第四章 光（单元自测·培优卷）物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 本卷为高中物理选择性必修二第四章“光”的单元培优卷，以光的折射、全反射、干涉等核心知识为载体，通过真实情境（如光导纤维、测糖仪）和实验探究（插针法、双缝干涉），考查物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10/30|折射定律、全反射（坦克观察孔）、双缝干涉（光源替换）|结合科技情境（光纤通信），基础概念辨析| |多选题|4/12|色散（彩虹形成）、折射率比较（玻璃砖分光）|综合分析能力，多选项逻辑关联| |实验题|2/18|插针法测折射率、双缝干涉测波长|科学探究能力，误差分析与数据处理| |解答题|4/40|全反射临界角、布儒斯特定律、增透膜原理|复杂问题建模，科学推理与计算|

2026-2027学年选择性必修二物理单元自测 第四章 光·培优卷 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共10小题，每题3分，共30分） 1．(25-26高一·陕西西安高新第一中学·期末)为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图如图所示），若坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为120°，真空中光速为。下列说法正确的是（　　） A．孔内玻璃的折射率为1.5 B．光在该玻璃中的传播速度为 C．仅减小孔左右两边的距离，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 D．仅减小玻璃的折射率，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 2．(25-26高二下·广西河池·期末)半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示，O为截面半圆的圆心，一束单色光从真空沿半径方向射入介质，光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率，光在真空中的传播速度为c，则光在介质中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 3．(25-26高二下·浙江台州·期末)如图所示，某学校教师为了更好地给同学们模拟光导纤维的工作原理，特地用亚克力板制成的容器装满水，用绿色激光模拟了光导过程如图甲。老师用手指蘸了点容器里面的水，然后按在光线的第一个全反射点，神奇的现象发生，容器中后面的光线不见了如图乙。根据上述现象，请判断下列说法中正确的是（　　） A．光在容器与空气界面发生全反射 B．说明水对绿光的折射率大于亚克力板对绿光的折射率 C．如果用干燥的手去轻触第一个全反射点，容器中后面的光线也会消失不见 D．若换用紫色光源以相同角度入射，则无法实现全反射光导 4．(25-26高二下·天津河东区第七中学·月考)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．、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 5．(25-26高二下·甘肃定西临洮中学，临洮二中等校·期末)在双缝干涉实验中，若将光源由红光换成紫光，则（　　） A．干涉条纹间距变大 B．干涉条纹间距变小 C．干涉条纹消失 D．干涉条纹亮度增加 6．(25-26高二下·辽宁抚顺七校协作体·期末)如图所示，某同学做双缝干涉实验，单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上，屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为，与的差可能为（     ） A． B． C． D． 7．劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹。以下叙述与干涉条纹的特点相符的是（     ） A．条纹间距相等 B．任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度不相等 C．改用频率更大的光照射，条纹间距将变大 D．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差不一定相同 8．下面关于光学现象说法正确的是（     ） A．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的全反射现象 B．红光发生单缝衍射现象，呈现的是明暗相间的等间距条纹 C．光的偏振现象说明光是横波 D．水中气泡看着特别明亮是由于光的干涉现象 9．(25-26高三下·山西太原师范学校附属学校)利用在眼镜镜片上镀膜的技术，可以有效减弱电子屏幕发出的蓝光对眼睛的伤害，其原理与下列相同的是（     ） A．光导纤维 B．彩色肥皂膜 C．泊松亮斑 D．3D电影 10．(25-26高二下·天津河西区·期末)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（     ） A．医用纤维式内窥镜，主要利用了光的干涉 B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤，主要利用了激光亮度高的特点 C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，主要利用了光的衍射 二、多选题（本题共4小题，每题3分，共12分） 11．(25-26高二下·福建福州福九联盟·期末)图甲是福建永泰“百漈沟”国家4A景区，景色迷人，特别是瀑布下彩虹绚丽多彩。其形成过程如图乙。太阳光中包含多种波长的单色光，波长越长的光，水对其折射率就越小。雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹。假设水滴是球形的，图乙中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同波长的出射光线，下列说法正确的是（     ） A．a、b、c、d光的颜色依次可能是紫光、蓝光、黄光、红光 B．在水滴中a光的频率小于d光的频率 C．在水滴中a光波长小于d光的波长 D．在水滴中a光速度大于d光的速度 12．测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，其中，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是（　　） A．a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大 B．若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C．若逐渐提高溶液的含糖率，a光先不能射出容器 D．稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 13．(25-26高二下·北京延庆区·期末)如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是（     ） A．a、b两束单色光相互平行 B．b光的频率比a光的大 C．b光在玻璃中的传播速度比a光的大 D．b光在真空中的传播速度比a光的大 14．(25-26高二下·广东肇庆·期末)用如图甲所示的装置观察光的干涉、衍射现象和偏振现象。狭缝、关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。再将偏振片置于双缝右侧，、透振方向平行。下列说法正确的是（     ） A．图丙是遮住一条狭缝得到的衍射图样 B．照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，则该处是亮条纹 C．用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．保持不动，将绕轴转动的过程中，光屏上的干涉条纹的亮度逐渐减小 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．（9分）(25-26高二下·四川泸州·期末)某实验小组采用插针法测定长方体透明玻璃槽中某种植物油的折射率，玻璃槽壁厚度可忽略，植物油左、右界面平行，如图甲所示。该小组的实验操作过程如下： ①将白纸平铺在水平木板上，把玻璃槽放在白纸中央，画出直线aa＇、bb＇作为左、右界面；向玻璃槽内注入待测植物油。 ②在玻璃槽左侧竖直插上两枚大头针P1、P2，透过植物油观察大头针P1、P2的像，使P3恰好挡住P1、P2的像，P4恰好挡住P3及P1、P2的像，作出光路如图甲所示。 (1)某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO＇延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图乙所示。他用刻度尺测得AB=3.20 cm，CD的刻度尺读数如图丙所示，该读数为________cm，则可求出玻璃槽中植物油的折射率n=________（保留三位有效数字）。 (2)关于该实验的分析，下列说法正确的是________。 A．入射角变大，会在界面bb＇发生全反射 B．为减小作图误差，P1、P2距离应适当取大些 C．甲图中角α越大，则角β越大 D．入射角越小，折射率测量越准确 (3)玻璃槽的俯视图如图丁所示，已知玻璃槽所用玻璃的折射率为1.52，若仅考虑玻璃对光线的影响，则植物油折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），为减小玻璃对植物油折射率测量的影响，应选用________为界面（选填“EG和FH”或“EF和GH”）。 16．（9分）(25-26高二下·四川广元·期末)同学们在利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得可以从目镜中观察到清晰的干涉条纹。 (1)若想减少从目镜中观察到的条纹个数，以下操作可行的是______； A．将屏稍向右移动 B．将单缝稍向左移动 C．使用间距更大的双缝 D．将绿色滤光片换成红色滤光片 (2)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，该同学为了减小测量误差，用测量头测出条亮条纹间的距离，则该单色光的波长_______。 (3)由杨氏双缝干涉条纹间距公式可知，对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但教科书中所给的干涉图样并非如此，只有在靠近中央部分的条纹是等距的，而边缘部分的间距在变________（选填“窄”或“宽”）。 (4)1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉实验的结果（称洛埃镜实验），其装置如图乙所示，为单色光源，为平面镜。光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离为，到平面镜的垂直距离为，在光屏上形成如图丙所示干涉条纹。在图丙中，已知第1条亮条纹和第7条亮条纹之间的距离为，则该单色光的波长为_______（用，，表示）。同学们在做实验时，不慎将平面镜沿纸面向下移动了一小段距离，与未发生平移时相比，干涉条纹间距将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、解答题（本题共4小题，共40分） 17．（9分）(25-26高二下·陕西安康汉滨区七校·期末)如图所示，折射率的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，与竖直方向的夹角。已知圆柱横截面半径为，光速为。求： (1)求光线从玻璃射向真空时发生全反射的临界角； (2)光线射入圆柱时的折射角； (3)光线从射入圆柱至射出时的时间（不考虑光线在圆柱内的反射）。 18．（9分）(25-26高二下·河北张家口部分校·期末)自然光以布儒斯特角入射，在介质界面上反射和折射，此时反射光与折射光垂直，且反射光是线偏振光。这个规律称为布儒斯特定律。如图所示，正三角形AOB为透明介质的横截面，P点为界面OB的中点。一束平行于角平分线OM的单色光由界面OB上的P点射入介质，刚好获得线偏振光。已知三角形的边长为l，光在空气中的传播速度为c。 (1)求该介质的折射率n； (2)判断光第一次到达界面AB时是否发生全反射（需写明判断理由）； (3)求光从P点第一次到达界面AB过程中传播的时间。 19．（10分）(25-26高三上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲所示）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。则 (1)增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的总时间： (2)为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中相邻亮条纹中心间距。求增透膜的最小厚度。 20．（12分）如图所示是爱尔兰物理学家劳埃德于1834年观察光的干涉现象的原理图（为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例）。线光源S发出波长为600nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上（这些光对镜面的入射角接近）。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 (1)用作图法标出光发生干涉的区域； (2)相邻两条明条纹间距有多大？ (3)求屏D上出现干涉亮条纹的条数。 第7页 共8页 ◎ 第8页 共8页 第5页 共8页 ◎ 第6页 共8页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修二物理单元自测 第四章 光·培优卷 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共10小题，每题3分，共30分） 1．【答案】A 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】D 5．【答案】B 6．【答案】C 7．【答案】A 8．【答案】C 9．【答案】B 10．【答案】B 二、多选题（本题共4小题，每题3分，共12分） 11．【答案】AC 12．【答案】AB 13．【答案】AC 14．【答案】AD 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．【答案】(1)2.20/2.18/2.19…………………1分 1.45…………………2分 (2)BC…………………2分 (3) 大于…………………2分 EG和FH…………………2分 16．【答案】(1)AD…………………2分 (2)…………………2分 (3)宽…………………1分 (4) …………………2分 变小…………………2分 四、解答题（本题共4小题，共40分） 17．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据折射率与临界角的关系，有………………2分 得………………1分 （2）根据折射定律，有………………2分 得………………1分 （3）根据，得光线在圆柱中传播的速度………………1分 根据几何知识，得光线在圆柱中传播的位移………………1分 则光线从射入圆柱至射出，所用时间………………1分 18．【答案】(1) (2) 由几何关系可知，在界面AB时，入射角， 全反射临界角 ，故不会发生全反射。 (3) 【详解】（1）由题意可知，此时反射光线与折射光线相互垂直，入射光发生反射与折射的光路图如下图所示，………………1分 由几何关系可知：入射角，折射角………………1分 故该介质的折射率………………1分 （2）几何关系可知，在界面AB时，入射角， 全反射临界角………………2分 ，故不会发生全反射。………………1分 （3）由几何关系可知为等边三角形， 在介质中光的传播速度为………………1分 根据………………1分 解得光从P点第一次到达界面AB过程中传播的时间为………………1分 19．【答案】(1) (2) 【详解】（1）单色光在增透膜中的传播速度满足………………1分 单色光在光学元件中的传播速度满足 则传播总时间为………………2分 联立解得……………2分 （2）根据…………1分 解得被测绿光的波长为 增透膜上、下两个表面的反射光因发生干涉而相互抵消，则光程差要等于半波长的奇数倍，设绿光在增透膜中的波长为，则 又 解得…………2分 当时增透膜厚度最小…………1分 代入数据解得…………1分 20．【答案】(1)见解析图 (2) (3)11条 【详解】（1）根据作图法可得如图，其中阴影部分为发生干涉的区域。…………3分 （2）相邻两条明条纹间距宽度为…………3分 （3）根据几何关系得，区域中的最高点到镜面所在平面的距离为，有 解得…………2分 区域中的最低点到镜面所在平面的距离为，有 解得…………2分 区域的宽度为 由（2）可知相邻两条明条纹间距为 所以屏D出现干涉亮条纹的数目为条。………2分 试卷第4页，共4页 试卷第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修二物理单元自测 第四章 光·培优卷 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共10小题，每题3分，共30分） 1．(25-26高一·陕西西安高新第一中学·期末)为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图如图所示），若坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为120°，真空中光速为。下列说法正确的是（　　） A．孔内玻璃的折射率为1.5 B．光在该玻璃中的传播速度为 C．仅减小孔左右两边的距离，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 D．仅减小玻璃的折射率，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 【答案】A 【详解】A．如图所示 根据题意和几何关系可知入射角，折射角 根据折射定律，A正确。 B．光在该玻璃中的传播速度，B错误。 C．仅减小孔左右两边的距离，最大折射角减小，根据折射定律可知，最大入射角减小，则坦克内的人观察外界角度的范围将减小，C错误。 D．减小折射率n，则根据折射定律，因最大折射角不变，则最大入射角减小，则坦克内的人观察外界角度的范围将减小，D错误。 故选A。 2．(25-26高二下·广西河池·期末)半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示，O为截面半圆的圆心，一束单色光从真空沿半径方向射入介质，光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率，光在真空中的传播速度为c，则光在介质中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由，可知临界角小于60度，现在点的入射角等于60度，大于临界角，故光在点处发生全反射。 在介质中路程为，速度 解得时间 故选D。 3．(25-26高二下·浙江台州·期末)如图所示，某学校教师为了更好地给同学们模拟光导纤维的工作原理，特地用亚克力板制成的容器装满水，用绿色激光模拟了光导过程如图甲。老师用手指蘸了点容器里面的水，然后按在光线的第一个全反射点，神奇的现象发生，容器中后面的光线不见了如图乙。根据上述现象，请判断下列说法中正确的是（　　） A．光在容器与空气界面发生全反射 B．说明水对绿光的折射率大于亚克力板对绿光的折射率 C．如果用干燥的手去轻触第一个全反射点，容器中后面的光线也会消失不见 D．若换用紫色光源以相同角度入射，则无法实现全反射光导 【答案】A 【详解】A．手指蘸水后按在第一个全反射点，水代替了该处的空气，容器中后面的光线不见了，说明光从该点泄漏出去，破坏了全反射条件，发生了折射，故初始时光在容器壁（亚克力板）与空气界面处发生全反射，故A正确； B．结合选项A的分析可知，光从水进入亚克力板并在亚克力板和空气界面发生全反射，从题中条件无法直接比较水和亚克力对绿光的折射率，故B错误； C．干燥的手与容器壁之间存在空气，空气折射率远小于水，全反射条件仍然满足，光不会漏出，后续光线不会消失，故C错误； D．紫光折射率大于绿光，由临界角公式可知，折射率越大临界角越小；绿光该入射角能发生全反射，紫光相同入射角更满足全反射条件，仍可以实现全反射光导，故D错误。 故选A。 4．(25-26高二下·天津河东区第七中学·月考)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．、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，a、b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，由可知，b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。 5．(25-26高二下·甘肃定西临洮中学，临洮二中等校·期末)在双缝干涉实验中，若将光源由红光换成紫光，则（　　） A．干涉条纹间距变大 B．干涉条纹间距变小 C．干涉条纹消失 D．干涉条纹亮度增加 【答案】B 【详解】AB．双缝干涉的条纹间距公式为，其中为双缝到光屏的距离，为双缝间距，为入射光的波长。 红光波长大于紫光波长，将红光换成紫光时减小，、不变，因此减小，条纹间距变小，故A错误，B正确； C．只要满足相干条件，紫光同样可以发生双缝干涉，不会出现条纹消失的情况，故C错误； D．干涉条纹的亮度由入射光的强度决定，仅更换入射光的波长，未改变光强，无法得出亮度增加的结论，故D错误。 故选B。 6．(25-26高二下·辽宁抚顺七校协作体·期末)如图所示，某同学做双缝干涉实验，单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上，屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为，与的差可能为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】暗条纹条件 即光程差为 、、、、 故选C。 7．劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹。以下叙述与干涉条纹的特点相符的是（     ） A．条纹间距相等 B．任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度不相等 C．改用频率更大的光照射，条纹间距将变大 D．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差不一定相同 【答案】A 【详解】AD．相邻明条纹对应的薄膜厚度差为 空气膜厚度沿劈尖方向均匀变化，所以条纹间距相等，故A正确，D错误。 B．同一条明条纹是等厚干涉条纹，其所在位置的薄膜厚度相等，故B错误； C．条纹间距与波长成正比。光的频率越大，波长越短，条纹间距越小，故C错误。 故选A。 8．下面关于光学现象说法正确的是（     ） A．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的全反射现象 B．红光发生单缝衍射现象，呈现的是明暗相间的等间距条纹 C．光的偏振现象说明光是横波 D．水中气泡看着特别明亮是由于光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．阳光下肥皂膜的彩色条纹是肥皂膜前后表面的反射光发生薄膜干涉形成的，不属于全反射现象，故A错误； B．单缝衍射形成的条纹为明暗相间、不等间距的条纹，中央亮纹最宽最亮，向两侧条纹宽度、亮度逐渐递减，等间距是双缝干涉的条纹特征，故B错误； C．偏振是横波特有的性质，纵波无法产生偏振现象，因此光的偏振现象说明光是横波，故C正确； D．水中气泡看起来特别明亮，是因为光从光密介质的水射向光疏介质的空气时，在气泡界面发生全反射，反射光强度大，不属于干涉现象，故D错误。 故选C。 9．(25-26高三下·山西太原师范学校附属学校)利用在眼镜镜片上镀膜的技术，可以有效减弱电子屏幕发出的蓝光对眼睛的伤害，其原理与下列相同的是（     ） A．光导纤维 B．彩色肥皂膜 C．泊松亮斑 D．3D电影 【答案】B 【详解】眼镜镜片上镀膜，应用了薄膜干涉原理；光导纤维是利用全反射原理；彩色肥皂膜是薄膜干涉原理；泊松亮斑是光的衍射原理；3D电影是利用光的偏振原理。 故选B。 10．(25-26高二下·天津河西区·期末)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（     ） A．医用纤维式内窥镜，主要利用了光的干涉 B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤，主要利用了激光亮度高的特点 C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，主要利用了光的衍射 【答案】B 【详解】A．医用纤维式内窥镜的核心是光导纤维，利用的是光的全反射原理，并非光的干涉，故A错误； B．激光具有亮度高、能量集中的特点，医学上用激光做“光刀”切除肿瘤正是利用该特性，故B正确； C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，是光的单缝衍射现象，与光的偏振无关，故C错误； D．用透明标准平面样板检查光学平面的平整程度，利用的是样板和待测平面之间空气薄层上下表面反射光的薄膜干涉原理，并非光的衍射，故D错误。 故选B。 二、多选题（本题共4小题，每题3分，共12分） 11．(25-26高二下·福建福州福九联盟·期末)图甲是福建永泰“百漈沟”国家4A景区，景色迷人，特别是瀑布下彩虹绚丽多彩。其形成过程如图乙。太阳光中包含多种波长的单色光，波长越长的光，水对其折射率就越小。雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹。假设水滴是球形的，图乙中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同波长的出射光线，下列说法正确的是（     ） A．a、b、c、d光的颜色依次可能是紫光、蓝光、黄光、红光 B．在水滴中a光的频率小于d光的频率 C．在水滴中a光波长小于d光的波长 D．在水滴中a光速度大于d光的速度 【答案】AC 【详解】A．波长越长折射率越小，偏折越小。光偏折最大，应为紫光；光偏折最小，应为红光，中间依次为蓝光、黄光，故A正确； B．紫光频率大于红光频率，为紫光，为红光，光频率大于光频率，故B错误； C．紫光波长小于红光波长，在水滴中光（紫光）波长小于光（红光）波长，故C正确； D．紫光折射率大，由知光速度小于光速度，故D错误。 故选AC。 12．测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，其中，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是（　　） A．a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大 B．若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C．若逐渐提高溶液的含糖率，a光先不能射出容器 D．稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 【答案】AB 【详解】A．由于，根据光的折射定律结合光路图可知，溶液的折射率小于透明介质的折射率，由可知，a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大，故A正确； B．稍微提高溶液的含糖率，溶液的折射率增大，光线从溶液射出时，折射角增大，故打在屏幕上的位置向下移动，B正确； C．由图可知，溶液对光的折射率小于溶液对光的折射率，由可知，逐渐提高溶液的含糖率，光先达到全反射的临界角，即光先不能射出容器，C错误； D．稍微水平向左移动透明介质，由几何关系可知光线打在屏幕上的位置均将向上移动，D错误。 故选AB。 13．(25-26高二下·北京延庆区·期末)如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是（     ） A．a、b两束单色光相互平行 B．b光的频率比a光的大 C．b光在玻璃中的传播速度比a光的大 D．b光在真空中的传播速度比a光的大 【答案】AC 【详解】A．玻璃砖上下表面平行，根据折射定律，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，最终出射角等于上表面的入射角，因此出射光线都与入射光线平行，故a、b两束出射光也相互平行，故A正确； B．由图可知a光偏折程度更大，说明玻璃对a光的折射率更大；同种介质中，光的折射率越大，频率越大，因此a光频率大于b光，故B错误； C．根据光在介质中的传播速度公式，由于玻璃对a光的折射率更大，所以b光在玻璃中的传播速度比a光的大，故C正确； D．所有光在真空中的传播速度都等于光速，因此a、b在真空中传播速度相等，故D错误。 故选AC。 14．(25-26高二下·广东肇庆·期末)用如图甲所示的装置观察光的干涉、衍射现象和偏振现象。狭缝、关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。再将偏振片置于双缝右侧，、透振方向平行。下列说法正确的是（     ） A．图丙是遮住一条狭缝得到的衍射图样 B．照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，则该处是亮条纹 C．用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．保持不动，将绕轴转动的过程中，光屏上的干涉条纹的亮度逐渐减小 【答案】AD 【详解】A．遮住一条狭缝，发生的是单缝衍射，单缝衍射图样是中央宽、两边窄的明暗相间条纹，与图丙符合，故A正确； B．根据干涉特点，照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，两束光在该点振动相消，该处是暗条纹，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C错误； D．保持不动，将绕轴转动，、透振方向由平行变为垂直，通过的光强逐渐减小，所以光屏上干涉条纹的亮度在减小，故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．（9分）(25-26高二下·四川泸州·期末)某实验小组采用插针法测定长方体透明玻璃槽中某种植物油的折射率，玻璃槽壁厚度可忽略，植物油左、右界面平行，如图甲所示。该小组的实验操作过程如下： ①将白纸平铺在水平木板上，把玻璃槽放在白纸中央，画出直线aa＇、bb＇作为左、右界面；向玻璃槽内注入待测植物油。 ②在玻璃槽左侧竖直插上两枚大头针P1、P2，透过植物油观察大头针P1、P2的像，使P3恰好挡住P1、P2的像，P4恰好挡住P3及P1、P2的像，作出光路如图甲所示。 (1)某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO＇延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图乙所示。他用刻度尺测得AB=3.20 cm，CD的刻度尺读数如图丙所示，该读数为________cm，则可求出玻璃槽中植物油的折射率n=________（保留三位有效数字）。 (2)关于该实验的分析，下列说法正确的是________。 A．入射角变大，会在界面bb＇发生全反射 B．为减小作图误差，P1、P2距离应适当取大些 C．甲图中角α越大，则角β越大 D．入射角越小，折射率测量越准确 (3)玻璃槽的俯视图如图丁所示，已知玻璃槽所用玻璃的折射率为1.52，若仅考虑玻璃对光线的影响，则植物油折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），为减小玻璃对植物油折射率测量的影响，应选用________为界面（选填“EG和FH”或“EF和GH”）。 【答案】(1) 2.20/2.18/2.19 1.45 (2)BC (3) 大于 EG和FH 【详解】（1）[1]由图丙刻度尺读数规则可知，刻度尺的分度值为，需要估读到分度值的下一位，读得 [2]由图乙的几何关系可知，入射角的正弦值和折射角的正弦值分别有， 根据折射定律有 联立解得 代入已知数据解得 （2）A．根据光路可逆可知，光线在bb'界面的入射角等于在aa'界面的折射角，由于在aa'界面发生折射，折射角必小于临界角，因此在界面bb'绝不会发生全反射，故A错误； B．为减小作图和测量的相对误差，插大头针时、及、的距离应适当取大些，故B正确； C．根据折射定律有 由于植物油的折射率不变，甲图中入射角越大，越大，则必随之增大，即折射角越大，故C正确； D．入射角越小，折射角也越小，在作图和测量长度时带来的相对误差会更大，因此折射率测量越不准确，故D错误。 故选BC。 （3）[1]设光线在aa'界面的入射角为，玻璃折射率为，植物油的真实折射率为。光线在玻璃和植物油中的真实折射角分别为和，根据折射定律分别有， 由前面计算可知，根据正弦函数性质推导得出 设单侧玻璃壁厚度为，两个界面间的总宽度为。真实光线在两玻璃壁内沿界面方向的总偏转距离为，在植物油内的偏转距离为，则光线在界面方向的总偏转距离公式为 实验中忽略了玻璃壁厚度，设测量折射角为，则等效的总偏转距离公式为 联立推导得出 由于，推导可得 即有 可知，设测量的折射率为，根据折射率测量公式有 联立推导得出 即植物油折射率的测量值大于真实值。 [2]由上述分析可知，为减小玻璃带来的误差，应使尽可能接近，即需要让比值尽可能小。由于玻璃壁厚度一定，故需要选用距离最大的两个表面作为界面，使得两界面间距最大。由图丁的俯视图可知，长方体长边EF的长度大于短边EG的长度，即EG和FH之间的距离大于EF和GH之间的距离，故应选用EG和FH作为界面。 16．（9分）(25-26高二下·四川广元·期末)同学们在利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得可以从目镜中观察到清晰的干涉条纹。 (1)若想减少从目镜中观察到的条纹个数，以下操作可行的是______； A．将屏稍向右移动 B．将单缝稍向左移动 C．使用间距更大的双缝 D．将绿色滤光片换成红色滤光片 (2)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，该同学为了减小测量误差，用测量头测出条亮条纹间的距离，则该单色光的波长_______。 (3)由杨氏双缝干涉条纹间距公式可知，对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但教科书中所给的干涉图样并非如此，只有在靠近中央部分的条纹是等距的，而边缘部分的间距在变________（选填“窄”或“宽”）。 (4)1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉实验的结果（称洛埃镜实验），其装置如图乙所示，为单色光源，为平面镜。光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离为，到平面镜的垂直距离为，在光屏上形成如图丙所示干涉条纹。在图丙中，已知第1条亮条纹和第7条亮条纹之间的距离为，则该单色光的波长为_______（用，，表示）。同学们在做实验时，不慎将平面镜沿纸面向下移动了一小段距离，与未发生平移时相比，干涉条纹间距将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)AD (2) (3)宽 (4) 变小 【详解】（1）条纹间距，要减少条纹个数，需增大，可增大或，或减小 A．屏向右移，增大，增大，故A正确； B．单缝左移，不影响条纹间距，故B错误； C．双缝间距变大，增大，减小，故C错误； D．绿滤光片换红滤光片，增大，增大，故D正确。 故选AD。 （2）条亮条纹间距为，相邻亮条纹间距 代入条纹间距公式 解得 （3） 根据双缝干涉原理图，由于，所以可近似地认为为直角三角形，根据三角函数关系有， 联立可得 当两列波的波程差为波长的整数倍时，即（）时，出现亮条纹，即亮条纹中心位置 因此两亮条纹间距 显然，该结论成立为很小，亮条纹在位置附近；边缘亮条纹远离，较大，不再满足，此时 原式近似变为，因此条纹间距会变宽。 （4）[1]光源与平面镜中虚像构成一对相干光源，两者间距，光屏到双缝的距离为 因此相邻亮条纹间距 已知第1条与第7条亮条纹之间的距离为，此距离对应6个间隔，即 联立解得 [2]若将平面镜沿纸面向下移动一小段距离，则光源到平面镜的垂直距离增大，等效双缝间距随之增大。 由可知，增大时条纹间距减小。 四、解答题（本题共4小题，共40分） 17．（9分）(25-26高二下·陕西安康汉滨区七校·期末)如图所示，折射率的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，与竖直方向的夹角。已知圆柱横截面半径为，光速为。求： (1)求光线从玻璃射向真空时发生全反射的临界角； (2)光线射入圆柱时的折射角； (3)光线从射入圆柱至射出时的时间（不考虑光线在圆柱内的反射）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据折射率与临界角的关系，有 得 （2）根据折射定律，有 得 （3）根据，得光线在圆柱中传播的速度 根据几何知识，得光线在圆柱中传播的位移 则光线从射入圆柱至射出，所用时间 18．（9分）(25-26高二下·河北张家口部分校·期末)自然光以布儒斯特角入射，在介质界面上反射和折射，此时反射光与折射光垂直，且反射光是线偏振光。这个规律称为布儒斯特定律。如图所示，正三角形AOB为透明介质的横截面，P点为界面OB的中点。一束平行于角平分线OM的单色光由界面OB上的P点射入介质，刚好获得线偏振光。已知三角形的边长为l，光在空气中的传播速度为c。 (1)求该介质的折射率n； (2)判断光第一次到达界面AB时是否发生全反射（需写明判断理由）； (3)求光从P点第一次到达界面AB过程中传播的时间。 【答案】(1) (2) 由几何关系可知，在界面AB时，入射角， 全反射临界角 ，故不会发生全反射。 (3) 【详解】（1）由题意可知，此时反射光线与折射光线相互垂直，入射光发生反射与折射的光路图如下图所示， 由几何关系可知：入射角，折射角 故该介质的折射率 （2）几何关系可知，在界面AB时，入射角， 全反射临界角 ，故不会发生全反射。 （3）由几何关系可知为等边三角形， 在介质中光的传播速度为 根据 解得光从P点第一次到达界面AB过程中传播的时间为 19．（10分）(25-26高三上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲所示）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。则 (1)增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的总时间： (2)为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中相邻亮条纹中心间距。求增透膜的最小厚度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）单色光在增透膜中的传播速度满足 单色光在光学元件中的传播速度满足 则传播总时间为 联立解得 （2）根据 解得被测绿光的波长为 增透膜上、下两个表面的反射光因发生干涉而相互抵消，则光程差要等于半波长的奇数倍，设绿光在增透膜中的波长为，则 又 解得 当时增透膜厚度最小 代入数据解得 20．（12分）如图所示是爱尔兰物理学家劳埃德于1834年观察光的干涉现象的原理图（为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例）。线光源S发出波长为600nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上（这些光对镜面的入射角接近）。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 (1)用作图法标出光发生干涉的区域； (2)相邻两条明条纹间距有多大？ (3)求屏D上出现干涉亮条纹的条数。 【答案】(1)见解析图 (2) (3)11条 【详解】（1）根据作图法可得如图，其中阴影部分为发生干涉的区域。 （2）相邻两条明条纹间距宽度为 （3）根据几何关系得，区域中的最高点到镜面所在平面的距离为，有 解得 区域中的最低点到镜面所在平面的距离为，有 解得 区域的宽度为 由（2）可知相邻两条明条纹间距为 所以屏D出现干涉亮条纹的数目为条。 试卷第12页，共19页 试卷第11页，共19页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修二物理单元自测 第四章 光·培优卷 建议用时：90分钟，满分：100分 一、单选题（本题共10小题，每题3分，共30分） 1．(25-26高一·陕西西安高新第一中学·期末)为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图如图所示），若坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为120°，真空中光速为。下列说法正确的是（　　） A．孔内玻璃的折射率为1.5 B．光在该玻璃中的传播速度为 C．仅减小孔左右两边的距离，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 D．仅减小玻璃的折射率，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 2．(25-26高二下·广西河池·期末)半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示，O为截面半圆的圆心，一束单色光从真空沿半径方向射入介质，光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率，光在真空中的传播速度为c，则光在介质中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 3．(25-26高二下·浙江台州·期末)如图所示，某学校教师为了更好地给同学们模拟光导纤维的工作原理，特地用亚克力板制成的容器装满水，用绿色激光模拟了光导过程如图甲。老师用手指蘸了点容器里面的水，然后按在光线的第一个全反射点，神奇的现象发生，容器中后面的光线不见了如图乙。根据上述现象，请判断下列说法中正确的是（　　） A．光在容器与空气界面发生全反射 B．说明水对绿光的折射率大于亚克力板对绿光的折射率 C．如果用干燥的手去轻触第一个全反射点，容器中后面的光线也会消失不见 D．若换用紫色光源以相同角度入射，则无法实现全反射光导 4．(25-26高二下·天津河东区第七中学·月考)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．、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 5．(25-26高二下·甘肃定西临洮中学，临洮二中等校·期末)在双缝干涉实验中，若将光源由红光换成紫光，则（　　） A．干涉条纹间距变大 B．干涉条纹间距变小 C．干涉条纹消失 D．干涉条纹亮度增加 6．(25-26高二下·辽宁抚顺七校协作体·期末)如图所示，某同学做双缝干涉实验，单缝、双缝中点O、屏上的点均位于双缝、连线的中垂线上，屏上P点处出现暗条纹。已知入射光的波长为，与的差可能为（     ） A． B． C． D． 7．劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹。以下叙述与干涉条纹的特点相符的是（     ） A．条纹间距相等 B．任意一条明条纹所在位置下面的薄膜厚度不相等 C．改用频率更大的光照射，条纹间距将变大 D．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差不一定相同 8．下面关于光学现象说法正确的是（     ） A．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的全反射现象 B．红光发生单缝衍射现象，呈现的是明暗相间的等间距条纹 C．光的偏振现象说明光是横波 D．水中气泡看着特别明亮是由于光的干涉现象 9．(25-26高三下·山西太原师范学校附属学校)利用在眼镜镜片上镀膜的技术，可以有效减弱电子屏幕发出的蓝光对眼睛的伤害，其原理与下列相同的是（     ） A．光导纤维 B．彩色肥皂膜 C．泊松亮斑 D．3D电影 10．(25-26高二下·天津河西区·期末)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（     ） A．医用纤维式内窥镜，主要利用了光的干涉 B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤，主要利用了激光亮度高的特点 C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，主要利用了光的衍射 二、多选题（本题共4小题，每题3分，共12分） 11．(25-26高二下·福建福州福九联盟·期末)图甲是福建永泰“百漈沟”国家4A景区，景色迷人，特别是瀑布下彩虹绚丽多彩。其形成过程如图乙。太阳光中包含多种波长的单色光，波长越长的光，水对其折射率就越小。雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹。假设水滴是球形的，图乙中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同波长的出射光线，下列说法正确的是（     ） A．a、b、c、d光的颜色依次可能是紫光、蓝光、黄光、红光 B．在水滴中a光的频率小于d光的频率 C．在水滴中a光波长小于d光的波长 D．在水滴中a光速度大于d光的速度 12．测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，其中，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是（　　） A．a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大 B．若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C．若逐渐提高溶液的含糖率，a光先不能射出容器 D．稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 13．(25-26高二下·北京延庆区·期末)如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是（     ） A．a、b两束单色光相互平行 B．b光的频率比a光的大 C．b光在玻璃中的传播速度比a光的大 D．b光在真空中的传播速度比a光的大 14．(25-26高二下·广东肇庆·期末)用如图甲所示的装置观察光的干涉、衍射现象和偏振现象。狭缝、关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。再将偏振片置于双缝右侧，、透振方向平行。下列说法正确的是（     ） A．图丙是遮住一条狭缝得到的衍射图样 B．照射双缝时，若屏上点到、的距离差为半波长的奇数倍，则该处是亮条纹 C．用波长更长的光照射两条狭缝，其他条件不变，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．保持不动，将绕轴转动的过程中，光屏上的干涉条纹的亮度逐渐减小 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共18分） 15．（9分）(25-26高二下·四川泸州·期末)某实验小组采用插针法测定长方体透明玻璃槽中某种植物油的折射率，玻璃槽壁厚度可忽略，植物油左、右界面平行，如图甲所示。该小组的实验操作过程如下： ①将白纸平铺在水平木板上，把玻璃槽放在白纸中央，画出直线aa＇、bb＇作为左、右界面；向玻璃槽内注入待测植物油。 ②在玻璃槽左侧竖直插上两枚大头针P1、P2，透过植物油观察大头针P1、P2的像，使P3恰好挡住P1、P2的像，P4恰好挡住P3及P1、P2的像，作出光路如图甲所示。 (1)某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO＇延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图乙所示。他用刻度尺测得AB=3.20 cm，CD的刻度尺读数如图丙所示，该读数为________cm，则可求出玻璃槽中植物油的折射率n=________（保留三位有效数字）。 (2)关于该实验的分析，下列说法正确的是________。 A．入射角变大，会在界面bb＇发生全反射 B．为减小作图误差，P1、P2距离应适当取大些 C．甲图中角α越大，则角β越大 D．入射角越小，折射率测量越准确 (3)玻璃槽的俯视图如图丁所示，已知玻璃槽所用玻璃的折射率为1.52，若仅考虑玻璃对光线的影响，则植物油折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），为减小玻璃对植物油折射率测量的影响，应选用________为界面（选填“EG和FH”或“EF和GH”）。 16．（9分）(25-26高二下·四川广元·期末)同学们在利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得可以从目镜中观察到清晰的干涉条纹。 (1)若想减少从目镜中观察到的条纹个数，以下操作可行的是______； A．将屏稍向右移动 B．将单缝稍向左移动 C．使用间距更大的双缝 D．将绿色滤光片换成红色滤光片 (2)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，该同学为了减小测量误差，用测量头测出条亮条纹间的距离，则该单色光的波长_______。 (3)由杨氏双缝干涉条纹间距公式可知，对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但教科书中所给的干涉图样并非如此，只有在靠近中央部分的条纹是等距的，而边缘部分的间距在变________（选填“窄”或“宽”）。 (4)1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉实验的结果（称洛埃镜实验），其装置如图乙所示，为单色光源，为平面镜。光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离为，到平面镜的垂直距离为，在光屏上形成如图丙所示干涉条纹。在图丙中，已知第1条亮条纹和第7条亮条纹之间的距离为，则该单色光的波长为_______（用，，表示）。同学们在做实验时，不慎将平面镜沿纸面向下移动了一小段距离，与未发生平移时相比，干涉条纹间距将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、解答题（本题共4小题，共40分） 17．（9分）(25-26高二下·陕西安康汉滨区七校·期末)如图所示，折射率的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，与竖直方向的夹角。已知圆柱横截面半径为，光速为。求： (1)求光线从玻璃射向真空时发生全反射的临界角； (2)光线射入圆柱时的折射角； (3)光线从射入圆柱至射出时的时间（不考虑光线在圆柱内的反射）。 18．（9分）(25-26高二下·河北张家口部分校·期末)自然光以布儒斯特角入射，在介质界面上反射和折射，此时反射光与折射光垂直，且反射光是线偏振光。这个规律称为布儒斯特定律。如图所示，正三角形AOB为透明介质的横截面，P点为界面OB的中点。一束平行于角平分线OM的单色光由界面OB上的P点射入介质，刚好获得线偏振光。已知三角形的边长为l，光在空气中的传播速度为c。 (1)求该介质的折射率n； (2)判断光第一次到达界面AB时是否发生全反射（需写明判断理由）； (3)求光从P点第一次到达界面AB过程中传播的时间。 19．（10分）(25-26高三上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲所示）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。则 (1)增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的总时间： (2)为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中相邻亮条纹中心间距。求增透膜的最小厚度。 20．（12分）如图所示是爱尔兰物理学家劳埃德于1834年观察光的干涉现象的原理图（为讨论问题方便，图中线段长度与数据不成比例）。线光源S发出波长为600nm的光，有一部分直接射到足够大的屏D上，另一部分经镜面M反射到屏上（这些光对镜面的入射角接近）。这两部分光重叠产生干涉，在屏上出现明暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与杨氏双缝干涉相同。 (1)用作图法标出光发生干涉的区域； (2)相邻两条明条纹间距有多大？ (3)求屏D上出现干涉亮条纹的条数。 试卷第6页，共9页 试卷第7页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $