第四章 光 练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第一册
2026-06-20
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第四章 光 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.15 MB |
| 发布时间 | 2026-06-20 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 上帝舞恋 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58423613.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高二期末光模块复习卷,以AR眼镜、彩虹等真实情境和双缝干涉、折射率测定实验为载体,覆盖折射、干涉、全反射等核心知识,注重物理观念建构与科学探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|6|光的应用、折射定律、干涉图样|结合3D眼镜、肥皂泡等生活现象考查物理观念|
|多选题|4|折射率、全反射、光的色散|通过玻璃砖、水珠模型考查科学推理|
|实验题|4|双缝干涉测波长、测定折射率|设计分划板对齐误差分析和光屏标记法创新测量|
|解答题|2|棱镜折射、AR眼镜光学设计|以科技情境考查综合应用能力,体现科学态度与责任|
内容正文:
高二期末复习人教版选择性必修第一册第四章光 练习 全析全解
一、单选题
1.关于光的应用,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理
B.光在光导纤维中传播的速度小于
C.观看立体电影需要佩戴3D眼镜是利用了光的干涉原理
D.验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
【答案】B
【详解】A.增透膜通过光的干涉使反射光相消,增加透射,而非衍射,故A错误。
B.光在光导纤维(介质)中的速度(),必小于,故B正确。
C.立体电影利用光的偏振原理分离左右眼图像,与干涉无关,故C错误。
D.波长越长衍射能力越强,红外线波长比紫外线长,更易绕过障碍物,故D错误。
故选B。
2.关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述正确的是( )
A.甲图中,水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的下方
B.乙图中,M、N是偏振片,P是光屏,固定偏振片M,缓慢转动偏振片N时,光屏P上光的亮度发生变化,此现象说明光是纵波
C.丙图中,彩色的肥皂泡是光的折射现象
D.丁图中,“泊松亮斑”是光的衍射现象
【答案】D
【详解】A.甲图中,水中射水鱼看小昆虫时,从空气中经过水面折射进入鱼眼的光的折射角小于入射角,鱼看到的昆虫是沿折射光线的反向延长线的交点,可知,水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的上方,故A错误;
B.M、N是偏振片,P是光屏,固定偏振片M,缓慢转动偏振片N时,光屏P上光的亮度发生变化,此现象说明光是横波,故B错误;
C.彩色的肥皂泡是光的干涉现象,故C错误;
D.“泊松亮斑”指光照射在直径恰当的小圆板或圆珠时,会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹,并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑,即“泊松亮斑”是光的衍射现象,故D正确。
故选D。
3.柱状材料的圆弧面与水平工件接触,上表面水平,图甲为装置的截面图。用单色光垂直于工件上表面照射,形成如图乙所示的干涉图样。则相干光来源于( )
A.材料上、下表面反射的两列光
B.空气楔上、下表面反射的两列光
C.材料上表面与工件表面反射的两列光
D.材料下表面与工件下表面反射的两列光
【答案】B
【详解】题中图乙为薄膜干涉图样,干涉光是空气楔与材料界面处的反射光以及空气楔与工件上表面界面处的反射光,即空气楔上、下表面反射的两列光。
故选B。
4.雨霁校园一洗新,阳光穿树入水莹。梢头万点争明处,少年心事当拿云。如图雨后天晴,校园三角梅绿叶上的露珠可简化视为球形水滴,太阳光从空气斜射入露珠中。已知水的折射率,空气中光速m/s,若太阳光入射角,下列说法正确的是( )
A.光在露珠中的传播速度为m/s B.折射角大于入射角
C.折射角的正弦值为0.375 D.光从露珠射向空气时一定发生全反射
【答案】C
【详解】A.根据
代入数据解得,故A错误;
B.由题知,光从光疏介质到光密介质,则折射角小于入射角,故B错误;
C.根据折射定律有
代入数据解得,故C正确;
D.光从露珠射向空气时,入射角等于进入露珠时的折射角,其中
发生全反射的临界角满足的条件为
可知,故光从露珠射向空气时不会发生全反射,故D错误。
故选C。
5.如图扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B.光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况( )
A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射
C.都全反射 D.1全反射,2不全反射
【答案】C
【详解】因可得临界角
即C<45°
因射到B点的光线的入射角为
可知光线1会发生全反射;因射到C点偏上的的光线的入射角为
可知光线2会发生全反射。
故选C。
6.如图所示,光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液,折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比( )
A.甲的折射率大 B.甲的浓度小
C.甲中光速大 D.甲的临界角大
【答案】A
【详解】入射角相同,由于,根据折射定律可知,故甲浓度大;根据,可知光线在甲中的传播速度较小,由可知折射率越大临界角越小,故甲临界角小。
故选A。
二、多选题
7.如图,一宽度为R的平行光垂直于底边OB之间的区域射入半径为R的D形玻璃砖,在其圆弧边界ACB上有长为的部分有光线射出。已知光在真空中的传播速度为c,不考虑光在有折射时的反射,则下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对该平行光的折射率为
B.玻璃砖对该平行光的折射率为
C.光线在底边的OA段垂直射出的位置距离O点最近的距离为
D.光线在底边的OA段垂直射出的位置距离O点最近的距离为
【答案】AC
【详解】AB.如图所示
假设光线在E处刚好发生全反射,C、E间的弧长等于,
易得全反射角为,根据
解得,故A正确,B错误;
CD.由图可得,在E处发生全反射的光线经过关于OC对称点F再次发生全反射,最终垂直于底边射出,射出点的位置距离O点的距离最近,为,故C正确,D错误。;
故选AC。
8.某同学用直角梯形玻璃砖和激光笔探究玻璃的光学特性。如图所示,激光从AO方向射向玻璃砖MN边的O点,经玻璃砖折射后从PQ边的O'点沿O'B方向射出玻璃砖,其中MN<MP。下列说法正确的是( )
A.AO与O'B平行
B.该玻璃的折射率为
C.该玻璃砖的全反射临界角为45°
D.逐渐增大激光的入射角,激光在MP面会发生全反射
【答案】CD
【详解】A.因为MN和PQ是不平行的,激光在MN面折射后,在玻璃砖内的传播方向与PQ的夹角和入射到MN面时的夹角是不相等的,所以出射光线O'B与入射光线AO是不平行的,故A错误;
B.由题图可知已知入射光线AO在MN面的入射角为,折射角为,根据折射定律可得,故B错误;
C.根据全反射临界角公式得
解得
所以该玻璃砖的全反射临界角为,故C正确;
D.逐渐增大激光的入射角时,折射光线在PQ面的入射点由O'点逐渐移到P点,然后在PM面上由P点往M点方向移到,当激光刚移到MP面上的P点时,由于,所以激光在MP面上入射角大于,激光在MP面会发生全反射,故D正确。
故选CD。
9.彩虹是阳光经水珠两次折射、一次反射形成的。如图所示为一束白光从点射入水珠(看成球形),其中、两种单色光经水珠反射分别从、两点折射射出,对、两种单色光的折射与反射,下列判断正确的是( )
A.水珠对光的折射率更大
B.点是单色光的反射点
C.改变光在点的入射角,其中某个单色光可能会在水珠内发生全反射
D.光从点传播到点所用时间比光从点传播到点所用时间长
【答案】AD
【详解】A.光路图如下所示
由图可知,水珠对光的折射率大,故A正确;
B.由图可知,点是单色光的反射点,故B错误;
C.由几何关系可知,因为光线从、点射出时的入射角总等于从A点射入时的折射角,此角总是小于临界角,则即使改变复色光从A点的入射角,也不可能发生全反射现象,故C错误;
D.由几何关系可知,光传播距离长,根据可知,光传播速度小,由可知,光的传播时间长,故D正确。
故选AD。
10.小刚在测量半圆形玻璃砖的实验中,用一束单色光a、b组成的复色光,沿垂直于直径AB的方向照射到半圆面上,如图所示。接着,保持入射光的方向不变,绕着圆心O点顺时针转动玻璃砖,当转过的角度时,发现单色光a恰好沿着直径AB射出;当转过的角度时,单色光b也恰好沿直径AB射出。已知真空中的光速为c,玻璃砖的半径为R,下列说法正确的是( )
A.单色光a的折射率是
B.如果用单色光a照射锌板不能使之发生光电效应,则b光也不能
C.当玻璃砖绕圆心转过,b光的折射角为
D.当发生全反射时,两单色光在介质中传播的时间差为
【答案】BD
【详解】AB.由临界角公式
可得单色光a的折射率为
单色光b的折射率为
即
a光的频率大于b光的频率,更易产生光电效应,所以用单色光a照射锌板不能使之发生光电效应,则b光也不能,故A错误,B正确;
C.由折射定律可得
解得
故C错误;
D.光在玻璃砖中传播的速率分别为,
发生全反射时,两单色光在玻璃砖中传播的路程均为2R,则传播的时间差为
故D正确。
故选BD。
三、实验题
11.(1)在双缝干涉实验中,若测得双缝到光屏的距离为L,双缝间的距离为d,图1所示从1号条纹开始到n号条纹的间距为x,则光的波长为_____(用n、L、d、x表示)。
(2)已知双缝间的距离为d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏的距离为L =75.0cm,当分划板中心刻线对齐如图1所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图2所示,则读数为_______mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为_______ m(结果保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图3所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值_____实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)
(2) 9.6
(3)大于
【详解】(1)根据双缝干涉条纹间距公式
由题意可知相邻条纹间距
联立解得
(2)[1]游标卡尺主尺读数为,游标尺第6条刻度线与主尺对齐,读数为
[2]相邻亮条纹间距
根据
解得
(3)若分划板中心刻线与干涉条纹不平行,测量的是条纹在移动方向上的投影间距,由几何关系可知,测量出的间距大于实际垂直于条纹方向的间距,即测量值大于实际值。
12.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两个必要步骤是__________。(多选)
A.插上大头针,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的像
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)下列措施能够提高实验准确度的是__________。
A.P₃和P₄之间的距离适当减小
B.选用宽度较大的玻璃砖
C.用入射界面与出射界面平行的玻璃砖
D.P₁、P₂连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小
(3)如图乙所示,正确作出光路图后,以入射点O为圆心,为半径作圆,圆与入射光线、折射光线分别交于A、D两点,再过A、D作法线的垂线,垂足分别为B、C点,测得,,则玻璃的折射率为__________(结果保留三位有效数字)。
(4)在确定玻璃砖边界线时,下列情形会导致折射率的测量值偏小的是__________。
A.玻璃砖下移 B.玻璃砖上移
C.两直线间距宽于玻璃砖 D.两直线间距窄于玻璃砖
【答案】(1)BD
(2)B
(3)1.61
(4)C
【详解】(1)AB.确定大头针的位置的方法是插上大头针,使挡住、的像,故A错误,B正确;
CD.确定大头针的位置的方法是插上大头针,使挡住和、的像,C错误,D正确。
故选BD。
(2)A.为减小作图误差,和之间的距离应适当增大,故A错误;
B.光在宽度较大的玻璃砖中的传播路程较长,入射点与出射点之间的距离较大,角度测量越准确,误差越小,故B正确;
C.玻璃砖无需平行,故C错误;
D.、连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当增大,折射现象更明显,误差较小,故D错误。
故选B。
(3)由折射定律得
(4)AB.光路图如图A、B所示
由图可知两图的折射角不变,则不会产生误差,故AB错误;
CD.光路图如图C、D所示
由图可知C图中折射角偏大,则折射率偏小,D图中折射角偏小,则折射率偏大,故C正确,D错误。
故选C。
13.某兴趣小组利用激光笔和实验室中的器材测量矩形玻璃砖对该激光的折射率,如图所示。部分实验步骤如下:
①将矩形玻璃砖放置在水平纸面上,描出玻璃砖的边界、;
②将一光屏垂直纸面放置,且与平行;
③调整激光笔,使激光束平行纸面,以一定角度从上的点入射玻璃砖,在上的点、上的点和光屏上的、点均出现激光亮点,在纸面上标记、、、、点的位置。
(1)(单选)对实验中一些具体问题,下列说法正确的是___________
A.用激光束平行纸面照射玻璃砖时,入射角越小,测量结果越准确
B.无论激光从什么角度入射,进入玻璃砖的光都不可能在边发生全反射
C.如果在界面处,入射角大于某一角度,光将能发生全反射
(2)在图中补全激光束从点到点的光路图;
(3)过点向光屏做垂线,交点标记为点,测量出,,,,则折射率___________(用、、、表示)。
【答案】(1)B
(2)
(3)
【详解】(1)A.入射角过小,折射角也会很小,测量角度的相对误差会增大,测量结果不准确,故A错误;
B.玻璃砖上下边界,光在面的入射角等于在面的折射角,根据折射定律可得
可得(为玻璃对空气的临界角)
因此,则一定不会发生全反射,故B正确;
C.全反射只能发生在光从光密介质射向光疏介质时,面是光从空气(光疏)入射到玻璃(光密),不可能发生全反射,故C错误。
故选B。
(2)激光从到的光路如图所示
(3)入射角是入射光线与法线()的夹角,反射角等于入射角,由直角三角形得
折射角是玻璃中折射光线与法线的夹角,AE是A点的直接反射光线,则有,光屏与平行,则四边形ACDE为平行四边形,因此,可得
根据折射率定义得
代入得
【点睛】
14.某实验小组利用图甲所示的装置测定单色光的波长。
(1)各项操作正确规范,下列说法正确的是_____;
A.安装实验装置时保证各仪器等高共轴
B.在图甲所示试验装置中可以去掉滤光片
C.测量亮条纹间距时只需要测量两个亮条纹中心间距即可
D.实验中单缝和双缝垂直
(2)若实验中双缝间距为,双缝到毛玻璃屏的距离为,测得第1个亮条纹到第6个亮条纹间距为,则所用单色光的波长为_____;
(3)若测量头中观察到的图样如图乙所示,则在此情况下,波长的测量值_____真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)A
(2)
(3)大于
【详解】(1)[2]A.为获得清晰、居中的干涉条纹,光源、滤光片、单缝、双缝和屏(或测量头)的中心必须共轴且等高,确保光束沿遮光筒轴线传播,故A正确;
B.滤光片用于获得近似单色光,去掉后白光会产生彩色重叠条纹,难以测量波长,但干涉现象仍存在,故B错误;
C.实际操作中因条纹间距极小,应测n个条纹(如第1到第条)的总间距,再除以求平均,以减小读数误差,故C错误;
D.单缝与双缝必须相互平行,否则无法形成清晰的双缝干涉图样;若垂直,则双缝相当于两个独立点光源,不产生稳定干涉,故D错误。
故选A。
(2)第1个亮条纹到第6个亮条纹之间包含 5 个相邻条纹间距,故相邻亮条纹间距 ,即
根据双缝干涉条纹间距公式
变形解得单色光的波长为
(3)如图所示,如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,根据几何关系可知,分划板中心刻线从一个亮条纹中心移动到一下个亮条纹中心的过程中,刻线移动的距离将大于相邻亮条纹间距。
四、解答题
15.如图所示,一棱镜玻璃砖的截面ABC为一等腰三角形,且∠A=∠C=30°,AB的长度为l,现有一束平行于底边AC的单色光从AB的中点P射入,在BC右侧观察者感觉光线沿直线从BC边直接射出。已知光在真空中的传播速度为c,频率为f,则:
(1)棱镜玻璃砖对该单色光的折射率为多少?
(2)求该单色光在玻璃砖中的波长及光在玻璃砖中的传播时间?
【答案】(1)
(2),
【详解】(1)因光线平行AC入射可得其入射角θ=60°,由对称性可得光在玻璃砖底边的中点D发生全反射,连接BD,在直角三角形ABD中可得∠ABD=60°,,即三角形PBD为正三角形,所以在P点的折射角β=30°
根据折射定律有
(2)光速
则有
光在玻璃中的传播时间为
16.在AR(增强现实)眼镜的光学设计中,半圆柱形玻璃砖被用于光线引导与成像模块。当从微型投影设备发出的单色光,以入射角从空气射入半径为R的玻璃砖时(光路如图),沿半径射出,折射角,光在真空中传播速度为c。为了给用户带来清晰、无偏差的增强现实视觉体验,工程师们需要同学们帮助处理以下问题:
(1)求该玻璃砖的折射率n和光在玻璃砖中的传播速度v;
(2)当光从玻璃砖射入空气时,发生全反射的临界角是多少?
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)玻璃砖的折射率为
根据
可知光在玻璃砖中传播速度
(2)根据全反射的条件可得
故当光从玻璃砖射入空气时,发生全反射的临界角
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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高二期末复习人教版选择性必修第一册第四章光 练习
一、单选题
1.关于光的应用,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理
B.光在光导纤维中传播的速度小于
C.观看立体电影需要佩戴3D眼镜是利用了光的干涉原理
D.验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
2.关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述正确的是( )
A.甲图中,水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的下方
B.乙图中,M、N是偏振片,P是光屏,固定偏振片M,缓慢转动偏振片N时,光屏P上光的亮度发生变化,此现象说明光是纵波
C.丙图中,彩色的肥皂泡是光的折射现象
D.丁图中,“泊松亮斑”是光的衍射现象
3.柱状材料的圆弧面与水平工件接触,上表面水平,图甲为装置的截面图。用单色光垂直于工件上表面照射,形成如图乙所示的干涉图样。则相干光来源于( )
A.材料上、下表面反射的两列光
B.空气楔上、下表面反射的两列光
C.材料上表面与工件表面反射的两列光
D.材料下表面与工件下表面反射的两列光
4.雨霁校园一洗新,阳光穿树入水莹。梢头万点争明处,少年心事当拿云。如图雨后天晴,校园三角梅绿叶上的露珠可简化视为球形水滴,太阳光从空气斜射入露珠中。已知水的折射率,空气中光速m/s,若太阳光入射角,下列说法正确的是( )
A.光在露珠中的传播速度为m/s B.折射角大于入射角
C.折射角的正弦值为0.375 D.光从露珠射向空气时一定发生全反射
5.如图扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B.光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况( )
A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射
C.都全反射 D.1全反射,2不全反射
6.如图所示,光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液,折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比( )
A.甲的折射率大 B.甲的浓度小
C.甲中光速大 D.甲的临界角大
二、多选题
7.如图,一宽度为R的平行光垂直于底边OB之间的区域射入半径为R的D形玻璃砖,在其圆弧边界ACB上有长为的部分有光线射出。已知光在真空中的传播速度为c,不考虑光在有折射时的反射,则下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对该平行光的折射率为
B.玻璃砖对该平行光的折射率为
C.光线在底边的OA段垂直射出的位置距离O点最近的距离为
D.光线在底边的OA段垂直射出的位置距离O点最近的距离为
8.某同学用直角梯形玻璃砖和激光笔探究玻璃的光学特性。如图所示,激光从AO方向射向玻璃砖MN边的O点,经玻璃砖折射后从PQ边的O'点沿O'B方向射出玻璃砖,其中MN<MP。下列说法正确的是( )
A.AO与O'B平行
B.该玻璃的折射率为
C.该玻璃砖的全反射临界角为45°
D.逐渐增大激光的入射角,激光在MP面会发生全反射
9.彩虹是阳光经水珠两次折射、一次反射形成的。如图所示为一束白光从点射入水珠(看成球形),其中、两种单色光经水珠反射分别从、两点折射射出,对、两种单色光的折射与反射,下列判断正确的是( )
A.水珠对光的折射率更大
B.点是单色光的反射点
C.改变光在点的入射角,其中某个单色光可能会在水珠内发生全反射
D.光从点传播到点所用时间比光从点传播到点所用时间长
10.小刚在测量半圆形玻璃砖的实验中,用一束单色光a、b组成的复色光,沿垂直于直径AB的方向照射到半圆面上,如图所示。接着,保持入射光的方向不变,绕着圆心O点顺时针转动玻璃砖,当转过的角度时,发现单色光a恰好沿着直径AB射出;当转过的角度时,单色光b也恰好沿直径AB射出。已知真空中的光速为c,玻璃砖的半径为R,下列说法正确的是( )
A.单色光a的折射率是
B.如果用单色光a照射锌板不能使之发生光电效应,则b光也不能
C.当玻璃砖绕圆心转过,b光的折射角为
D.当发生全反射时,两单色光在介质中传播的时间差为
三、实验题
11.(1)在双缝干涉实验中,若测得双缝到光屏的距离为L,双缝间的距离为d,图1所示从1号条纹开始到n号条纹的间距为x,则光的波长为_____(用n、L、d、x表示)。
(2)已知双缝间的距离为d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏的距离为L =75.0cm,当分划板中心刻线对齐如图1所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图2所示,则读数为_______mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为_______ m(结果保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图3所示,则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值_____实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)
12.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两个必要步骤是__________。(多选)
A.插上大头针,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的像
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)下列措施能够提高实验准确度的是__________。
A.P₃和P₄之间的距离适当减小
B.选用宽度较大的玻璃砖
C.用入射界面与出射界面平行的玻璃砖
D.P₁、P₂连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小
(3)如图乙所示,正确作出光路图后,以入射点O为圆心,为半径作圆,圆与入射光线、折射光线分别交于A、D两点,再过A、D作法线的垂线,垂足分别为B、C点,测得,,则玻璃的折射率为__________(结果保留三位有效数字)。
(4)在确定玻璃砖边界线时,下列情形会导致折射率的测量值偏小的是__________。
A.玻璃砖下移 B.玻璃砖上移
C.两直线间距宽于玻璃砖 D.两直线间距窄于玻璃砖
13.某兴趣小组利用激光笔和实验室中的器材测量矩形玻璃砖对该激光的折射率,如图所示。部分实验步骤如下:
①将矩形玻璃砖放置在水平纸面上,描出玻璃砖的边界、;
②将一光屏垂直纸面放置,且与平行;
③调整激光笔,使激光束平行纸面,以一定角度从上的点入射玻璃砖,在上的点、上的点和光屏上的、点均出现激光亮点,在纸面上标记、、、、点的位置。
(1)(单选)对实验中一些具体问题,下列说法正确的是___________
A.用激光束平行纸面照射玻璃砖时,入射角越小,测量结果越准确
B.无论激光从什么角度入射,进入玻璃砖的光都不可能在边发生全反射
C.如果在界面处,入射角大于某一角度,光将能发生全反射
(2)在图中补全激光束从点到点的光路图;
(3)过点向光屏做垂线,交点标记为点,测量出,,,,则折射率___________(用、、、表示)。
14.某实验小组利用图甲所示的装置测定单色光的波长。
(1)各项操作正确规范,下列说法正确的是_____;
A.安装实验装置时保证各仪器等高共轴
B.在图甲所示试验装置中可以去掉滤光片
C.测量亮条纹间距时只需要测量两个亮条纹中心间距即可
D.实验中单缝和双缝垂直
(2)若实验中双缝间距为,双缝到毛玻璃屏的距离为,测得第1个亮条纹到第6个亮条纹间距为,则所用单色光的波长为_____;
(3)若测量头中观察到的图样如图乙所示,则在此情况下,波长的测量值_____真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
四、解答题
15.如图所示,一棱镜玻璃砖的截面ABC为一等腰三角形,且∠A=∠C=30°,AB的长度为l,现有一束平行于底边AC的单色光从AB的中点P射入,在BC右侧观察者感觉光线沿直线从BC边直接射出。已知光在真空中的传播速度为c,频率为f,则:
(1)棱镜玻璃砖对该单色光的折射率为多少?
(2)求该单色光在玻璃砖中的波长及光在玻璃砖中的传播时间?
16.在AR(增强现实)眼镜的光学设计中,半圆柱形玻璃砖被用于光线引导与成像模块。当从微型投影设备发出的单色光,以入射角从空气射入半径为R的玻璃砖时(光路如图),沿半径射出,折射角,光在真空中传播速度为c。为了给用户带来清晰、无偏差的增强现实视觉体验,工程师们需要同学们帮助处理以下问题:
(1)求该玻璃砖的折射率n和光在玻璃砖中的传播速度v;
(2)当光从玻璃砖射入空气时,发生全反射的临界角是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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