专题02 光学（期末复习专项训练）高二物理下学期人教版

**基本信息** 以光的传播规律为主线，系统覆盖折射、全反射、波动光学等核心内容，通过分层题型实现从基础概念到综合应用的能力递进。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光的折射与定律|3题|基础规律应用，结合几何光学模型|从折射定律到不同色光性质，构建光传播的基本认知| |折射率测量|3题|实验操作与误差分析，涵盖多种测量方法|连接理论规律与实验探究，培养科学探究能力| |全反射及应用|9题|条件判断、临界计算及光纤等实际应用|深化折射规律，形成“折射-全反射”知识链| |波动光学|12题|干涉、衍射、偏振的现象辨析与实验（如双缝干涉测波长）|从粒子性到波动性，完善光的本性认知| |综合模型|6题|多过程复杂光路分析，融合几何与物理规律|提升科学思维中的模型建构与推理能力|

专题02 光学 题型1 光的折射现象与折射定律 题型7 光的干涉及其应用（难点） 题型2 不同色光在真空中的频率与波长关系（常考点、重点） 题型8 双缝干涉测量光的波长（重点） 题型3 测量玻璃砖、液体等的折射率 题型9 光的衍射 题型4 全反射的条件 题型10 光的偏振 题型5 全反射的应用（常考点） 题型11 几种光现象及其应用的辨析（常考点） 题型6 光的折射与全反射结合综合模型（常考点、重点、难点） 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 光的折射现象与折射定律（共3小题） 1．江西光学仪器厂在调试镜头组件时，如图（a）所示，矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于其上方，两束平行的同种单色光、斜射到玻璃砖的面，穿过玻璃砖下表面后，射在光屏上形成两个亮斑。由于设计需求，技术人员需将玻璃砖更换为更薄的同材质矩形玻璃砖，不考虑光在玻璃砖内的反射，其他条件和状态保持不变。更换后，光屏上的两个亮斑（　　） A．位置左移，距离不变 B．位置左移，距离变小 C．位置右移，距离不变 D．位置右移，距离变大 2．（多选）如图，玻璃柱体的横截面是半径为R的四分之一圆，在截面ABC的平面内，有一束与AB边平行、波长为的单色光从圆弧AC入射，入射光线到AB边的距离。已知该光在玻璃柱体中的折射率，不考虑光在玻璃柱体内的多次反射，下列说法正确的是（   ） A．单色光在玻璃柱体中的波长为 B．单色光在玻璃柱体中的波长为 C．单色光从BC边射出的位置到B点的距离为 D．单色光从BC边射出的位置到B点的距离为 3．如图所示，一束单色光从空气斜射入某种透明介质中，入射点为O。实验者进行了如下操作：①以O为圆心、R为半径画圆，该圆与折射光线交于B点；②过B作介质与空气分界面的垂线，延长入射光线交于M点，测得的长度为r。则透明介质对该单色光的折射率n为（　　） A． B． C． D． 题型二 不同色光在真空中的频率与波长关系（共3小题） 4．如图OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由单色光a和单色光b组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，单色光a从B点射出、单色光b从C点射出。则下列说法中正确的是（　　） A．若a光为紫光，b光可能为绿光 B．在真空中，单色光a比单色光b传播速度更小 C．单色光a相较单色光b频率更小 D．单色光a从真空射入玻璃，波长变长 5．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，光速，则下列说法正确的是（　　） A．是蓝光，是黄光 B．玻璃对光束的折射率为 C．两束光穿过玻璃柱体所需时间 D．光束在该玻璃中传播的速度约为 6．如图所示，由红、紫两种单色光组成的一束复色光由空气射入玻璃，折射后分成了光束a和光束b，下列说法正确的是（　　） A．a是红光，b是紫光 B．a光的频率大于b光的频率 C．在真空中a光的传播速度小于b光的传播速度 D．在真空中a光的波长等于b光的波长 题型三 测量玻璃砖、液体等的折射率（共3小题） 7．如图甲所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边aa'和bb'，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，再插上大头针、，使能挡住和、的像，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃砖的折射率。 (1)关于此实验，下列说法中正确的是（　　） A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像 B．为减少测量误差，、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．若、的连线与法线NN'夹角较大时光线有可能在bb'面发生全反射 (2)若该同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②、③所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，bb'界面与aa'平行但不靠近玻璃砖下表面，②中用的是梯形玻璃砖，其他操作均正确，③中画出界面aa'和bb'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些。忽略其他因素引起的误差，则①中测得的折射率与真实值相比______；②中测得的折射率与真实值相比______；③中测得的折射率与真实值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”） 8．某实验小组用两种方法来测量介质的折射率。如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，再把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，让光从圆心斜射入玻璃砖，通过角度可测量折射率；如图乙所示，把圆形光具盘竖直放置一半在水中，是竖直直径，是贴着水面的水平直径，让一束光在水槽内从圆心射出水面，光线经过光具盘上的两点，通过刻度尺作图并测量长度可测量折射率。回答下列问题∶ (1)对甲图，保持入射点不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是_______________，分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比______（选填“是定值”或“不是定值”）； (2)对乙图，当做出完整的光路图后，过分别做的垂线，垂足分别为，用刻度尺测量的长度，则水的折射率_________。 9．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，使挡住和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，在图中画出光路以及标注出入射角和折射角r。 (1)用所测物理量计算折射率的公式为______； (2)插大头针符合要求的是_______； A．只需要挡住的像 B．只需要挡住和的像 C．需要挡住以及和的像 (3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率_______（结果保留两位有效数字）。 题型四 全反射的条件（共3小题） 10．如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A．该单色光在玻璃砖中的折射率为 B．该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C．在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D．在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 11．如图，ABC为一直角棱镜，∠A=θ，玻璃的折射率为n，一束单色光垂直于AB边入射后，射至AC边时（　　） A．当时，只发生光的反射 B．当时，只发生光的折射 C．当时，同时发生光的反射和折射 D．当时，只发生光的反射 12．如图所示，玻璃砖上表面水平，下表面是以为圆心、半径为的圆弧，，是的中点。一束红光从下表面各处沿半径方向入射，从上表面出射后，与的交点为。已知玻璃砖对红光的折射率为，不考虑光在玻璃砖内的二次反射，下列说法正确的是（　　） A．减小，长度减小 B．光在玻璃砖中的波长比真空中长 C．上表面有光出射的区域长度为 D．若换成蓝光，上表面有光出射的区域更多 题型五 全反射的应用（共3小题） 13．如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（　　） A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射 14．如图是一段长为的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为。 (1)该单色光在光纤中传播的最短时间为___________。 (2)该单色光在光纤中传播的最长时间为___________。 (3)若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为___________。 15．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 题型六 光的折射与全反射结合综合模型（共6小题） 16．现有一束单色光，从一直角棱镜的边上的点处，以的入射角射入棱镜，光线传播到面时恰好发生全反射。已知、间的距离为，真空中光速为，求： (1)该棱镜材料的折射率； (2)单色光在棱镜中从点到第一次到达面所需要的时间。 17．（多选）某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源S。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（　　） A．透明材料对该红光的折射率为 B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为 C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆 D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为 18．玻璃砖的横截面由直角三角形ABC部分和圆BCD部分组成，，E为BD的中点，一单色平行光束垂直BD面射入，在圆弧CD上有三分之一的区域有光线射出，已知圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求： (1)玻璃砖的折射率n； (2)光从E点入射到第一次到达AC面所经历的时间（可用根式表示）。 19．实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示，单色光从AB边的中点M垂直AB边射入三棱镜，在D点恰好发生全反射后从E点射出，接着从F点平行直径NOG射入半径为R的水晶球，最后从G点射出。已知，，水晶球的折射率是三棱镜折射率的倍，光在真空中的传播速度为c，求： (1)水晶球的折射率； (2)单色光从M点传播到G点所用的时间。 20．2025年2月，中国科学院兰州物化所研发出氮化硅负折射率超材料。负折射率材料的折射率小于零，光线从空气进入该材料后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，此时折射角取负值。如图所示，科研人员将光线从折射率为的长方形材料AB边中点E射入，折射后在BC边的中点F处恰好发生全反射，最后从CD边的中点G处射出。已知AB边长度为，真空中的光速为。提示：角度和折射率取绝对值进行计算。求： (1)BC边的长度。 (2)光线射入材料时的入射角。 (3)光线在材料中传播的时间t。 21．汽车氙气大灯的前照灯通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，以保证行车安全。有同学利用废旧大灯的前照灯做了以下实验，前照灯为半径为12cm的半球形玻璃砖，将其底面放置在水平桌面上，图乙为前照灯过圆心O的竖直截面，底面A点处有一点光源，顶端B点处恰好没有光线射出，已知玻璃砖的折射率，不考虑光的多次反射。求： (1)A点到球心O的距离； (2)该截面上有光线射出的圆弧长度。 题型七 光的干涉及其应用（共3小题） 22．（多选）大蓝闪蝶以其熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，它的翅膀光学结构示意图如图所示。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，当白光照在鳞片上时，会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互作用，使翅膀呈现蓝色。则（    ）    A．光经鳞片反射后频率变大 B．光经鳞片反射后频率不变 C．翅膀呈现蓝色是光的干涉现象 D．翅膀呈现蓝色是光的衍射现象 23．如图所示，MN为平板玻璃，PQ为略带弯曲的弧形玻璃，现将两块玻璃上端紧靠后竖直放置。红光从左侧水平入射，从左往右可以观察到干涉条纹，则（　　） A．干涉条纹是等间距的水平条纹 B．干涉条纹是等间距的竖直条纹 C．干涉条纹是上疏下密的水平条纹 D．干涉条纹是上密下疏的水平条纹 24．（多选）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，图乙和图丙是图甲的装置中看到的条纹。下列说法正确的是（    ） A．图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板 B．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 C．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变宽 D．若将图甲中的薄片厚度增大，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变窄 题型八 双缝干涉测量光的波长（共3小题） 25．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从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1) M、N、P三个光学元件依次为( ) A．双缝、滤光片、单缝    B．滤光片、单缝、双缝    C．单缝、双缝、滤光片 (2)关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小 B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大 C．若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大 D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大 (3)已知双缝间的距离，双缝到光屏的距离，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留两位有效数字）。 26．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中、位置时游标卡尺读数也如图所示，则： (1)分划板在图中、位置时游标卡尺读数分别为______，______。 (2)该单色光的波长______。 (3)若减小双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 27．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1) M、N、P分别是( )（填字母标号） A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，______mm。 (3)若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长______。（用、、和表示） (4)某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 题型九 光的衍射（共3小题） 28．如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（     ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 29．甲、乙两图分别是红光的双缝干涉和单缝衍射实验图样。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是（　　） A．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小 B．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变大 C．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度不变 D．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变小 30．小深同学保持头部端正，眯眼平视较暗环境中的一个点光源时，下列哪幅图像符合该同学看到的视觉图像（不计眼睫毛的影响）（　　） A． B． C． D． 题型十 光的偏振（共3小题） 31．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，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B．乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 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 32．光能发生折射、衍射、干涉及偏振等现象，关于其原理在科学技术中的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉 B．3D电影应用了光的衍射 C．光纤通信应用了光的折射 D．望远镜中的棱镜应用了光的干涉 33．小明同学利用偏振太阳镜观察阳光下水中的景物，发现转动镜片至某一角度时看到的景物变清晰了。出现这一现象的原因是（　　） A．镜片起起偏器的作用，增强了水面反射光透过镜片 B．镜片起起偏器的作用，减弱了水面反射光透过镜片 C．镜片起检偏器的作用，增强了水面反射光透过镜片 D．镜片起检偏器的作用，减弱了水面反射光透过镜片 题型十一 几种光现象及其应用的辨析（共3小题） 34．光学原理在生活中有着十分重要的应用。下列说法正确的是（    ） A．图甲中，双缝间距越窄，屏上的条纹间距越小 B．图乙中，照相机镜头前的增透膜，是利用了光的折射 C．图丙中，肥皂膜竖直放置时出现的彩色横纹，是由光的衍射形成的 D．图丁中，观众要戴上特制的眼镜观看3D电影，是利用了光的偏振 光 现代光学技术在生活生产中有很多的应用。 35．观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，两个眼镜片的偏振方向________（选填“平行”或“垂直”） 36．光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率________（选填“小于”或“大于”）外套的折射率。 37．DNA的双螺旋结构是通过X射线的________现象建立起来的模型（如下图）。 38．工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的标准样板竖直向上平移，图2中条纹间距变宽 D．照射同一单缝时，a光能够发生衍射现象，b光不能发生衍射现象 39．光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是（　　） A．甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象 B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的 C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性 D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环 $专题02 光学 题型1 光的折射现象与折射定律 题型7 光的干涉及其应用（难点） 题型2 不同色光在真空中的频率与波长关系（常考点、重点） 题型8 双缝干涉测量光的波长（重点） 题型3 测量玻璃砖、液体等的折射率 题型9 光的衍射 题型4 全反射的条件 题型10 光的偏振 题型5 全反射的应用（常考点） 题型11 几种光现象及其应用的辨析（常考点） 题型6 光的折射与全反射结合综合模型（常考点、重点、难点） 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 光的折射现象与折射定律（共3小题） 1．江西光学仪器厂在调试镜头组件时，如图（a）所示，矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于其上方，两束平行的同种单色光、斜射到玻璃砖的面，穿过玻璃砖下表面后，射在光屏上形成两个亮斑。由于设计需求，技术人员需将玻璃砖更换为更薄的同材质矩形玻璃砖，不考虑光在玻璃砖内的反射，其他条件和状态保持不变。更换后，光屏上的两个亮斑（　　） A．位置左移，距离不变 B．位置左移，距离变小 C．位置右移，距离不变 D．位置右移，距离变大 【答案】C 【详解】作出光路图，如图所示 只减小玻璃砖的厚度，由于入射点右移，出射点也右移，则光屏上的两个亮斑的位置右移；由于入射角不变，折射角也不变，则光屏上的两个亮斑之间的距离不变。 故选C。 2．（多选）如图，玻璃柱体的横截面是半径为R的四分之一圆，在截面ABC的平面内，有一束与AB边平行、波长为的单色光从圆弧AC入射，入射光线到AB边的距离。已知该光在玻璃柱体中的折射率，不考虑光在玻璃柱体内的多次反射，下列说法正确的是（   ） A．单色光在玻璃柱体中的波长为 B．单色光在玻璃柱体中的波长为 C．单色光从BC边射出的位置到B点的距离为 D．单色光从BC边射出的位置到B点的距离为 【答案】AC 【详解】AB．设该单色光的频率为f，则 又，联立解得，故A正确，B错误。 CD．如图，画出光路图如下： 入射光线与AB边的距离，则 设光线在半圆柱内的折射角为，由折射定律得 可得 解得＝30° 由几何关系可知＝180°－30°－45°＝105° 设光从BC边出射的位置E点与B点之间的距离为x，则由正弦定理得 又 解得，故C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示，一束单色光从空气斜射入某种透明介质中，入射点为O。实验者进行了如下操作：①以O为圆心、R为半径画圆，该圆与折射光线交于B点；②过B作介质与空气分界面的垂线，延长入射光线交于M点，测得的长度为r。则透明介质对该单色光的折射率n为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据折射定律，介质折射率 由几何关系有 可得折射率，故选B。 题型二 不同色光在真空中的频率与波长关系（共3小题） 4．如图OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由单色光a和单色光b组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，单色光a从B点射出、单色光b从C点射出。则下列说法中正确的是（　　） A．若a光为紫光，b光可能为绿光 B．在真空中，单色光a比单色光b传播速度更小 C．单色光a相较单色光b频率更小 D．单色光a从真空射入玻璃，波长变长 【答案】A 【详解】AC．由题图可知，复色光射入玻璃后，a光的偏折程度较大，则玻璃对a光的折射率较大，单色光a相较单色光b频率更大，若a光为紫光，b光可能为绿光，故A正确，C错误； B．在真空中，单色光a与单色光b传播速度相等，均为光速c，故B错误； D．单色光a从真空射入玻璃，频率不变，波速变小，根据可知，波长变短，故D错误。 故选A。 5．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心点以相同角度沿方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从、两点射出，已知，，光速，则下列说法正确的是（　　） A．是蓝光，是黄光 B．玻璃对光束的折射率为 C．两束光穿过玻璃柱体所需时间 D．光束在该玻璃中传播的速度约为 【答案】D 【详解】A．由图可知，PN偏折程度较大，则PN的折射率较大，频率较大，所以PN是是蓝光，PM是黄光，故A错误； B．由折射定律得PM的折射率 故B错误； C．两束光在玻璃柱中的路程相同，由 可知 由 得时间 故C错误； D．光束在该玻璃中传播的速度 故D正确。 故选D。 6．如图所示，由红、紫两种单色光组成的一束复色光由空气射入玻璃，折射后分成了光束a和光束b，下列说法正确的是（　　） A．a是红光，b是紫光 B．a光的频率大于b光的频率 C．在真空中a光的传播速度小于b光的传播速度 D．在真空中a光的波长等于b光的波长 【答案】B 【详解】AB．由图知，入射角相同时，a光的折射角更小，偏转程度更大，说明a光的折射率更大，频率更大，a光为紫光，b光为红光，故A错误，B正确； C．真空中a和b的传播速度相同，C错误； D．根据 a光的频率更大，可知， a光的波长更小，D错误。 故选B。 题型三 测量玻璃砖、液体等的折射率（共3小题） 7．如图甲所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边aa'和bb'，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，再插上大头针、，使能挡住和、的像，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃砖的折射率。 (1)关于此实验，下列说法中正确的是（　　） A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像 B．为减少测量误差，、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．若、的连线与法线NN'夹角较大时光线有可能在bb'面发生全反射 (2)若该同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②、③所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，bb'界面与aa'平行但不靠近玻璃砖下表面，②中用的是梯形玻璃砖，其他操作均正确，③中画出界面aa'和bb'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些。忽略其他因素引起的误差，则①中测得的折射率与真实值相比______；②中测得的折射率与真实值相比______；③中测得的折射率与真实值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】(1)C (2) 偏小 不变 不变 【详解】（1）A．玻璃砖上下表面平行，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从另一侧表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，即使、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误； B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线NN'的夹角应适当大一些，故B错误； C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，和的距离应适当取大些，故C正确； D．玻璃砖上下表面平行，由几何知识可知，光线在上表面的折射角一定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，不可能在bb'面发生全反射，故D错误。 故选C。 （2）[1]①中测定折射率时，作出的折射光线如图a中虚线所示 实线表示实际光线，可见折射角偏大，根据折射定律可知，折射率将偏小； [2]②中测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故②中测得的折射率与真实值相比不变； [3]③中画出界面aa'和bb'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，如图所示b所示 由图及几何关系可知入射角、折射角均不变，即折射率不变。 8．某实验小组用两种方法来测量介质的折射率。如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，再把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，让光从圆心斜射入玻璃砖，通过角度可测量折射率；如图乙所示，把圆形光具盘竖直放置一半在水中，是竖直直径，是贴着水面的水平直径，让一束光在水槽内从圆心射出水面，光线经过光具盘上的两点，通过刻度尺作图并测量长度可测量折射率。回答下列问题∶ (1)对甲图，保持入射点不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是_______________，分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比______（选填“是定值”或“不是定值”）； (2)对乙图，当做出完整的光路图后，过分别做的垂线，垂足分别为，用刻度尺测量的长度，则水的折射率_________。 【答案】(1) 寻找普遍规律 是定值 (2) 【详解】（1）[1]对甲图，多次实验的目的是寻找普遍规律。            [2]分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比是定值 。 （2）设光具盘的半径为R，设入射角角i，折射角为，光路如图所示 可得 ， 则水的折射率 9．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，使挡住和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，在图中画出光路以及标注出入射角和折射角r。 (1)用所测物理量计算折射率的公式为______； (2)插大头针符合要求的是_______； A．只需要挡住的像 B．只需要挡住和的像 C．需要挡住以及和的像 (3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率_______（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2)C (3)1.5 【详解】（1）入射角为，折射角为，根据折射定律，用所测物理量计算折射率的公式为 （2）插大头针需要挡住以及和的像，即保证四枚大头针在同一光路上，故选C。 （3）根据第一小问，折射率的表达式 则 故图像的斜率表示折射率，故 题型四 全反射的条件（共3小题） 10．如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A．该单色光在玻璃砖中的折射率为 B．该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C．在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D．在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 【答案】B 【详解】A．由几何关系可得，圆弧部分无光线射出，圆弧部分有光线射出，单色光恰好在C点发生全反射，可知全反射临界角为，由，可得折射率为，故A错误； B．该单色光在玻璃砖中的传播速度，故B正确； C．设在C点发生全反射的光从OA边射出的点为D点，根据几何关系有 则在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为，故C错误； D．在C点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间，故D错误。 故选B。 11．如图，ABC为一直角棱镜，∠A=θ，玻璃的折射率为n，一束单色光垂直于AB边入射后，射至AC边时（　　） A．当时，只发生光的反射 B．当时，只发生光的折射 C．当时，同时发生光的反射和折射 D．当时，只发生光的反射 【答案】A 【详解】当时，即，可知光线射到AC面时发生全反射；同理当时，即，光线射到AC面时既能发生光的折射，也能发生反射。 故选A。 12．如图所示，玻璃砖上表面水平，下表面是以为圆心、半径为的圆弧，，是的中点。一束红光从下表面各处沿半径方向入射，从上表面出射后，与的交点为。已知玻璃砖对红光的折射率为，不考虑光在玻璃砖内的二次反射，下列说法正确的是（　　） A．减小，长度减小 B．光在玻璃砖中的波长比真空中长 C．上表面有光出射的区域长度为 D．若换成蓝光，上表面有光出射的区域更多 【答案】C 【详解】A．作出光路图，如图所示 根据几何关系，可知 根据折射定律有 联立可得 可知当减小时， 减小，则，故减小，则出射光线向上偏，即PM长度变大，故A错误； B．设光的频率为，光速为，在真空中的波长为，在玻璃中的波长为，速度为，因光从玻璃到真空中，频率不变，则有 又 联立可得，故B错误； C．设光在玻璃中的D点发生全反射的临界角为，则有 解得 作出光路图，如图所示 根据光路图可知，在AM之间有光线射出的长度为DM的长度，由几何知识可知 故直角三角形OMD中，根据几何关系可得 在直角三角形OMA中，斜边， 根据几何关系可得 联立可得 同理在BM之间也存在同样一段长为的区域有光射出，故上表面有光出射的区域长度为，故C正确； D．若换成蓝光，其折射率更大，根据 蓝光的全反射角更小，根据 则上表面有光出射的区域长度为 其中 可得 可知变短，所以上表面有光出射的区域更少，故D错误。 故选C。 题型五 全反射的应用（共3小题） 13．如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（　　） A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射 【答案】B 【详解】光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。 故选B。 14．如图是一段长为的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为。 (1)该单色光在光纤中传播的最短时间为___________。 (2)该单色光在光纤中传播的最长时间为___________。 (3)若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为___________。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当光线垂直于左侧面入射时，光传播的路径最短x1=L 由 光在光纤传播的最短时间为 （2）光线恰好在侧面发生全反射时，则 光在光导纤维内传播的距离 则传播的最长时间 （3）若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入时根据 则光线在端面上入射时的折射角为r=30° 则光线在光导纤维内传播的距离 传播时间 15．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（　　） A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 【答案】A 【详解】AB．光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确，B错误； CD．波长越短的光，频率越大，折射率越大，根据 可知频率越大的光在光纤中传播的速度越小，故CD错误。 故选A。 题型六 光的折射与全反射结合综合模型（共6小题） 16．现有一束单色光，从一直角棱镜的边上的点处，以的入射角射入棱镜，光线传播到面时恰好发生全反射。已知、间的距离为，真空中光速为，求： (1)该棱镜材料的折射率； (2)单色光在棱镜中从点到第一次到达面所需要的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光线在棱镜面的折射角为，根据折射定律可得 光线在进入棱镜后，在边刚好发生全反射，此时的入射角为，有 由几何关系可知， 联立可得 （2）单色光在棱镜中的传播速度为，有 单色光在棱镜中传播的路径长度为，有 则单色光从点到边所需要的时间为 17．（多选）某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源S。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（　　） A．透明材料对该红光的折射率为 B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为 C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆 D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为 【答案】AD 【详解】A．由题意知，射向正方体顶点的红光恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据几何关系可知， 透明材料对该红光的折射率为，故A正确； B．该红光从玻璃砖顶点射出时，在玻璃砖内传播的路程最长，所用时间最长，传播的路程为 该红光在玻璃砖内的速度为 则该红光从玻璃砖射出的最长时间为，故B错误； C．若光源发出光的频率变大，则玻璃砖对这种光的折射率变大，临界角变小，则每个面都会有一部分光不能射出，若光的频率足够小，每个面透光区域的形状为圆形，否则每个面透光区域的形状如下图阴影部分所示，不可能是椭圆，故C错误； D．若透明材料对某色光的折射率为时，则 则， 故每个面透光区域的形状为圆形，圆的半径为 玻璃砖表面透光区域总面积为，故D正确。 故选AD。 18．玻璃砖的横截面由直角三角形ABC部分和圆BCD部分组成，，E为BD的中点，一单色平行光束垂直BD面射入，在圆弧CD上有三分之一的区域有光线射出，已知圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求： (1)玻璃砖的折射率n； (2)光从E点入射到第一次到达AC面所经历的时间（可用根式表示）。 【答案】(1)2 (2) 【详解】（1）如图所示 根据题意可得 所以 所以 （2）作出光路图，如图所示 根据几何关系可得 所以 所以，， 所以 所以光从E点入射到第一次到达AC面所经历的时间为 19．实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示，单色光从AB边的中点M垂直AB边射入三棱镜，在D点恰好发生全反射后从E点射出，接着从F点平行直径NOG射入半径为R的水晶球，最后从G点射出。已知，，水晶球的折射率是三棱镜折射率的倍，光在真空中的传播速度为c，求： (1)水晶球的折射率； (2)单色光从M点传播到G点所用的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光在点恰好发生全反射，则有 解得 水晶球的折射率为 （2）光在点发生折射时，则有 光在水晶球中的传播速度为 光在水晶球中的传播时间为 光在三棱镜中的传播速度为 光在三棱镜中的传播时间为 单色光从点传播到点所用的时间为 20．2025年2月，中国科学院兰州物化所研发出氮化硅负折射率超材料。负折射率材料的折射率小于零，光线从空气进入该材料后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，此时折射角取负值。如图所示，科研人员将光线从折射率为的长方形材料AB边中点E射入，折射后在BC边的中点F处恰好发生全反射，最后从CD边的中点G处射出。已知AB边长度为，真空中的光速为。提示：角度和折射率取绝对值进行计算。求： (1)BC边的长度。 (2)光线射入材料时的入射角。 (3)光线在材料中传播的时间t。 【答案】(1)4cm (2) (3) 【详解】（1）如图 光线在BC边中点F处恰好发生全反射，则有 根据几何关系，可得 联立并代入数据解得＝4cm （2）根据几何关系，可知 根据折射定律有 代入数据解得 （3）根据 光在材料中传播的路程 光在材料中传播的时间 代入数据解得 21．汽车氙气大灯的前照灯通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，以保证行车安全。有同学利用废旧大灯的前照灯做了以下实验，前照灯为半径为12cm的半球形玻璃砖，将其底面放置在水平桌面上，图乙为前照灯过圆心O的竖直截面，底面A点处有一点光源，顶端B点处恰好没有光线射出，已知玻璃砖的折射率，不考虑光的多次反射。求： (1)A点到球心O的距离； (2)该截面上有光线射出的圆弧长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意作出光路图 从A点射到B点的光线恰好发生全反射，有 解得 根据几何关系有 （2）设从A点射出的光线在D点处恰好发生全反射，则有 在三角形OAD中，由正弦定理可得 解得 所以 在玻璃砖的截面上有光射出的范围所对应的圆心角为 故玻璃砖的截面上有光线射出的圆弧长度 题型七 光的干涉及其应用（共3小题） 22．（多选）大蓝闪蝶以其熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，它的翅膀光学结构示意图如图所示。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，当白光照在鳞片上时，会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互作用，使翅膀呈现蓝色。则（    ）    A．光经鳞片反射后频率变大 B．光经鳞片反射后频率不变 C．翅膀呈现蓝色是光的干涉现象 D．翅膀呈现蓝色是光的衍射现象 【答案】BC 【详解】AB．光经鳞片反射后频率不变，选项A错误，B正确； CD．翅膀呈现蓝色是光的干涉现象，即当白光照在鳞片上时会在上、下两层薄薄的鳞片上发生反射，两束反射光相互叠加产生干涉，使翅膀呈现蓝色，选项C正确，D错误。 故选BC。 23．如图所示，MN为平板玻璃，PQ为略带弯曲的弧形玻璃，现将两块玻璃上端紧靠后竖直放置。红光从左侧水平入射，从左往右可以观察到干涉条纹，则（　　） A．干涉条纹是等间距的水平条纹 B．干涉条纹是等间距的竖直条纹 C．干涉条纹是上疏下密的水平条纹 D．干涉条纹是上密下疏的水平条纹 【答案】C 【详解】两块玻璃之间形成的空气薄膜，上表面（PQ的下表面）和下表面（MN 的上表面）反射的红光会发生干涉。薄膜的厚度相同的位置，光程差相同，会形成同一条干涉条纹。因为玻璃竖直放置，厚度相同的位置在同一水平线上，所以干涉条纹是水平条纹。题图可知从上到下，空气薄膜的厚度变化越来越快，且条纹间距与厚度变化率成反比，因为下部厚度变化快，所以条纹上疏下密，综上可知C选项符合题意。 故选C。 24．（多选）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，图乙和图丙是图甲的装置中看到的条纹。下列说法正确的是（    ） A．图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板 B．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 C．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变宽 D．若将图甲中的薄片厚度增大，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变窄 【答案】AD 【详解】A．图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板（通过样板与待检平面的空气膜产生干涉条纹），A 正确； B．干涉条纹的弯曲反映了空气膜厚度的变化：若条纹向薄膜厚度减小的方向弯曲，说明此处空气膜厚度与原本较厚处对应，意味着待检平面此处是凹陷，B 错误； C．频率更大的单色光，波长更短，条纹间距变窄，C 错误； D．薄片厚度增大时，空气膜的倾角变大，空气膜的斜率变大，条纹间距应变窄，D正确。 故选AD。 题型八 双缝干涉测量光的波长（共3小题） 25．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从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1) M、N、P三个光学元件依次为( ) A．双缝、滤光片、单缝    B．滤光片、单缝、双缝    C．单缝、双缝、滤光片 (2)关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小 B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大 C．若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大 D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大 (3)已知双缝间的距离，双缝到光屏的距离，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)B (3) 15.6 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选B。 （2）A．根据条纹间距公式，可得 若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，则测量值偏大，会导致波长测量值偏大，故A错误； B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则L增大，根据可知，相邻两条亮条纹中心的距离增大，故B正确； C．若将滤光片向右平移一小段距离，d、L、均不变，则不变，故相邻两条亮条纹中心的距离不变，故C错误； D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，根据 可知介质中的波长减小，则减小，故相邻两条亮条纹中心的距离减小，故D错误。 故选B。 （3）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知读数为 [2]根据条纹间距公式，可得 其中 代入数据可得 26．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中、位置时游标卡尺读数也如图所示，则： (1)分划板在图中、位置时游标卡尺读数分别为______，______。 (2)该单色光的波长______。 (3)若减小双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1) 11.1 15.6 (2) (3)变大 【详解】（1）[1][2]分划板在图中、位置时游标卡尺读数分别为， （2）条纹间距 根据，可得 （3）根据，若减小双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变大。 27．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1) M、N、P分别是( )（填字母标号） A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，______mm。 (3)若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长______。（用、、和表示） (4)某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】(1)A (2)9.761/9.762 (3) (4)大于 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 （2）螺旋测微器的精确值为，由图丙可知 （3）根据条纹间距公式 又 联立解得待测光的波长 （4）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际条纹的间距 其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，可知在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大；由可知，波长的测量值大于其实际值。 题型九 光的衍射（共3小题） 28．如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（     ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 【答案】B 【详解】泊松亮斑”图样属于光的衍射现象。 故选B。 29．甲、乙两图分别是红光的双缝干涉和单缝衍射实验图样。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是（　　） A．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小 B．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变大 C．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度不变 D．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变小 【答案】A 【详解】干涉条纹的条纹等间距，由图可知图甲发生的是干涉现象，图乙发生的是衍射现象。 AB．根据可知，由于紫光的波长较小，所以不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小，故A正确，B错误； CD．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变大，故CD错误。 故选A。 30．小深同学保持头部端正，眯眼平视较暗环境中的一个点光源时，下列哪幅图像符合该同学看到的视觉图像（不计眼睫毛的影响）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】小深在较暗环境中眯眼平视一个点光源，不计眼睫毛的影响。眯眼时，上下眼睑形成近似水平的狭缝，由于光的衍射效应，点光源的像会向垂直方向伸展，形成竖直的条纹。对比四个选项，只有D选项符合竖直方向放射状线条的视觉图像。 故选D。 题型十 光的偏振（共3小题） 31．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，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B．乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 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．甲图是空气劈尖干涉，条纹间距公式为 可知，加一张纸片后，劈尖倾角θ变大，条纹间距变窄，故A错误； B．荡秋千的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，在最低点时，切线方向分力为零，回复力为零，故B错误； C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，根据多普勒效应可知，观察者接收到的频率变大，则听到的鸣笛音调变高，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。 32．光能发生折射、衍射、干涉及偏振等现象，关于其原理在科学技术中的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉 B．3D电影应用了光的衍射 C．光纤通信应用了光的折射 D．望远镜中的棱镜应用了光的干涉 【答案】A 【详解】A．照相机镜头的增透膜通过薄膜干涉原理，使反射光发生相消干涉以减少反射损失，故应用了光的干涉，A正确； B．3D电影利用了光的偏振（如偏振眼镜分离左右眼图像），B错误； C．光纤通信利用光的全反射传输信号，全反射属于反射现象，并非折射，C错误； D．望远镜中的棱镜主要利用光的折射（改变光路）和反射，D错误。 故选A。 33．小明同学利用偏振太阳镜观察阳光下水中的景物，发现转动镜片至某一角度时看到的景物变清晰了。出现这一现象的原因是（　　） A．镜片起起偏器的作用，增强了水面反射光透过镜片 B．镜片起起偏器的作用，减弱了水面反射光透过镜片 C．镜片起检偏器的作用，增强了水面反射光透过镜片 D．镜片起检偏器的作用，减弱了水面反射光透过镜片 【答案】D 【详解】A．镜片起偏器的作用，但起偏器用于将非偏振光转换为偏振光，而太阳镜镜片实际用于选择性地透过或阻挡特定偏振方向的光，故A错误； B．镜片起偏器的作用，但起偏器本身不直接减弱反射光，且太阳镜镜片的功能更符合检偏器特性，故B错误； C．镜片起检偏器的作用，但若增强水面反射光透过镜片，会加剧眩光，导致景物模糊，与现象（景物变清晰）矛盾，故C错误； D．镜片起检偏器的作用，当转动镜片至与水面反射光的偏振方向垂直时，反射光被减弱，水下景物的透射光相对增强，因此景物变清晰，故D正确。 故选D。 题型十一 几种光现象及其应用的辨析（共3小题） 34．光学原理在生活中有着十分重要的应用。下列说法正确的是（    ） A．图甲中，双缝间距越窄，屏上的条纹间距越小 B．图乙中，照相机镜头前的增透膜，是利用了光的折射 C．图丙中，肥皂膜竖直放置时出现的彩色横纹，是由光的衍射形成的 D．图丁中，观众要戴上特制的眼镜观看3D电影，是利用了光的偏振 【答案】D 【详解】A．图甲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A错误； B．图乙中，照相机镜头表面的增透膜是利用光程差为半个波长的奇数倍，出现振动减弱，体现光的干涉原理，故B错误； C．图丙中，肥皂膜竖直放置时出现的彩色横纹，是由光的干涉形成的，故C错误； D．图丁中能通过特制眼镜看到3D电影，利用了光的偏振原理，故D正确。 故选D。 光 现代光学技术在生活生产中有很多的应用。 35．观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，两个眼镜片的偏振方向________（选填“平行”或“垂直”） 36．光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率________（选填“小于”或“大于”）外套的折射率。 37．DNA的双螺旋结构是通过X射线的________现象建立起来的模型（如下图）。 38．工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的标准样板竖直向上平移，图2中条纹间距变宽 D．照射同一单缝时，a光能够发生衍射现象，b光不能发生衍射现象 【答案】35．垂直 36．大于 37．衍射 38．AB 【解析】35．3D电影播放的是两个偏振方向垂直的画面，眼镜的两个镜片分别只允许对应偏振方向的光通过，让左右眼接收不同画面，大脑合成立体效果。 36．全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，内芯是光密介质（折射率大），外套是光疏介质（折射率小），才能让光在内芯与外套的界面发生全反射并传播。 37．图中是DNA的X射线衍射图谱，所以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。 38．A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，故A正确； B．图2中a的条纹间距宽，说明a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的频率小于b光的频率，故B正确； C．将图1中的标准样板竖直向上平移，没有改变光的波长和劈尖的角度，所以条纹间距不变，故C错误； D．衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，故照射同一单缝时a、b光均能发生衍射现象，故D错误。 故选AB。 39．光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是（　　） A．甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象 B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的 C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性 D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环 【答案】A 【详解】A．甲图是牛顿环，是平凸透镜与平面玻璃接触形成的空气膜上、下表面反射的反射光互相干涉产生的现象，故A项正确； B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，“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项错误； C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光沿直线传播，衍射与干涉可说明光具有波动性，直线传播主要反映了光的粒子性，成像的孔较大，波动性可忽略，故C项错误； D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的不等距圆环，故D项错误。 故选A。 $