对准第A条时读数xA=___________mm，条纹间距=___________mm。 (2)用L、d和计算波长的公式是λ=_______________。 (3)以白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察到实验现象后，总结出以下几点，其中错误的一项是 。 A．单缝和双缝必须平行放置 B．各元件的中心要处于遮光筒的轴线上 C．双缝间距离越小，呈现的干涉条纹越宽 D．将滤光片撤去，光屏上不会出现干涉条纹 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 目目 考点01 一、单选题 1.B 2.A 3.D 4.C 5.C 二、多选题 6.BD BD 7. 8. AC Ac 9. 10.AD 11.AC 目目 考点02 一、单选题 1.B 2.C 3.C 二、多选题 4.BCD 5.BD 目目 考点03 一、单选题 1.D www.zxxk.com 专题05光学 光的反射与折射 光的干涉 光的实验 1/2 让教与学更高效 函学科网 www.zxxk.com 二、实验题 2.小于 R 3. 挡住P1、P2的像 4.(1)双缝 (2)BC (3)2.310 5.(1)BD (2)偏小 (3)1.5 6.(1) 7.320 0.936 (2)4 (3)D 2/2 让教与学更高效 偏小