专题03 光现象（期中复习专项训练）高二物理下学期鲁科版

专题03 光现象 题型1光的折射 题型5光的干涉 题型2折射率 题型6光的衍射 题型3折射计算 题型7光的偏振 题型4全反射 题型8光的干涉实验 题型一 光的折射（共8小题） 1．(25-26高三·河北石家庄·一模)高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．(25-26高二下·安徽蚌埠蚌埠第二中学·)如图所示为一束太阳光从空气射到六棱柱玻璃横截面时的光路图中标出了折射出的红色光和紫色光。下列说法正确的是（　　） A．逐渐改变太阳光的入射角，红色光首先发生全反射 B．在六棱柱玻璃中，红色光的速度比紫色光的速度大 C．红色光和紫色光从玻璃射入空气后，频率都变大 D．用同一装置做双缝干涉实验，红色光的条纹间距比紫色光的条纹间距小 3．(25-26高三下·江苏泰州·)如图所示，半球形玻璃砖过球心的截面为垂直底面。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从点以角入射，折射光线分为、两束光。下列说法正确的是（　　） A．光为蓝色 B．光在玻璃中传播的速度大于光 C．光在玻璃中折射率大于光 D．两束光在底面有可能会发生全反射 4．如图所示，两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则两种单色光比较（　　） A．水对单色光a的折射率小 B．单色光a的频率低 C．单色光a在水中的传播速度小 D．同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 5．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向从真空中射入玻璃，a光、b光分别从B、C点射出。则下列说法正确的是（　　） A．b光的折射率较大 B．逐渐增大复色光的入射角，在玻璃下表面a光先消失 C．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较大 D．a光从O到B与b光从O到C的传播时间相同 6．(25-26高三·广东深圳罗湖区·期末)如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．该介质对a光的折射率比b光的小 B．在同一介质中，a光的传播速度比b光大 C．光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小 D．a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小 7．(25-26高二·广东东莞·期末)如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（    ） A．若光束a是红光，光束b有可能是紫光 B．若光束a是紫光，光束b有可能是红光 C．增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射 D．光束a与光束b在水中的速率之比 8．每年夏季，我国多地会出现日晕现象（如图甲）。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，其中、为其折射光线中的两种单色光，光的频率比光的频率______（选填“高”或“低”）；穿过玻璃柱体所需时间较长的是______光（选填“a”或“b”）。 题型二 折射率（共8小题） 9．(25-26高三上·湖南长沙雅礼中学·月考)小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．光线在玻璃球中的速度为 B．该玻璃半球的折射率为2 C．实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D．实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 10．(25-26高二下·河南南阳方城县第一高级中学·)下列说法正确的是（　　） A．简谐运动的回复力是物体所受到的合外力 B．根据可知，同一频率的光在介质中的速度与介质的折射率成反比 C．介质的折射率总大于1，因此入射角总大于折射角 D．两列波发生干涉，其振动加强点的平衡位置随时间周期性变化 11．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·)一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　） A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．玻璃对c色光的折射率最小 12．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·)如图所示，等腰三角形ABC为某材料制成的棱镜横截面（）。一束光线垂直于AB入射，恰好在AC面上发生全反射，并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D． 13．平板光学镜片采用激光内雕工艺时，两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面，入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于一点，该交点与两个入射点、恰好构成等边三角形。已知，，则镜片对该激光的折射率为（　　） A． B． C． D． 14．(25-26高二·浙江Z20名校联盟·)侦察兵通过水中的潜水机器人观察岸边情况，如图所示，潜水机器人藏在圆形莲叶的正下方，可以上下移动，莲叶的半径为R，莲叶边缘距离岸边的哨兵距离为s，哨兵的眼睛离水面的高度为H，水的折射率为，水足够深，机器人可以看作质点，则（　　） A．当前机器人位置哨兵刚好看不到，哨兵后退时，为了不被发现，机器人要下潜一段距离 B．机器人位置离荷叶越近，看到外部空间范围越大 C．要想不被哨兵看见，潜水的最大深度为 D．要想看到岸边的情况，潜水深度必须大于 15．(25-26高二下·安徽临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）·)如图所示，一透明介质的横截面为等边三角形，一束单色光从AB边上的一点射入介质，入射角为60°，光从AC边射出介质。若出射光线与入射光线的夹角为60°，则单色光在AC边的入射角为____，折射角为____，透明介质对此单色光的折射率为____。 16．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·月考)在“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于O点，MN表示法线。 (1)请将光路图画完整________，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角； (2)该玻璃砖的折射率可表示为__________。（用和表示） (3)下列说法正确的是________。 A．玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中与间的距离大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针、及、之间的距离应适当大些 D．如果某同学将玻璃界面和的间距画得过宽了，如图所示，其他操作正确，折射率的测量值将偏大 题型三 折射计算（共5小题） 17．如图是一折射率n=2的透明均质三棱柱的截面，其中∠A=30°，∠C=90°，BC=L。一细束单色光从真空中由AB边上距A点的D点垂直AB射入该三棱柱，已知光在真空中的传播速度为c。 (1)请分析该单色光将从哪条边上射出三棱柱。 (2)求该单色光在三棱柱中传播的时间。 18．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·月考)某同学利用几何光学原理制作了一种简易液体折射率测量仪。一正方体容器，边长为，紧贴容器底边内侧贴有等间距刻度尺，最左端刻度为0刻度，向右刻度增大。空容器时，从A点恰好能看到底部刻度尺的0刻度点B，向容器中加入透明液体，使液面稳定在离底部处。仍沿AB方向观察，恰好能看到底部刻度尺的C点，读出其刻度读数为。空气的折射率取1.0，光在空气中的传播速度取求： (1)液体折射率n（已知）； (2)光在该液体中的传播速度v。（该结果保留两位有效数字） 19．(25-26高二下·新疆阿克苏第一中学·)如图所示，圆O为某水晶球的纵截面图，MN是通过该水晶球球心O的一条直线，C点是圆周上的一点。一束单色光AB沿平行于MN的方向从B点射入球体，光线从C点射出，已知，，水晶球的半径为R，光在真空中的速度为c。求：此单色光在水晶球内传播的时间； 20．(25-26高二上·山东日照·期末)如图所示，截面为直角三角形的棱镜ABC，∠A＝30°，∠C＝90°，AC＝。一细单色光束从P点平行于AC入射到棱镜上，经折射后到达AC边上的M点，最终从Q点（图中未画出）射出。已知，AP＝2l，光在真空中的传播速度为c。求： (1)该棱镜的折射率； (2)光在棱镜中的传播时间。 21．(25-26高二下·江西赣州中学·调研)如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求： (1)光在BC边的折射角； (2)光在三棱镜中的传播时间。 题型四 全反射（共6小题） 22．如图所示，半径的轻质圆形薄木板漂浮在液体表面，一单色光点光源从薄木板圆心下方液面处竖直向下做匀速直线运动。速度大小，人在液面正上方任意位置均看不见点光源的最长时间为0.5s，则液体对该单色光的折射率为（　　） A． B． C． D． 23．高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被称为光纤之父。光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示，一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外套的折射率 B．从空气射入光导纤维，、光的波长都变长 C．a、b光在内芯中传播时，光的传播速度更大 D．若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时，光的干涉条纹间距更大 24．光导纤维作为光传导工具，已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图所示。AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与过AB的横截面成角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是（　　） A．光导纤维对该单色光的折射率为 B．光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率 C．如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射 D．若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为 25．(25-26高三上·湖北襄阳·期末)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大 B．a光的波长小 C．a光发生全反射的临界角大 D．a光在内芯中的传播速度小 26．(25-26高二下·湖南岳阳第一中学·)光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大 B．入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象不会消失 C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长 D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为 27．(25-26高二下·河南·)如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，光导纤维长为，AB、CD分别代表光导纤维的两个端面，该光导纤维的材质恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，光线以的入射角从端面AB射入长直光纤，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A．该光导纤维的折射率为 B．光线在该光纤内传播的速度为 C．光线在光纤中经过的路程为12m D．光线在光纤中的传播时间为 题型五 光的干涉（共9小题） 28．下列现象属于光的干涉的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．水中的气泡看上去特别明亮 C．雨后路面上油膜在日光照射下呈现彩色 D．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 29．(25-26高二·广东惠州·期末)光具有波动性，关于光的现象，下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是一种纵波 B．白光通过一条窄缝后出现彩色条纹，是光的干涉现象 C．双缝干涉实验中，屏离双缝越远，干涉条纹间距越小 D．雨天马路上的油膜呈现的彩色条纹，是光的干涉现象 30．(25-26高二下·河南名校大联考·)如图所示为用红光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列说法正确的是（    ） A．若仅改用绿光，条纹间距变大 B．若仅改用白光，无法得到干涉条纹 C．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距变小 D．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距不变 31．(25-26高二下·安徽舒城中学等校·开学考)如图所示为双缝干涉实验得到的明暗相间的干涉条纹，其中O为中央亮条纹中心，P为与O相邻的亮条纹中心。已知所用光的波长为，则下列说法正确的是（　　） A．若用波长为2的光，O处仍为亮条纹 B．若用波长为2的光，P处仍为亮条纹 C．若用波长为的光，O处为暗条纹 D．若用波长为的光，P处为暗条纹 32．(25-26高二下·安徽马鞍山第二中学·)如图所示，图甲和图乙分别为光的双缝干涉与薄膜干涉的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，若仅增大与的间距，则光屏上的干涉条纹间距增大 B．图甲中，若仅将绿光换成紫光，则光屏上的干涉条纹间距增大 C．图乙中，形成的干涉条纹是不等距的 D．图乙中，若略微将薄片向右平移，则形成的干涉条纹间距减小 33．(25-26高二上·湖南永州·期末)以下四幅图片：图甲是自然光通过偏振片M、N的实验结果，右边是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏上的光亮度将明暗交替变化；图乙是单色光的衍射图样：图丙是双缝干涉示意图：图丁是两束单色光、射向水面点，经折射后组成一束复色光。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，这种现象表明光是纵波 B．图乙中，衍射图样为等间距的明暗相间的条纹 C．图丙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大 D．图丁中，以水下某一点为光源向水面发射该复色光，光更容易发生全反射 34．如图所示，实验小组用双缝干涉实验来测量某液体的折射率。先用红光照射双缝，发现为第4级亮条纹的中心；使双缝与屏之间充满待测液体后再用该红光照射双缝，发现处恰好为第7级暗条纹的中心。已知狭缝和到屏上点的距离相同，规定处为第0级亮条纹，然后依次是第1级暗条纹、第1级亮条纹……则待测液体对红光的折射率为（　　） A． B． C．1.5 D． 35．(25-26高二下·湖南张家界第一中学·开学考)对于以下光学现象的说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，只有当、的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当、的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 36．1834年，物理学家劳埃德设计了一种简单的观察干涉现象的装置，其原理如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接投射到光屏上，另一部分经与光屏垂直的平面镜反射到光屏上，并在光屏上形成干涉条纹。某次实验测得光屏上相邻两条亮条纹中心间距为，光源S到平面镜和光屏的垂直距离分别为d和L，则单色光的波长为_______；若将光源S下移少许，光屏上的条纹中心间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 题型六 光的衍射（共6小题） 37．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法错误的是（　　） A．图甲属于圆孔衍射 B．图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到了障碍物的影子里 38．在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前在光的传播方向上放置的装置，以下说法正确的是（　　） A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．乙对应双缝，丙对应小圆孔 C．丙对应小圆孔，丁对应小圆板 D．丁对应小圆孔，甲对应双缝 39．在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，可以方便地展示干涉条纹分布。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐标代表相同位置，则（　　） A．a、b的光子动量大小相同 B．a的光子能量小于b的光子能量 C．在真空中，a的波长大于b的波长 D．通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄 40．(25-26高二下·河南濮阳第一高级中学·)下列说法正确的是（　　） A．检验工件平整度的操作中，如图甲所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 B．图乙为光照射到圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样 C．图丙光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，必须满足内芯的折射率比外套的大 D．图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 41．(25-26高二下·湖北荆州沙中学·)下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中医用纤维式内窥镜，光信号在光导纤维中发生全反射，则光导纤维内芯是光疏介质，外套是光密介质 B．图乙中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 C．图丙中单色光通过狭缝可以在光屏上呈现条纹状图样，这是光的衍射现象 D．图丁表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 42．(25-26高三上·湖北楚天协作体·)光学现象在生活中有着十分重要的应用。下列说法正确的是（　　） A．图甲为某单色光的单缝衍射图样，对同一单缝装置色光波长越长，中央亮条纹宽度越宽 B．图乙为双缝干涉的实验装置示意图，双缝间距越窄，条纹间距越小 C．若图丙中的薄片厚度变薄，条纹间距将变大 D．图丁中能通过特制眼镜看到立体电影，利用了光的干涉原理 题型七 光的偏振（共4小题） 43．(25-26高三上·山东潍坊·期末)光学现象在生活和实验中随处可见，下列相关说法正确的是（   ） A．单缝衍射实验中，单缝变窄，衍射条纹的宽度变窄，亮度降低 B．用肥皂膜做薄膜干涉实验，两列相干光来自薄膜前后表面的折射光 C．拍摄玻璃橱窗内物品时，相机镜头前装一片偏振滤光片可以使景象更清晰 D．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向玻璃时发生了全反射 44．关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，真空炉中产生涡流，对金属加热使金属自身熔化 B．乙图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 C．丙图中，两导线通反向电流，两导线间存在相互引力 D．丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 45．(25-26高二下·黑龙江大庆铁人中学·)关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲是光的色散现象，出射光线a的折射率最小 B．图乙被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板衍射形成的图样 C．图丙是利用光的干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越大则干涉条纹越稀疏 D．图丁中P固定不动，将Q从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°，光屏上的亮度增加 46．(25-26高二下·安徽临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）·)平静的湖面上有鸟儿盘旋，湖面下有鱼儿畅游，岸上的树木倒映在湖中。对此美景，飞鸟看到的湖里的鱼的位置比鱼的实际位置____（选填“深”或“浅”）；岸上的树木倒映在湖中是由于光的____（选填“干涉”“衍射”“反射”或“折射”）；用相机拍摄湖里的鱼时，可通过镜头表面的____（选填“增透膜”或“偏振片”）来减弱水面反射光的影响。 题型八 光的干涉实验（共5小题） 47．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)下列说法正确的是_____（填标号）. A．实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行 B．实验中还需测出单缝到光屏的距离 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大 D．若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ . 48．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，熊同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2，双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长λ=_______（用题中涉及的物理量符号表示）。 49．(25-26高二下·湖北荆州沙中学·)某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 (1)M、N、P三个光学元件依次为（          ） A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向____（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 50．“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“”或“”）。 (2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________（填“乙”或“丙”） (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是__________（保留三位有效数字）。 51．(25-26高二·江苏常州武进高级中学·期末)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示。 (1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为（　　） A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和单缝 D．双缝、滤光片和双缝 (2)下列说法中正确的是（　　） A．要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现 B．使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数 C．测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐 (3)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距，双缝到屏的距离，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示，则所测光的波长为_________nm。 (4)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的，如图3所示，他观察到的中点P处为（　　） A．亮纹 B．暗纹 (5)若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，在旋转偏振片一周的过程中，在目镜中将看到（　　） A．因无法干涉，视野中不再有条纹 B．随着偏振片转动，视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗 C．随着偏振片转动，视野中仍有条纹且亮度不变化 D．仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹，而转至其他角度时条纹几乎无法看到 1 / 1zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光现象 题型1光的折射 题型5光的干涉 题型2折射率 题型6光的衍射 题型3折射计算 题型7光的偏振 题型4全反射 题型8光的干涉实验 题型一 光的折射（共8小题） 1．(25-26高三·河北石家庄·一模)高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】同种介质对不同色光的折射率不同，紫光频率大于红光，因此冰晶对紫光（）的折射率大于对红光（）的折射率，即 ，紫光偏折程度更大、侧移量更大。 光从空气进入冰晶时，折射率越大，折射角越小，越靠近法线，因此冰晶内部紫光（）比红光（）更靠上。 光从冰晶射出到空气时，折射率越大侧移量越大，因此最终出射后，红光（）偏折小、位置靠下，紫光（）偏折大、位置靠上。 故选B。 2．(25-26高二下·安徽蚌埠蚌埠第二中学·)如图所示为一束太阳光从空气射到六棱柱玻璃横截面时的光路图中标出了折射出的红色光和紫色光。下列说法正确的是（　　） A．逐渐改变太阳光的入射角，红色光首先发生全反射 B．在六棱柱玻璃中，红色光的速度比紫色光的速度大 C．红色光和紫色光从玻璃射入空气后，频率都变大 D．用同一装置做双缝干涉实验，红色光的条纹间距比紫色光的条纹间距小 【答案】B 【详解】A．由图可得，红色光的偏折程度较小，可知红色光的折射率小于紫色光的折射率，根据全反射公式可知紫色光的全反射角较小，故逐渐增大太阳光的入射角，紫色光首先发生全反射，故A错误； B．红色光的折射率小于紫色光的折射率，根据公式可知在六棱柱玻璃中，红色光的速度比紫色光的速度大，故B正确； C．两种光从玻璃射入空气后，频率不会发生变化，故C错误； D．红色光的频率小于紫色光的频率，根据可知红色光的波长大于紫色光的波长，根据可知用同一装置做双缝干涉实验，红色光的条纹间距比紫色光的条纹间距大，故D错误。 故选B。 3．(25-26高三下·江苏泰州·)如图所示，半球形玻璃砖过球心的截面为垂直底面。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从点以角入射，折射光线分为、两束光。下列说法正确的是（　　） A．光为蓝色 B．光在玻璃中传播的速度大于光 C．光在玻璃中折射率大于光 D．两束光在底面有可能会发生全反射 【答案】B 【详解】AC．根据折射定律，由题图可知，入射角相同，光的折射角大于光的折射角，则玻璃对光的折射率小于对光的折射率，光的频率小于光的频率，所以光为红色，光为蓝色，故AC错误； B．根据，由于玻璃对光的折射率小于对光的折射率，所以光在玻璃中传播的速度大于光在玻璃中传播的速度，故B正确； D．由图中几何关系可知，两束光在底面的入射角均等于在点的折射角，则两束光在底面的入射角一定小于全反射临界角，所以两束光在底面不可能会发生全反射，故D错误。 故选B。 4．如图所示，两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则两种单色光比较（　　） A．水对单色光a的折射率小 B．单色光a的频率低 C．单色光a在水中的传播速度小 D．同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 【答案】C 【详解】ABC．由于两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，说明单色光a的折射角小，折射率大，频率高，由可知，单色光a在水中传播速度小，故AB错误，C正确； D．光从光疏进入光密介质不会发生全反射，故D错误。 故选C。 5．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向从真空中射入玻璃，a光、b光分别从B、C点射出。则下列说法正确的是（　　） A．b光的折射率较大 B．逐渐增大复色光的入射角，在玻璃下表面a光先消失 C．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较大 D．a光从O到B与b光从O到C的传播时间相同 【答案】D 【详解】A．复色光在O点入射角相同，a光偏折程度更大，折射角更小，根据折射定律，可得折射率关系，故A错误； B．由几何关系可知，光线在玻璃下表面的入射角等于，增大复色光的入射角，则折射角增大，减小，因此a光和b光均不会发生全反射，不会有光消失，故B错误； C．折射率越大，光的频率越大，波长越短，即 双缝干涉条纹间距为，波长越小间距越小，因此a光的条纹间距更小，故C错误； D．光在玻璃中速度 由几何关系得O点到出射点的路径长度 传播时间 代入，可得 对a、b光都相同，因此传播时间相同，故D正确。 故选D。 6．(25-26高三·广东深圳罗湖区·期末)如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．该介质对a光的折射率比b光的小 B．在同一介质中，a光的传播速度比b光大 C．光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小 D．a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小 【答案】C 【详解】A．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知该介质对a光的折射率比b光的大，A错误； B．根据可知，在同一介质中，a光的传播速度比b光小，B错误； C．根据可知，光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小，C正确； D．a光的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据可知，a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，a光的干涉条纹间距较小，D错误。 故选C。 7．(25-26高二·广东东莞·期末)如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（    ） A．若光束a是红光，光束b有可能是紫光 B．若光束a是紫光，光束b有可能是红光 C．增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射 D．光束a与光束b在水中的速率之比 【答案】AD 【详解】AB．紫光的折射率比红光的折射率大，则入射角相等时，紫光的折射角更小，若光a是红光，则光束b有可能是紫光，故A正确，B错误； C．只有从光密介质到光疏介质才能发生全反射，所以增大复色光的入射角，则光束a不可能发生全反射，故C错误； D．设复色光的入射角为，则光束a与光束b的折射率分别为， 光束a与光束b在水中的速率分别为， 则，故D正确。 故选AD。 8．每年夏季，我国多地会出现日晕现象（如图甲）。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，其中、为其折射光线中的两种单色光，光的频率比光的频率______（选填“高”或“低”）；穿过玻璃柱体所需时间较长的是______光（选填“a”或“b”）。 【答案】 低 b 【详解】[1]由光路可知，b光在六角形冰晶中传播时偏折程度较大，可知b光的折射率较大，即光的频率比光的频率低； [2]根据可知b光在玻璃柱体中传播速度较小，而b光传播距离较大，根据可知，b光穿过玻璃柱体所需时间较长。 题型二 折射率（共8小题） 9．(25-26高三上·湖南长沙雅礼中学·月考)小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．光线在玻璃球中的速度为 B．该玻璃半球的折射率为2 C．实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为 D．实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为 【答案】B 【详解】B．在实验一中，光线正对入射，方向不变，到达底面点时恰好发生全反射，此时入射角等于临界角 根据全反射临界角公式 解得，故B错误； A．光线在玻璃球中的速度为，故A错误； C．只有当入射角时，才会发生全反射，光线反射回半球面形成亮斑，亮斑对应的圆心角为： 弧长，故C错误； D．实验二中，入射角刚好等于临界角时发生全反射，由正弦定理，得 解得 如图所示 实验二的所有光线中发生全反射后再从玻璃球底端射出的传播距离最长，即传播时间最长，最长时间为，故D错误。 故选B。 10．(25-26高二下·河南南阳方城县第一高级中学·)下列说法正确的是（　　） A．简谐运动的回复力是物体所受到的合外力 B．根据可知，同一频率的光在介质中的速度与介质的折射率成反比 C．介质的折射率总大于1，因此入射角总大于折射角 D．两列波发生干涉，其振动加强点的平衡位置随时间周期性变化 【答案】B 【详解】A．简谐运动的回复力是使物体回到平衡位置的合力，并非物体所受的全部合外力，比如单摆中小球回到平衡位置时，回复力为0，但合外力指向圆心，充当向心力，故A错误； B．由于真空中的光速c是个定值，故光在该介质中的传播速度v与介质的折射率n成反比，故B正确； C．根据光的折射定律,只有当光从光疏介质射入光密介质时，入射角才大于折射角；当光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角，故C错误； D．两列波发生干涉时，振动加强点的平衡位置是固定不变的，不随时间变化，故D错误。 故选B。 11．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·)一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　） A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．玻璃对c色光的折射率最小 【答案】D 【详解】D．据玻璃三棱镜的色散规律，偏折程度越大，玻璃对该色光的折射率越大。由题图可知，a偏折程度最大，c偏折程度最小，因此折射率满足 因此玻璃对c色光的折射率最小，故D正确； A．全反射的发生条件是光从光密介质射向光疏介质，本题中光从空气（光疏介质）射入介质（光密介质），不可能发生全反射，故A错误； B．双缝干涉条纹间距满足，折射率越大，光的波长越短，因此波长满足，a光波长最短，干涉条纹间距最小，故B错误； C．光在介质中的传播速度满足，折射率越小，传播速度越大，因此速度满足，即a、b、c传播速度依次增大，故C错误。 故选D。 12．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·)如图所示，等腰三角形ABC为某材料制成的棱镜横截面（）。一束光线垂直于AB入射，恰好在AC面上发生全反射，并垂直于BC射出棱镜。则该棱镜的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 由几何关系可知， 解得 所以该棱镜的折射率为 故选A。 13．平板光学镜片采用激光内雕工艺时，两束频率相同的激光从空气中对称斜射入镜片的上表面，入射光线与镜片界面的夹角均为。折射光线在镜片内部相交于一点，该交点与两个入射点、恰好构成等边三角形。已知，，则镜片对该激光的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】入射光线与界面夹角为，则入射光线与法线的夹角即入射角为 由题意为等边三角形，所以 折射光线与法线的夹角即折射角为 根据折射定律 故选A。 14．(25-26高二·浙江Z20名校联盟·)侦察兵通过水中的潜水机器人观察岸边情况，如图所示，潜水机器人藏在圆形莲叶的正下方，可以上下移动，莲叶的半径为R，莲叶边缘距离岸边的哨兵距离为s，哨兵的眼睛离水面的高度为H，水的折射率为，水足够深，机器人可以看作质点，则（　　） A．当前机器人位置哨兵刚好看不到，哨兵后退时，为了不被发现，机器人要下潜一段距离 B．机器人位置离荷叶越近，看到外部空间范围越大 C．要想不被哨兵看见，潜水的最大深度为 D．要想看到岸边的情况，潜水深度必须大于 【答案】C 【详解】A．根据题意，当前机器人位置哨兵刚好看不到时，由折射定律画出光路图（蓝色），哨兵后退时，由折射定律画出光路图（橙色），如图所示 由图可知，为了不被发现，机器人需要上浮一段距离，故A错误； 故A错误。 BD．设看到外部空间范围圆环的外径为，由几何关系有 可知，机器人位置离荷叶越近，越小，则外部空间范围圆环的外径越小，看到的范围越小，当时，无法看到岸边的情况，则要想看到岸边的情况，潜水深度 又有 联立解得，故BD错误； C．设折射发生在莲叶边缘，空气中入射角为，水中折射角为，由几何关系有， 由折射定律有 联立解得，故C正确。 故选C。 15．(25-26高二下·安徽临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）·)如图所示，一透明介质的横截面为等边三角形，一束单色光从AB边上的一点射入介质，入射角为60°，光从AC边射出介质。若出射光线与入射光线的夹角为60°，则单色光在AC边的入射角为____，折射角为____，透明介质对此单色光的折射率为____。 【答案】 30° 60° 【详解】[1][2][3]光路图如图所示： 光在D点处的入射角，因为出射光线与入射光线的夹角为60°，则出射光线平行于过D点的法线，根据几何关系可知，折射角，单色光在AC边的入射角，则透明介质对此单色光的折射率 16．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·月考)在“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于O点，MN表示法线。 (1)请将光路图画完整________，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角； (2)该玻璃砖的折射率可表示为__________。（用和表示） (3)下列说法正确的是________。 A．玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中与间的距离大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针、及、之间的距离应适当大些 D．如果某同学将玻璃界面和的间距画得过宽了，如图所示，其他操作正确，折射率的测量值将偏大 【答案】(1) (2) (3)AC 【详解】（1）光路如图所示 （2）根据折射定律可得玻璃砖的折射率 （3）A．实验中，为了便于准确作出光路图，应使玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中与间的距离大些，故A正确； B．实验中，为了便于测量折射角与入射角，入射角应尽量大些，故B错误； C．实验中，为了更加精准确定入射光线与折射光线，大头针、及、之间的距离应适当大些，故C正确； D．以实线作出实际光路图，用虚线作出测量光路图，如图所示 根据图像可知，光进入玻璃砖的入射角不变，测量时的折射角偏大，则折射率的测量值将偏小，故D错误。 故选AC。 题型三 折射计算（共5小题） 17．如图是一折射率n=2的透明均质三棱柱的截面，其中∠A=30°，∠C=90°，BC=L。一细束单色光从真空中由AB边上距A点的D点垂直AB射入该三棱柱，已知光在真空中的传播速度为c。 (1)请分析该单色光将从哪条边上射出三棱柱。 (2)求该单色光在三棱柱中传播的时间。 【答案】(1)从BC边上的H点垂直BC出射 (2) 【详解】（1）设该单色光从三棱柱内出射时发生全反射的临界角为C，由 解得 该单色光在三棱柱内的传播路线如答图所示 由几何关系易知：该单色光在AC和AB边上的入射角分别为30°和60°，均会发生全反射 最终，该单色光从BC边上的H点垂直BC出射。 （2）由几何关系可得，， 则 因此，该单色光在三棱柱中传播的总路程 在三棱柱中传播的速度 因此，在三棱柱中传播的时间 18．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·月考)某同学利用几何光学原理制作了一种简易液体折射率测量仪。一正方体容器，边长为，紧贴容器底边内侧贴有等间距刻度尺，最左端刻度为0刻度，向右刻度增大。空容器时，从A点恰好能看到底部刻度尺的0刻度点B，向容器中加入透明液体，使液面稳定在离底部处。仍沿AB方向观察，恰好能看到底部刻度尺的C点，读出其刻度读数为。空气的折射率取1.0，光在空气中的传播速度取求： (1)液体折射率n（已知）； (2)光在该液体中的传播速度v。（该结果保留两位有效数字） 【答案】(1)1.58 (2) 【详解】（1）C点发出的光线CO从液体射向空气中，由折射定律有。 由几何关系可知， 解得液体的折射率 （2）因为折射率 解得 19．(25-26高二下·新疆阿克苏第一中学·)如图所示，圆O为某水晶球的纵截面图，MN是通过该水晶球球心O的一条直线，C点是圆周上的一点。一束单色光AB沿平行于MN的方向从B点射入球体，光线从C点射出，已知，，水晶球的半径为R，光在真空中的速度为c。求：此单色光在水晶球内传播的时间； 【答案】 【详解】依题意，可画出光线在水晶球内的折射光线如图所示 根据几何知识知入射角 折射角 根据折射定律，可得水晶球的折射率为 光在该水晶球中的传播速度为 由几何知识可得，光在水晶球中传播的距离为 则此单色光在水晶球内传播所用的时间 20．(25-26高二上·山东日照·期末)如图所示，截面为直角三角形的棱镜ABC，∠A＝30°，∠C＝90°，AC＝。一细单色光束从P点平行于AC入射到棱镜上，经折射后到达AC边上的M点，最终从Q点（图中未画出）射出。已知，AP＝2l，光在真空中的传播速度为c。求： (1)该棱镜的折射率； (2)光在棱镜中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意光路如图 几何关系可知，单色光在P点入射角 单色光在P点折射角 则折射率 （2）几何关系可知，单色光在M点入射角 因为临界角 可知单色光在M点发生全反射，几何关系可知，光在BC边上的入射角 因为 可知光线在该点射出，即光在BC边上的入射点即为Q点（如上图），几何关系可知， 则 因为 光在棱镜中的传播时间 联立解得 21．(25-26高二下·江西赣州中学·调研)如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求： (1)光在BC边的折射角； (2)光在三棱镜中的传播时间。 【答案】(1)30° (2) 【详解】（1）画出光路图如图所示 根据折射定律有 解得 （2）由几何关系可知，根据几何关系有， 其中 解得 设光在三棱镜中的传播速度为v，则有 可得光在三棱镜中的传播时间为 题型四 全反射（共6小题） 22．如图所示，半径的轻质圆形薄木板漂浮在液体表面，一单色光点光源从薄木板圆心下方液面处竖直向下做匀速直线运动。速度大小，人在液面正上方任意位置均看不见点光源的最长时间为0.5s，则液体对该单色光的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】0.5s光源运动距离 此时入射角为临界角，根据几何关系 解得 故选D。 23．高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被称为光纤之父。光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示，一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外套的折射率 B．从空气射入光导纤维，、光的波长都变长 C．a、b光在内芯中传播时，光的传播速度更大 D．若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时，光的干涉条纹间距更大 【答案】D 【详解】A．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，所以内芯的折射率大于外套的折射率，故A错误； B．从空气射入光导纤维，频率不变，但是速度减小，根据可知，、光的波长都变短，故B错误； C．由图可知b光的折射角更小，由 可知 速度 则光的传播速度更小，故C错误； D．b光折射率大，则b光频率大，波长短，根据可知a光的条纹间距更大，故D正确。 故选D。 24．光导纤维作为光传导工具，已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图所示。AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与过AB的横截面成角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是（　　） A．光导纤维对该单色光的折射率为 B．光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率 C．如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射 D．若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为 【答案】D 【详解】A．根据题意，由折射定律和几何关系可得，光导纤维对该单色光的折射率为 由几何关系得， 代入数据得，故A错误； BC．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角达到临界角，则光线在内芯和包层的界面上发生全反射，光导纤维内芯的折射率大于包层的折射率，无论入射光线与AB横截面的夹角多大，光线不可能在AB的横截面上发生全反射，故BC错误； D．若外部包层的折射率与空气的折射率相同，设光在AD面的入射角为，则光在光导纤维内芯中的传播距离为 可知，当角最小，等于临界角C时，光从AB传播到CD所用的时间最长，最长时间为 由几何关系得 由临界角公式得 光在光导纤维中的速度为 联立解得，故D正确。 故选D。 25．(25-26高三上·湖北襄阳·期末)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示。比较内芯中的a、b两束光。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大 B．a光的波长小 C．a光发生全反射的临界角大 D．a光在内芯中的传播速度小 【答案】C 【详解】AB．根据光路图可知，复色光从空气射入光导纤维后，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则内芯对a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，故A、B错误； C．根据全反射临界角公式 因a光的折射率小于b光的折射率，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，故C正确； D．根据光在介质中传播的速度公式 因a光的折射率小于b光的折射率，a光在内芯中的传播速度大，故D错误。 故选C。 26．(25-26高二下·湖南岳阳第一中学·)光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大 B．入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象不会消失 C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长 D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为 【答案】AD 【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律 在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由 可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A正确； B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据 可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象会消失，故B错误； C．由于光在不同介质中的频率不变，根据，传播速度减小，由，可知波长减小，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 可得 根据数学知识可知 根据几何关系可知，a单色光的传播距离为 由 可得传播速度为 则a单色光在介质中传播的时间为,故D正确。 故选AD。 27．(25-26高二下·河南·)如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，光导纤维长为，AB、CD分别代表光导纤维的两个端面，该光导纤维的材质恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，光线以的入射角从端面AB射入长直光纤，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A．该光导纤维的折射率为 B．光线在该光纤内传播的速度为 C．光线在光纤中经过的路程为12m D．光线在光纤中的传播时间为 【答案】AD 【详解】A．恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，说明当光线沿端面切线方向入射时，在光纤内部恰好发生全反射。根据 当 i=90∘ 时，sini=1，得 全反射临界角C满足 且r+C=90∘，故 sinr=cosC 联立解得，故A正确； B．根据折射定律公式有 可得光线在该光纤内传播的速度为，故B错误； C．设光从AB端面进入玻璃丝的折射角为θ，根据光的折射定律有 解得 光在玻璃丝中传播的路程为s，根据对称性可得 解得，故C错误； D．光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为 解得，故D正确。 故选AD。 题型五 光的干涉（共9小题） 28．下列现象属于光的干涉的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．水中的气泡看上去特别明亮 C．雨后路面上油膜在日光照射下呈现彩色 D．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 【答案】C 【详解】A．雨后天空彩虹是阳光在雨滴中发生折射、色散形成的，属于光的折射现象，故A不符合题意； B．水中气泡看上去特别明亮是光从光密介质水射入光疏介质气泡时，发生全反射导致的，属于全反射现象，故B不符合题意； C．路面油膜在日光下的彩色，是光在油膜上下表面反射后叠加发生干涉形成的，属于薄膜干涉现象，故C符合题意； D．通过狭缝看日光灯出现彩色条纹，是光通过单缝发生衍射的结果，属于光的衍射现象，故D不符合题意。 故选C。 29．(25-26高二·广东惠州·期末)光具有波动性，关于光的现象，下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是一种纵波 B．白光通过一条窄缝后出现彩色条纹，是光的干涉现象 C．双缝干涉实验中，屏离双缝越远，干涉条纹间距越小 D．雨天马路上的油膜呈现的彩色条纹，是光的干涉现象 【答案】D 【详解】A．光的偏振现象是横波特有的性质，纵波不具有偏振性，因此偏振现象说明光是一种横波，而非纵波，故A错误； B．白光通过一条窄缝后出现彩色条纹，是由于光通过单缝时发生衍射（即光的波动性导致的偏折），属于光的衍射现象，而非干涉现象，故B错误； C．双缝干涉实验中，干涉条纹间距公式为 当屏离双缝越远（即增大）时，条纹间距增大，故C错误； D．雨天马路上的油膜呈现彩色条纹，是由于光在油膜上下表面反射后发生薄膜干涉（即两束相干光叠加形成干涉条纹），属于光的干涉现象，故D正确。 故选D。 30．(25-26高二下·河南名校大联考·)如图所示为用红光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列说法正确的是（    ） A．若仅改用绿光，条纹间距变大 B．若仅改用白光，无法得到干涉条纹 C．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距变小 D．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距不变 【答案】C 【详解】ACD．根据条纹间距表达式，若仅改用绿光，则波长变小，则条纹间距变小；若仅减小双缝到光屏间的距离l，条纹间距变小，AD错误，C正确； B．若仅改用白光，可得到彩色相间的干涉条纹，B错误。 故选C。 31．(25-26高二下·安徽舒城中学等校·开学考)如图所示为双缝干涉实验得到的明暗相间的干涉条纹，其中O为中央亮条纹中心，P为与O相邻的亮条纹中心。已知所用光的波长为，则下列说法正确的是（　　） A．若用波长为2的光，O处仍为亮条纹 B．若用波长为2的光，P处仍为亮条纹 C．若用波长为的光，O处为暗条纹 D．若用波长为的光，P处为暗条纹 【答案】A 【详解】AC．中央亮条纹（O点）是光程差为0的位置。无论波长如何变化，只要光程差为0，就满足亮条纹条件（干涉加强）。所以，O处始终为亮条纹，A正确，C错误； B．原来P点是与O相邻的亮条纹中心，说明P点的光程差 Δx=λ（因为相邻亮条纹的光程差为一个波长）。 现在波长变为，则P点的光程差 。 光程差为半波长的奇数倍时是暗条纹，满足暗条纹条件。所以P处变为暗条纹，B错误； D．现在波长变为，则P点的光程差 。 光程差为波长的整数倍时是亮条纹，满足亮条纹条件。所以P处仍为亮条纹，D错误。 故选 A。 32．(25-26高二下·安徽马鞍山第二中学·)如图所示，图甲和图乙分别为光的双缝干涉与薄膜干涉的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，若仅增大与的间距，则光屏上的干涉条纹间距增大 B．图甲中，若仅将绿光换成紫光，则光屏上的干涉条纹间距增大 C．图乙中，形成的干涉条纹是不等距的 D．图乙中，若略微将薄片向右平移，则形成的干涉条纹间距减小 【答案】D 【详解】AB．图甲中，根据条纹间距表达式，若仅增大与的间距d，则光屏上的干涉条纹间距减小；若仅将绿光换成紫光，则波长减小，光屏上的干涉条纹间距减小，AB错误； CD．图乙中，薄膜干涉是等厚干涉，形成的干涉条纹是平行等距的；相邻亮条纹之间空气膜的厚度差等于半个波长，当薄片向右移动少许时，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距变小，条纹变密，故C错误，D正确。 故选D。 33．(25-26高二上·湖南永州·期末)以下四幅图片：图甲是自然光通过偏振片M、N的实验结果，右边是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏上的光亮度将明暗交替变化；图乙是单色光的衍射图样：图丙是双缝干涉示意图：图丁是两束单色光、射向水面点，经折射后组成一束复色光。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，这种现象表明光是纵波 B．图乙中，衍射图样为等间距的明暗相间的条纹 C．图丙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大 D．图丁中，以水下某一点为光源向水面发射该复色光，光更容易发生全反射 【答案】C 【详解】A．偏振是横波特有的性质，图甲的现象说明光是横波，故A错误； B．图乙中的衍射现象是不等间距的条纹，故B错误； C．根据双缝干涉实验的原理，光屏上相邻两条亮条纹中心的间距为 若增大光屏到挡板的距离l，两相邻亮条纹间距离将增大，故C正确； D．根据折射率公式 图中两束光折射角相同，但b光的入射角更大，所以b光的折射率更大，即 根据全反射临界角公式 b光的全反射临界角更小，更容易发生全反射，故D错误。 故选C。 34．如图所示，实验小组用双缝干涉实验来测量某液体的折射率。先用红光照射双缝，发现为第4级亮条纹的中心；使双缝与屏之间充满待测液体后再用该红光照射双缝，发现处恰好为第7级暗条纹的中心。已知狭缝和到屏上点的距离相同，规定处为第0级亮条纹，然后依次是第1级暗条纹、第1级亮条纹……则待测液体对红光的折射率为（　　） A． B． C．1.5 D． 【答案】B 【详解】当双缝与屏之间为空气时，屏上P点处是上方的第4级亮条纹的中心，则波程差为 当双缝与屏之间充满某种液体时，屏上P点处是上方的第7级暗条纹的中心，则光程差为 因为 设红光在这种液体中的波长为，频率为f， 则 则液体的折射率。 故选B。 35．(25-26高二下·湖南张家界第一中学·开学考)对于以下光学现象的说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，只有当、的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当、的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 【答案】B 【详解】A．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距与双缝间距离d及光的波长的关系式 可知只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距将减小，故A错误； B．根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是在狭缝宽度不同的情况下，上图对应狭缝较窄，故B正确； C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，故C错误； D．缓慢转动Q时，当P、Q的透振方向完全相同时光屏上最明亮，然后会逐渐变暗，当P、Q的透振方向垂直时最暗，故D错误。 故选B。 36．1834年，物理学家劳埃德设计了一种简单的观察干涉现象的装置，其原理如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接投射到光屏上，另一部分经与光屏垂直的平面镜反射到光屏上，并在光屏上形成干涉条纹。某次实验测得光屏上相邻两条亮条纹中心间距为，光源S到平面镜和光屏的垂直距离分别为d和L，则单色光的波长为_______；若将光源S下移少许，光屏上的条纹中心间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 变大 【详解】[1]根据条纹间距表达式 可得 [2]若将光源S下移少许，则d减小，根据可知，光屏上的条纹中心间距将变大。 题型六 光的衍射（共6小题） 37．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法错误的是（　　） A．图甲属于圆孔衍射 B．图乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到了障碍物的影子里 【答案】B 【详解】A．根据衍射条纹的特点可知甲图属于圆孔衍射，乙图是光线照射到圆板后的衍射图样，即图乙为著名的“泊松亮斑，故A正确； B．乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B错误； C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C正确； D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 38．在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前在光的传播方向上放置的装置，以下说法正确的是（　　） A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．乙对应双缝，丙对应小圆孔 C．丙对应小圆孔，丁对应小圆板 D．丁对应小圆孔，甲对应双缝 【答案】C 【详解】根据单缝衍射与双缝干涉图样的区别：前者中间是亮条纹，越向两侧条纹宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹； 根据小孔衍射与不透光圆板衍射的区别可知，小圆孔衍射的图样，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，不透光小圆板衍射的图样，中央较大区域内是暗的，中央有一亮斑，叫泊松亮斑，周围是明暗相间的圆环，可知丙图是小圆孔衍射图样，丁图是小圆板衍射图样，故C正确，ABD错误。 故选C。 39．在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，可以方便地展示干涉条纹分布。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐标代表相同位置，则（　　） A．a、b的光子动量大小相同 B．a的光子能量小于b的光子能量 C．在真空中，a的波长大于b的波长 D．通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄 【答案】D 【详解】C．由图可知，光干涉条纹间距小于光干涉条纹间距，根据条纹间距公式可知光的波长小于光的波长，故C错误： A．根据光子动量公式可知光光子动量大于光光子动量，故A错误； B．根据可知a光光子能量大于b光光子能量，故B错误； D．波长越长，通过单缝衍射装置，中央亮条纹越宽，则通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄，故D正确。 故选D。 40．(25-26高二下·河南濮阳第一高级中学·)下列说法正确的是（　　） A．检验工件平整度的操作中，如图甲所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 B．图乙为光照射到圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样 C．图丙光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，必须满足内芯的折射率比外套的大 D．图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 【答案】BC 【详解】A．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，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等，可知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，可知Q处凸起，故A错误； B．图乙为光射到圆盘得到的衍射图样，若用光照射不透明圆盘时，后面中心处会出现一亮斑，这亮斑被称为泊松亮斑，故B正确； C．光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，内芯的折射率必须比外套的大，故C正确； D．立体电影是利用光的偏振，镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误。 故选BC。 41．(25-26高二下·湖北荆州沙中学·)下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中医用纤维式内窥镜，光信号在光导纤维中发生全反射，则光导纤维内芯是光疏介质，外套是光密介质 B．图乙中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹，这是光的干涉现象 C．图丙中单色光通过狭缝可以在光屏上呈现条纹状图样，这是光的衍射现象 D．图丁表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 【答案】BC 【详解】A．光发生全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，因此光导纤维的内芯折射率更大，是光密介质，外套是光疏介质，故A错误； B．肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹，是因为肥皂膜前后两个表面反射的光发生薄膜干涉，不同波长的可见光干涉条纹间距不同，从而呈现出彩色图案，属于光的干涉现象，故B正确； C．单色光通过狭缝后呈现出条纹状图样，是光绕过狭缝发生衍射的结果，属于光的衍射现象，故C正确； D．根据多普勒效应，声源远离观察者时，观察者接收到的声波波长变长，频率减小，故D错误。 故选BC。 42．(25-26高三上·湖北楚天协作体·)光学现象在生活中有着十分重要的应用。下列说法正确的是（　　） A．图甲为某单色光的单缝衍射图样，对同一单缝装置色光波长越长，中央亮条纹宽度越宽 B．图乙为双缝干涉的实验装置示意图，双缝间距越窄，条纹间距越小 C．若图丙中的薄片厚度变薄，条纹间距将变大 D．图丁中能通过特制眼镜看到立体电影，利用了光的干涉原理 【答案】AC 【详解】A．图甲为某单色光的单缝衍射图样，对同一单缝装置色光波长越长，中央亮条纹宽度越宽，故A正确； B．图乙为双缝干涉的实验装置示意图，根据可知，双缝间距越窄，条纹间距越大，故B错误； C．图丙中，设斜劈倾角为，根据几何关系可得 可得条纹间距 若图丙中的薄片厚度变薄，则变小，条纹间距将变大，故C正确； D．图丁中能通过特制眼镜看到立体电影，利用了光的偏振原理，故D错误。 故选AC。 题型七 光的偏振（共4小题） 43．(25-26高三上·山东潍坊·期末)光学现象在生活和实验中随处可见，下列相关说法正确的是（   ） A．单缝衍射实验中，单缝变窄，衍射条纹的宽度变窄，亮度降低 B．用肥皂膜做薄膜干涉实验，两列相干光来自薄膜前后表面的折射光 C．拍摄玻璃橱窗内物品时，相机镜头前装一片偏振滤光片可以使景象更清晰 D．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向玻璃时发生了全反射 【答案】C 【详解】A．在单缝衍射实验中，衍射条纹的宽度（即条纹间距）与单缝宽度成反比，即 其中 为波长， 为缝宽，单缝变窄时，条纹宽度增大，同时亮度降低，A错误； B．肥皂膜薄膜干涉实验中，相干光来自薄膜前后表面的反射光（反射光发生干涉），而非折射光，折射光不满足相干条件，B错误； C．拍摄玻璃橱窗时，玻璃表面反射光会产生眩光，而偏振滤光片可滤除反射光（因反射光为部分偏振光），增强透射光强度，使景象更清晰，这符合偏振原理，C正确； D．玻璃中气泡明亮是因光从玻璃（光密介质）射向气泡（空气，光疏介质）时，在界面发生全反射（需满足入射角大于临界角），D错误。 故选C。 44．关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，真空炉中产生涡流，对金属加热使金属自身熔化 B．乙图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 C．丙图中，两导线通反向电流，两导线间存在相互引力 D．丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 【答案】D 【详解】A．真空炉内通入高频电流后，则待冶炼的金属中产生涡流，使金属自身熔化，A错误； B．乙图是空气劈尖干涉，条纹间距公式为，加一张纸片后，劈尖倾角θ变大，条纹间距变窄，故B错误； C．丙图中两导线通反向电流，根据安培定则（右手螺旋定则）和左手定则，可知反向电流相互排斥，故C错误； D．丁图中观看立体电影的眼镜利用了光的偏振原理，左右眼看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感。故D正确。 故选D。 45．(25-26高二下·黑龙江大庆铁人中学·)关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲是光的色散现象，出射光线a的折射率最小 B．图乙被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板衍射形成的图样 C．图丙是利用光的干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越大则干涉条纹越稀疏 D．图丁中P固定不动，将Q从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°，光屏上的亮度增加 【答案】BD 【详解】A．由图甲可知，入射角相同，而a光的折射角小，根据可知a光的折射率最大，故A错误； B．图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，故B正确； C．图丙是利用薄膜干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越小则干涉条纹越稀疏，故C错误； D．从图示位置开始转动90°的过程中，光的偏振方向与狭缝趋于平行，通过Q的光越多，光屏P上的亮度逐渐变亮，故D正确。 故选BD。 46．(25-26高二下·安徽临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）·)平静的湖面上有鸟儿盘旋，湖面下有鱼儿畅游，岸上的树木倒映在湖中。对此美景，飞鸟看到的湖里的鱼的位置比鱼的实际位置____（选填“深”或“浅”）；岸上的树木倒映在湖中是由于光的____（选填“干涉”“衍射”“反射”或“折射”）；用相机拍摄湖里的鱼时，可通过镜头表面的____（选填“增透膜”或“偏振片”）来减弱水面反射光的影响。 【答案】 浅 反射 偏振片 【详解】[1]鱼反射的光从水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，飞鸟逆着折射光线观察时，看到的是鱼变浅的虚像，因此飞鸟看到的鱼位置比实际位置浅； [2]岸上的树木倒映在湖中是由于光在湖面上发生反射； [3]用相机拍摄湖里的鱼时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使拍摄的照片清晰。 题型八 光的干涉实验（共5小题） 47．(24-25高二下·浙江杭州西湖区杭师大附中·期中)某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。 (1)下列说法正确的是_____（填标号）. A．实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行 B．实验中还需测出单缝到光屏的距离 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大 D．若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小 (2)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，相邻两亮条纹中心间距为，则所测红光波长约为________ . 【答案】(1)AD (2)1008nm 【详解】（1）A．实验中，单缝和双缝必须平行，故A正确； B．由 可知，不需要测定单缝到光屏的距离，故B错误； C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距不变，故C错误； D．滤光片允许对应颜色的光透过，绿光比红光的波长短，因此换用绿色滤光片时，相邻两亮条纹中心的距离将减小，故D正确。 故选AD。 （2）由 解得 根据螺旋测微器的读数规则可知A条纹位置刻度为，B条纹位置刻度为，则条纹间距 代入数据，可得红光的波长 48．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，熊同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2，双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长λ=_______（用题中涉及的物理量符号表示）。 【答案】 【解析】【小题1】确定相邻条纹间距，从图中可知，分划板在C、D位置分别对准第2条和第8条亮纹，二者之间间隔了6个相邻亮纹的间距，因此相邻亮纹间距为 结合双缝干涉公式推导波长，双缝干涉的条纹间距公式为，变形得 可得 49．(25-26高二下·湖北荆州沙中学·)某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 (1)M、N、P三个光学元件依次为（          ） A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向____（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 【答案】(1)A (2)靠近 【详解】（1）双缝干涉测量波长实验中，光学元件的作用顺序为，先通过滤光片获得单色光，再通过单缝获得线光源，最后通过双缝获得相干光，因此M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝，故选A。 （2）根据双缝干涉条纹间距公式 要增加目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距（视野宽度固定，越小，条纹总数越多）。已知波长、双缝间距不变，因此需要减小双缝到屏的距离，即需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。 50．“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。 (1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“”或“”）。 (2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________（填“乙”或“丙”） (3)某次实验中，已知双缝间距为，双缝到光传感器间的距离为，计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为，第5条明条纹中心的横坐标为，由以上数据可测得该单色光的波长是__________（保留三位有效数字）。 【答案】(1)Q (2)丙 (3)520 【详解】（1）双缝实验原理图，如图所示。 题干中所给光源为单色光源，所以不需要滤光片，则根据先后顺序，为单缝挡光片，为双缝挡光片。 （2）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离 其中，为两缝到屏的距离，为两缝的间距，为光波的波长。 对于题干中的红光和绿光，、一样， 所以 乙图为绿光，丙图为红光。 （3）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离 代入数据得 51．(25-26高二·江苏常州武进高级中学·期末)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示。 (1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为（　　） A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和单缝 D．双缝、滤光片和双缝 (2)下列说法中正确的是（　　） A．要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现 B．使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数 C．测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐 (3)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距，双缝到屏的距离，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示，则所测光的波长为_________nm。 (4)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的，如图3所示，他观察到的中点P处为（　　） A．亮纹 B．暗纹 (5)若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，在旋转偏振片一周的过程中，在目镜中将看到（　　） A．因无法干涉，视野中不再有条纹 B．随着偏振片转动，视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗 C．随着偏振片转动，视野中仍有条纹且亮度不变化 D．仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹，而转至其他角度时条纹几乎无法看到 【答案】(1)B (2)C (3)713 (4)B (5)C 【详解】（1）实验中通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，可知，光具座上标注为a、b、c的仪器依次为滤光片、单缝和双缝。 故选B。 （2）A．若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行，故A错误； B．根据相邻两亮（暗）干涉条纹的间距可知要增加观察到的条纹数，即越小，可使用间距更大的双缝，故B错误； C．测量某条干涉亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐，故C正确。 故选C。 （3）由题图2可知，螺旋测微器的读数分别为， 相邻亮条纹的间距 根据 可得所测光波的波长 （4）S光源发出的光到、的距离相同，透明薄片相当于增加光程半波长的奇数倍，即、振动方向始终相反，P到、的距离相同，光程差，P点为减弱点，即为暗条纹。 故选B。 （5）自然光垂直于传播方向的沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，在旋转偏振片一周的过程中，在目镜中将看到随着偏振片转动，视野中仍有条纹且亮度不变化。 故选C。 1 / 1zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $