23 光学 期末复习专项训练-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦高二物理《光学》核心知识，通过生活情境（彩虹）、科技应用（DNA衍射）及实验探究（插针法、双缝干涉），融合物理观念与科学思维，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|折射、全反射、干涉、衍射、光电效应|结合玻璃砖、肥皂膜等情境，辨析折射率与光速、条纹间距关系，强化物理观念| |多选题|4|光的传播特性、光电效应图像分析|通过复色光折射、临界角计算，考查科学推理与论证能力| |实验题|2|折射率测量、双缝干涉测光波长|设计“插针法”操作步骤、游标卡尺数据处理，突出科学探究要素| |解答题|2|介质中光传播、双缝干涉综合计算|结合半圆介质折射、玻璃片厚度分析，体现模型建构与创新应用|

2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专项训练 《光学》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中，A光的光速大于B光的光速 B．A光的折射率大于B光的折射率 C．实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，B光比A光条纹间距大 D．这两种单色光由玻璃射向空气时，B光的全反射临界角较大 2．从物理学角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如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，则两种色光（　　） A．雨滴对a光的折射率小于b光 B．在雨滴中传播时，a光的传播速度大于b光 C．用同一装置做双缝干涉实验，a光干涉条纹间距较大 D．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b光 3．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，两束光分别从B、C两点射出。下列说法正确的是（　　） A．C点比B点先有光射出 B．从B点射出的光频率比从C点射出的光小 C．通过相同的单缝，从B点射出的光比从C点射出的光衍射现象更明显 D．调节AO的入射方向，从曲面射出的光有可能与AO方向平行 4．如图所示，一束红、蓝复色光从AB面射入长方体玻璃砖，出射光线被分成a、b两束，以下说法正确的是（　　） A．a光折射率大于b光 B．a光为蓝光 C．a光在玻璃砖中的传播速度大于b光 D．若增大复色光的入射角，b光最先在CD面发生全反射 5．下列关于四幅图片的说法中，正确的是（　　） A．如图甲所示，阳光下肥皂膜表面出现彩色的条纹，是光的衍射导致的 B．如图乙所示，玻璃砖中的气泡看起来更亮，是光的全反射导致的 C．如图丙所示，泊松亮斑是由光的干涉导致的 D．如图丁所示，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种纵波 6．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） 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，上图对应狭缝较宽 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，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 7．竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，横截面如图所示。用黄色平行光照射AB面，下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是竖直的 B．换红光照射，条纹间距变大 C．在CD面右侧可观测到干涉条纹 D．干涉条纹由AB面的折射光和CD面的反射光叠加产生 8．如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，另一端夹入四块薄木板，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。用一红色激光竖直向下照射，会得到明暗相间的条纹，此时条纹间距为，如图乙。下列操作能让条纹间距变为的是（　　） A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍 B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质 C．在另一端抽走两块薄木板 D．用波长为红光波长一半的激光照射 9．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（     ） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量 C．用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大 D．光电效应实验证实了光具有波动性 10．如图甲所示，将一束激光射向螺旋弹簧，得到如图乙所示的衍射图样。将一束X射线射向DNA提取物，观测到图丙所示图样，经过深度分析后得出了DNA螺旋结构模型。已知该激光的波长远大于X射线的波长。下列说法中正确的是（     ） A．图乙现象说明光是一种横波 B．图丙现象说明光具有粒子性 C．DNA螺旋结构的得出运用了类比思想 D．该激光光子能量大于X射线光子能量 二、多选题 11．如图所示，将一个空玻璃试管放在盛满水的透明水槽中，从水槽外侧可以观察到试管浸入水中的玻璃侧壁更亮一些。已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A．光从水射向试管玻璃壁，折射光线往法线方向偏折 B．侧壁更亮一些是因为光从水射向玻璃侧壁时发生全反射 C．光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，频率始终不变 D．光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，传播速度始终不变 12．如图所示，真空中有一半径为、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿射入玻璃球，经折射后分成、两束光分别从、两处折射出玻璃球，已知与的夹角，，。下列说法正确的是（　　） A．从玻璃球中射出时，光的折射角大于光的折射角 B．玻璃球对光的折射率为 C．光在玻璃球中的传播速度小于光在玻璃球中的传播速度 D．从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的大 13．如图甲所示，a、b、c三种单色光照射阴极K时发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，三种光的频率分别为、、，下列关系正确的是（　　） A．这三种单色光的频率关系是： B．若增大光照强度，图乙中遏止电压不会改变 C．这三种单色光分别通过同一装置发生双缝干涉，c的相邻亮条纹中心距离最小 D．如图丙所示，用a、b组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面MN上，折射后分为两束，其中Ⅰ光对应的是单色光a 14．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝、为双缝，P为光屏。用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小 B．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离增大 C．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离减小 D．双缝干涉图样条纹间距相等 三、实验题 15．某实验小组通过“插针法”测量半圆形玻璃砖的折射率。实验操作步骤如下： ①如图甲所示，在白纸上画出坐标轴，并标记出原点O。将半圆形玻璃砖摆好，使得玻璃砖的直径边与x轴重合，且圆心与O点重合。 ②在第二象限任意画出一条入射光线，在入射光线上依次插入大头针M和N。 ③在第四象限插入大头针P，应使P点__________________。 ④移开玻璃砖，画出光路图。 ⑤测得N点的坐标为，P点的坐标为，（均为正值），则可以求得玻璃的折射率_________（用表示）。 ⑥如图乙所示，若实验小组在步骤②中先在第四象限任意画出一条入射光线，在入射光线上依次插入两个大头针M、N。然后在第二象限准备插入大头针P，发现任何位置都无法通过玻璃砖看到M、N的像，其原因可能是____________________________________________。 16．如图1所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图，某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。 (1)实验目的与器材：在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互__________（选填“垂直”或“平行”）放置。 (2)实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标卡尺上有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（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图2所示，则读数为__________，计算这种色光波长的表达式为__________（用题中给出的字母L、d、、表示）。 (3)若想从目镜中观察到的条纹个数增多，可以_________。 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 D．增大双缝到屏的距离 (4)若在单缝与透镜之间加入一个偏振片，测得该单色光的波长与不加偏振片时相比______。 A．增加 B．不变 C．减小 四、解答题 17．柱状透明介质的横截面是半径为的半圆面，如图甲所示。截面内一细束单色光从圆心射入介质时，与直线边界的夹角为，反射光线垂直于折射光线。单色光在真空中的速度为，不考虑光线在介质内的反射。 (1)求单色光在介质中的折射率； (2)求单色光在介质中的传播时间； (3)若为截面直边上一点，如图乙所示。从点向截面内各方向发射这种单色细光束，光线均能从弧形边射出，则P、O两点的距离不能超过多少。 18．双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S1、S2传播到光屏上P点的时间差为∆t，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。 （1）求光在玻璃片中的传播速度； （2）求单色光在真空中的波长； （3）若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。    试卷第8页，共8页 试卷第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二物理下学期期末复习专项训练 《光学》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中，A光的光速大于B光的光速 B．A光的折射率大于B光的折射率 C．实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，B光比A光条纹间距大 D．这两种单色光由玻璃射向空气时，B光的全反射临界角较大 【答案】A 【详解】B．由图可知，A光的入射角要比B光的入射角要大，它们的折射角相同，根据（此处θ1指的是折射角，θ2指的是入射角）可知B光的折射率大，则B光的频率大，故B 错误； A．由于，由知，故A正确； C．因为B光的频率大于A光的频率，根据可知所以B光的波长小，根据条纹间距公式可知B光的比A光的条纹间距小，故C错误； D．两种单色光由玻璃射向空气时，临界角的正弦值 B光的折射率大，所以，即B光的全反射临界角较小，故D错误。 故选A。 2．从物理学角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如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，则两种色光（　　） A．雨滴对a光的折射率小于b光 B．在雨滴中传播时，a光的传播速度大于b光 C．用同一装置做双缝干涉实验，a光干涉条纹间距较大 D．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b光 【答案】D 【详解】A．由图知复色光从空气进入雨滴时，雨滴对a光的偏折程度大，故雨滴对a光的折射率大于b光，即，故A错误； B．由 在雨滴中传播时，a光的传播速度小于b光，故B错误； C．是因为 又 由 用同一装置做双缝干涉实验，a光干涉条纹间距较小，故C错误； D．因， 以相同的入射角从水中射入空气时，a光先发生全反射，故在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故D正确。 故选D。 3．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，两束光分别从B、C两点射出。下列说法正确的是（　　） A．C点比B点先有光射出 B．从B点射出的光频率比从C点射出的光小 C．通过相同的单缝，从B点射出的光比从C点射出的光衍射现象更明显 D．调节AO的入射方向，从曲面射出的光有可能与AO方向平行 【答案】D 【详解】C．由图可知，从B点射出的光偏折程度较大，故玻璃对从B点射出的光的折射率较大，所以从B点射出的光频率比较大，波长较短，即从B点射出的光为紫光，C点射出的光为红光。通过相同的单缝，波长越长的光衍射现象越明显，则从C点射出的光比从B点射出的光衍射现象更明显。故C错误； A．连接BD、CD，如下图所示 设折射角分别为、，则根据折射定律有， 联立解得 光在半圆柱体玻璃中传播时间为 所以两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等，故A错误； B．根据上述分析可知，则色光频率，故B错误； D．根据折射定律，穿过平行玻璃砖的入射光线和出射光线平行，则调整的入射方向，当色光从半圆柱的最低点射出时，即曲面在该点的切线与平行时，从曲面射出的光与方向平行。故D正确。 故选D。 4．如图所示，一束红、蓝复色光从AB面射入长方体玻璃砖，出射光线被分成a、b两束，以下说法正确的是（　　） A．a光折射率大于b光 B．a光为蓝光 C．a光在玻璃砖中的传播速度大于b光 D．若增大复色光的入射角，b光最先在CD面发生全反射 【答案】C 【详解】AB．画出完整的光路图，如图所示 由图可知，两条光线的入射角相同，但的折射角更大，根据光的折射定律 可得折射率，所以a为红光，故AB错误； C．在玻璃砖内，传播速度 故，故C正确。 D．根据对称性和光路的可逆性可知，两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于上表面入射的复色光，故增大复色光的入射角，红、蓝光都不可能在CD面中发生全反射，故D错误。 故选C。 5．下列关于四幅图片的说法中，正确的是（　　） A．如图甲所示，阳光下肥皂膜表面出现彩色的条纹，是光的衍射导致的 B．如图乙所示，玻璃砖中的气泡看起来更亮，是光的全反射导致的 C．如图丙所示，泊松亮斑是由光的干涉导致的 D．如图丁所示，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种纵波 【答案】B 【详解】A．如图甲所示，阳光下肥皂膜表面出现彩色的条纹，是由于光的干涉产生的，故A错误； B．如图乙所示，玻璃砖中的气泡看起来更亮，是光的全反射导致的，故B正确； C．如图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故C错误； D．如图丁所示，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种横波，故D错误。 故选B。 6．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） 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，上图对应狭缝较宽 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，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 【答案】D 【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，两相邻亮条纹间距离将减小，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，因此若这是在只有狭缝宽度不同的情况下得到的衍射图样，则上图对应的狭缝较窄，故B错误； 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，所以被检测的平面在此处是凸起的，故C错误； D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光波是横波，故D正确。 故选D。 7．竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，横截面如图所示。用黄色平行光照射AB面，下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是竖直的 B．换红光照射，条纹间距变大 C．在CD面右侧可观测到干涉条纹 D．干涉条纹由AB面的折射光和CD面的反射光叠加产生 【答案】B 【详解】A．根据薄膜干涉规律，同一条纹对应膜层厚度相同，可知，干涉条纹是水平的，故A错误； B．根据薄膜干涉规律有， 令膜层侧面与竖直方向夹角为，则相邻明条纹间距 解得 红光的波长比黄光的波长大，则换红光照射，条纹间距变大，故B正确； D．干涉条纹由AB面的反射光和CD面的反射光叠加产生，故D错误； C．由于黄色平行光照射AB面，干涉条纹由AB面的反射光和CD面的反射光叠加产生，可知，在CD面左侧可观测到干涉条纹，故C错误。 故选B。 8．如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，另一端夹入四块薄木板，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。用一红色激光竖直向下照射，会得到明暗相间的条纹，此时条纹间距为，如图乙。下列操作能让条纹间距变为的是（　　） A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍 B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质 C．在另一端抽走两块薄木板 D．用波长为红光波长一半的激光照射 【答案】C 【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时，此处表现为亮条纹。 A．将红色激光的光照强度变为原来的2倍，不影响光程差，从而不会影响条纹间距，A错误； B．在薄膜内充满折射率是空气的2倍的介质，根据光在该介质内的波长变为空气中波长的，相同位置处光程差变大，变小，变为原来的一半，B错误； C．抽走木板后，劈尖的夹角θ减小，相同位置处的光程差减半，则增大为原来的 2 倍，C正确； D．用波长为红光波长一半的激光照射，相同位置处光程差变大，变小，变为原来的一半，D错误。 故选C。 9．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（     ） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量 C．用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大 D．光电效应实验证实了光具有波动性 【答案】C 【详解】A．光电子从K极逸出，研究遏止电压时，A极板应带负电，所以电源右端应为负极，故A错误； B．根据， 逸出功只与电极材料有关，与照射光线无关，反向遏止电压越大，光的频率越大，所以b光的频率最大，、频率相同。 根据光子的能量公式 可知，频率越大，光子能量越大，所以b光的光子能量最大，故B错误； C．由B选项分析得b光的频率最大，、频率相同。 又 、波长相同，且大于b光的波长。 由于其他条件相同的情况下，薄膜干涉条纹间距与波长成正比，所以用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大，故C正确； D．光电效应实验证实了光具有粒子性，故D错误。 10．如图甲所示，将一束激光射向螺旋弹簧，得到如图乙所示的衍射图样。将一束X射线射向DNA提取物，观测到图丙所示图样，经过深度分析后得出了DNA螺旋结构模型。已知该激光的波长远大于X射线的波长。下列说法中正确的是（     ） A．图乙现象说明光是一种横波 B．图丙现象说明光具有粒子性 C．DNA螺旋结构的得出运用了类比思想 D．该激光光子能量大于X射线光子能量 【答案】C 【详解】A．图乙是激光照射螺旋弹簧产生的衍射图样，衍射现象只能说明光具有波动性，而说明光是横波的关键现象是偏振，衍射本身无法区分横波和纵波，故A错误； B．图丙是X射线照射DNA产生的衍射图样，衍射是波特有的现象，这说明 X 射线（光）具有波动性，而非粒子性。粒子性的典型现象是光电效应、康普顿效应，故B错误； C．题目中，通过激光照射螺旋弹簧得到的衍射图样，类比X射线照射DNA得到的衍射图样，进而分析出DNA的螺旋结构，这正是类比思想的典型应用。故C正确； D．根据光子能量可知，光子能量与波长成反比。已知激光的波长远大于X射线的波长，因此激光光子的能量小于X射线光子的能量，故D错误。 故选C。 二、多选题 11．如图所示，将一个空玻璃试管放在盛满水的透明水槽中，从水槽外侧可以观察到试管浸入水中的玻璃侧壁更亮一些。已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A．光从水射向试管玻璃壁，折射光线往法线方向偏折 B．侧壁更亮一些是因为光从水射向玻璃侧壁时发生全反射 C．光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，频率始终不变 D．光从水射向试管玻璃壁再射入试管内的空气，传播速度始终不变 【答案】AC 【详解】A．光从水（光疏介质）射向玻璃（光密介质），根据折射规律，折射光线会向法线方向偏折，故A正确； B．全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，而水是光疏介质、玻璃是光密介质，光从水射向玻璃不会发生全反射。实际是光从玻璃射向试管内的空气时发生全反射，才让侧壁更亮，故B错误； C．光的频率由光源决定，在不同介质中传播时频率不变，故C正确； D．由可知，光在不同介质中的传播速度不同，故D错误。 故选AC。 12．如图所示，真空中有一半径为、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿射入玻璃球，经折射后分成、两束光分别从、两处折射出玻璃球，已知与的夹角，，。下列说法正确的是（　　） A．从玻璃球中射出时，光的折射角大于光的折射角 B．玻璃球对光的折射率为 C．光在玻璃球中的传播速度小于光在玻璃球中的传播速度 D．从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的大 【答案】BC 【详解】A．根据光路可逆可知，从玻璃球中射出时，光的折射角等于光的折射角，故A错误； B．由几何关系，可得出光射入玻璃球时的折射角为45°，根据折射定律可知，故B正确； C．由图可知a光的偏折程度较大，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，根据可知，a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度，故C正确； D．根据可知，从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的小，故D错误。 故选BC。 13．如图甲所示，a、b、c三种单色光照射阴极K时发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，三种光的频率分别为、、，下列关系正确的是（　　） A．这三种单色光的频率关系是： B．若增大光照强度，图乙中遏止电压不会改变 C．这三种单色光分别通过同一装置发生双缝干涉，c的相邻亮条纹中心距离最小 D．如图丙所示，用a、b组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面MN上，折射后分为两束，其中Ⅰ光对应的是单色光a 【答案】BD 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程 因同一阴极逸出功相同，因此遏止电压越大，光的频率越高。结合题图乙分析 因此遏止电压大小满足 可得频率关系。故A错误； B．遏止电压仅由光的频率决定，和光照强度无关，增大光照强度不会改变遏止电压，故B正确； C．双缝干涉相邻亮条纹间距 频率越小波长越长，间距越大即c频率最小，波长最长，因此相邻亮条纹间距最大，故C错误； D．频率越大，玻璃对光的折射率越大。根据折射定律 入射角相同时，折射率越大，折射角（折射光线与法线的夹角）越大。丙图中Ⅰ光折射角更大，因此Ⅰ光折射率更大、频率更高，对应频率更大的a光，故D正确。 故选BD。 14．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝、为双缝，P为光屏。用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小 B．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离增大 C．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离减小 D．双缝干涉图样条纹间距相等 【答案】BD 【详解】根据双缝干涉条纹间距公式进行分析。 A．减小双缝间的距离，由公式可知干涉条纹间的距离增大，故A错误； B．将绿光换为红光，红光波长大于绿光波长，由公式可知干涉条纹间的距离增大，故B正确； C．增大双缝到屏的距离，由公式可知干涉条纹间的距离增大，故C错误； D．双缝干涉图样中，相邻亮条纹（或暗条纹）的中心间距是相等的，即条纹间距相等，故 D正确。 故选BD。 三、实验题 15．某实验小组通过“插针法”测量半圆形玻璃砖的折射率。实验操作步骤如下： ①如图甲所示，在白纸上画出坐标轴，并标记出原点O。将半圆形玻璃砖摆好，使得玻璃砖的直径边与x轴重合，且圆心与O点重合。 ②在第二象限任意画出一条入射光线，在入射光线上依次插入大头针M和N。 ③在第四象限插入大头针P，应使P点__________________。 ④移开玻璃砖，画出光路图。 ⑤测得N点的坐标为，P点的坐标为，（均为正值），则可以求得玻璃的折射率_________（用表示）。 ⑥如图乙所示，若实验小组在步骤②中先在第四象限任意画出一条入射光线，在入射光线上依次插入两个大头针M、N。然后在第二象限准备插入大头针P，发现任何位置都无法通过玻璃砖看到M、N的像，其原因可能是____________________________________________。 【答案】 同时挡住M、N的像 MN所在的光线发生了全反射 【详解】③在第四象限插入大头针P，应使P点同时挡住M、N的像； ⑤入射角的正弦为，折射角的正弦为 所以玻璃的折射率为 ⑥在第二象限准备插入大头针P，发现任何位置都无法通过玻璃砖看到M、N的像，原因可能是MN所在的光线发生了全反射。 16．如图1所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图，某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。 (1)实验目的与器材：在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互__________（选填“垂直”或“平行”）放置。 (2)实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标卡尺上有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（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图2所示，则读数为__________，计算这种色光波长的表达式为__________（用题中给出的字母L、d、、表示）。 (3)若想从目镜中观察到的条纹个数增多，可以_________。 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 D．增大双缝到屏的距离 (4)若在单缝与透镜之间加入一个偏振片，测得该单色光的波长与不加偏振片时相比______。 A．增加 B．不变 C．减小 【答案】(1)平行 (2) 15.02 (3)B (4)B 【详解】（1）双缝干涉实验中，M为单缝，单缝需要与双缝平行放置，才能得到清晰的干涉条纹。 （2）[1]游标卡尺读数； [2]第1条到第5条亮纹间有个相邻亮纹间距，得相邻间距 结合双缝干涉公式，推导得波长 （3）A. 单缝与双缝的距离不影响，目镜中条纹个数不变，故A错误； B. 绿光波长比红光短，由 知减小，减小，相同视野内条纹个数增加，故B正确； C. 由 知双缝间距减小，增大，条纹个数减少，故C错误； D. 由 知增大双缝到屏的距离，增大，条纹个数减少，故D错误。 故选B。 （4）偏振片仅改变光的振动方向，不改变光的频率，同一介质中光的波长由频率和介质决定，频率不变则波长不变，因此波长不变。 故选B。 四、解答题 17．柱状透明介质的横截面是半径为的半圆面，如图甲所示。截面内一细束单色光从圆心射入介质时，与直线边界的夹角为，反射光线垂直于折射光线。单色光在真空中的速度为，不考虑光线在介质内的反射。 (1)求单色光在介质中的折射率； (2)求单色光在介质中的传播时间； (3)若为截面直边上一点，如图乙所示。从点向截面内各方向发射这种单色细光束，光线均能从弧形边射出，则P、O两点的距离不能超过多少。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题意可得，光路图如图所示 由几何关系可知，入射角为折射角为 折射率为 （2）单色光在介质中的光速为 路程为，所以，单色光在介质中的传播时间 联立解得 （3）从P点到截面内任意方向的一条光线的光路图如图所示 根据正弦定理 可知，当最大时，最大，即当入射光线与垂直时，入射角最大，即若此时未发生全反射，从P点向截面内各方向发射的光线均能从弧形边射出，根据几何关系 且 解得 18．双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S1、S2传播到光屏上P点的时间差为∆t，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。 （1）求光在玻璃片中的传播速度； （2）求单色光在真空中的波长； （3）若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。    【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）光在介质中的传播速度为 （2）根据题意，有 联立可得 （3）若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则 解得 试卷第14页，共16页 试卷第13页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $