第四章 光（重难点训练）物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 该专项系统覆盖光的折射、干涉、衍射等核心知识点，通过模型建构与实验探究，培养科学思维与探究能力，题型设计层层递进，典例代表性强。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |折射与全反射|7题型（含玻璃砖、三棱镜模型）|结合几何关系考查折射率计算、全反射条件|从折射定律到临界角，建立光传播路径空间模型| |光的干涉|5题型（含双缝/薄膜干涉实验）|公式应用与实验操作结合，分析条纹原理|基于光程差分析明暗条纹，联系波长与间距关系| |光的衍射|3题型（单缝/小孔衍射、泊松亮斑）|通过图样辨析衍射现象，理解衍射条件|从衍射现象到波动本质，建立障碍物与波长关系| |偏振与激光|3题型（偏振应用、激光特性）|联系生活实例考查偏振应用，理解激光相干性|从横波特性到偏振现象，延伸激光科技应用|

第四章 光 【题型1 折射率的波长表达式和速度表达式】 1 【题型2 测平行玻璃砖的折射率】 5 【题型3 光的折射定律】 8 【题型4 发生全反射的条件、临界角】 12 【题型5 光导纤维】 16 【题型6 “三棱镜”模型】 19 【题型7 “球形玻璃砖”模型】 24 【题型8 Δx=Lλ/d公式简单计算】 27 【题型9 已知光程差和频率判断某点的明暗条纹】 30 【题型10 薄膜干涉现象和原理】 32 【题型11 检查工件的平整度】 34 【题型12 实验：用双缝干涉测量光的波长】 36 【题型13 单缝衍射和小孔衍射图样】 40 【题型14 泊松亮斑】 42 【题型15 衍射条件】 44 【题型16 偏振现象及其解释】 46 【题型17 偏振的应用】 48 【题型18 激光】 49 【题型1 】 1．如图所示，由两种单色光组成的复合光从空气中经点射入长方体玻璃砖中，其折射光线分别为沿、方向的两光束。下列说法正确的是（     ） A．这是光的干涉现象 B．在真空中，光束的传播速度大于光束的传播速度 C．玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率 D．在玻璃砖中，光束的传播速度大于光束的传播速度 【答案】C 【详解】A．光从一种介质斜射入另外一种介质，光的传播方向发生改变的现象叫光的折射，由题图可知，这是光的折射现象，故A错误； C．由图可知，玻璃砖对光的折射程度较大，所以玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率，故C正确； BD．在真空中，光束的传播速度等于光束的传播速度，均为光速；根据，由于玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率，所以在玻璃砖中，光束的传播速度小于光束的传播速度，故BD错误。 故选C。 2．（多选）如图所示，截面为MPN的半球形透明砖的球心为O、半径为R，PO垂直于底面MN，PO=R。由单色光a、b组成的一束细光束从P点以60°的入射角射入，单色光a、b的折射光线与底面相交于M、B点，。不计单色光在透明砖中的多次反射。下列说法正确的是（     ） A．透明砖对单色光a的折射率为 B．透明砖对单色光b的折射率为2 C．单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度 D．单色光a从P点传播至M点的时间大于单色光b从P点传播至B点的时间 【答案】AC 【详解】A．根据几何关系可知，根据折射定律可得透明砖对单色光a的折射率为，故A正确； B．根据几何关系可得 可得 根据折射定律可得透明砖对单色光b的折射率为，故B错误； C．根据，可得单色光a在透明砖中的传播速度为 单色光b在透明砖中的传播速度为 可知单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度，故C正确； D．单色光a从P点传播至M点的时间为 单色光b从P点传播至B点的时间为 可知单色光a从P点传播至M点的时间小于单色光b从P点传播至B点的时间，故D错误。 故选AC。 3．在研究折射率的实验中，AB为一半圆形玻璃砖截面半圆的直径，半径为R，O为该截面半圆的圆心。如图所示，某研究小组让一束复色光平行于AB边从Q点射入，入射角，折射后其中a光束恰好通过B点，b光束通过OB的中点P点。光在真空中的传播速度为c。求： (1)a光从Q点到B点的时间； (2)玻璃砖对b光的折射率。 【详解】（1）根据几何关系，可得a光在玻璃中的折射角 根据折射定律，可得a光的折射率为 根据几何关系，可得a光在玻璃中的传播路程为 a光从Q点传播到B点的时间为 又 解得 （2）设，根据正弦定理 解得 玻璃砖对b光的折射率为 4．如图所示，横截面为扇形的玻璃砖AOB，O为圆心，半径为R，。一束激光从AO边上的P点入射到玻璃砖中，入射光线与AO成，然后从BO边上的Q点出射，，出射光线与BO垂直。激光在空气中的传播速度为c。求： (1)玻璃砖的折射率； (2)激光从P点传播到Q点的时间。 【详解】（1）根据题意，光路如图 因为三角形EQO为直角三角形，则 解得 几何关系可知 因此 故折射率 （2）几何关系可知 解得 激光从P点传播到Q点的时间 因为 联立解得 【题型2 测平行玻璃砖的折射率】 5．在“测量玻璃的折射率”实验中，通过“插针法”绘制的光路图如图所示。关于此实验下列说法正确的是（　　） A．插大头针时，P4必须同时挡住P1、P2和P3三根大头针 B．相邻两个大头针插得较近可提高测量精度 C．更换MN面和PQ面间距离更小的玻璃砖可提高测量精度 D．该实验也可以用MN面和PQ面不平行的玻璃砖完成 【答案】D 【详解】A．插针法实验中，需要挡住的是、经玻璃砖折射后的像，以及，并非直接挡住、本身（、在玻璃砖入射侧，出射侧只能看到它们的像），A错误； B．相邻大头针间距过小时，确定光路直线的误差会更大，实验要求大头针适当拉开距离，才能减小误差提高精度，B错误； C．和间距更小（玻璃砖更薄），确定玻璃内折射光线的误差会更大，会降低测量精度，C错误； D．本实验的原理是通过光路得到入射角和折射角，利用计算折射率，只要能正确确定入射和折射光路即可，玻璃砖两个界面不平行不影响实验完成，D正确。 故选 D。 6．（多选）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖的折射率计算式为 B．玻璃砖的折射率计算式为 C．应选用宽度较小的玻璃砖测量以减少误差 D．应选用宽度较大的玻璃砖测量以减少误差 【答案】BD 【详解】AB．图中、均为光线与界面的夹角，入射角 折射角 由折射定律得玻璃的折射率，故A错误，B正确。 CD．玻璃砖宽度越大，入射点与出射点间的距离越大，连接两点确定玻璃内折射光线方向时的角度误差越小，故C错误，D正确。 故选BD。 7．某小组测定长方体玻璃砖折射率的步骤如下： a．水平桌面上铺一张白纸，在纸上画出两条平行直线A、B。画直线OM与两直线相交于O点和M点，过O点画垂直于直线A的直线ON。 b．将长方体玻璃砖的bc边与直线A对齐放置，在直线MO上的处竖直插上一枚大头针1。在直线B上的合适位置处竖直插上另一枚大头针2，此时透过玻璃砖观察到大头针2恰好能挡住点O和大头针1的像。 c．直线OM与ad相交于D，直线ON与ad相交于C。 d．测量出CD的长度为l，的长度为m，CO的长度为x。 结合上述步骤，请回答下列问题： (1)实验操作规范的前提下，到O的距离对实验精度______（填“有”或“无”）影响。 (2)其他条件不变，直线A、B间距离越大，误差越______（填“大”或“小”）。 (3)用测量到的结果表示该玻璃砖的折射率______。 【答案】(1)有 (2)小 (3) 【详解】（1）实验操作规范的前提下，到O的距离过小，测量误差较大，故该距离对实验精度有影响。 （2）直线A、B间距离越小，作图及测量误差越大，故其他条件不变，直线A、B间距离越大，误差越小。 （3）光路图如图所示，，折射率为。 8．某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下：光屏与玻璃砖平行放置，记录屏和玻璃砖的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点和屏上光点的位置；移走玻璃砖，记录屏上光点的位置；做相应辅助线，其中在一条直线上；用刻度尺测得：。 (1)记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作___________（选填“正确”或“错误”）； (2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率___________（结果保留三位有效数字）； (3)若换用频率稍小的激光进行实验，其他条件保持不变，观察到与的间距________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】(1)错误 (2)1.46 (3)变小 【详解】（1）玻璃砖的光学表面不能被铅笔划伤，紧靠玻璃砖直接画线会磨损玻璃砖的透光面，影响后续实验精度，因此该操作错误。 （2）入射角是入射光线与法线的夹角：移走玻璃砖后激光直接射向光屏，由几何关系，； 折射角是玻璃砖内折射光线与法线的夹角：玻璃砖内的光线沿方向， 根据折射率公式 解得 （3）频率更小的激光，在同一种玻璃中的折射率更小。入射角不变时，由折射定律可知折射角会变大，光线经过玻璃砖后的侧移量减小，因此和的间距会变小。 【题型3 】 9．如图，一束单色光从厚度为的玻璃砖的上表面点射入，入射光线与玻璃砖上表面的夹角为，在下表面P点反射的光线从上表面点射出，、两点间距离为，则玻璃砖对该单色光的折射率为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，光线在点的入射角为 作出过点的法线，根据光的反射定律可知法线为的垂直平分线，有 设，则 解得 设光线在点的折射角为，则 根据折射定律有折射率 故选C。 10．如图，等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面，。一束单色光以入射角从三棱镜边射入，折射后垂直边射出，则该玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设玻璃折射率为，空气折射率近似为。光线折射后垂直边射出，说明棱镜内光线沿面的法线方向传播。由于与夹角为，两面的法线夹角也为，所以在面上的折射角，由折射定律有 解得= 故选B。 11．（多选）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。 12．圆心为O点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，与MN垂直，一细光束沿半径方向与成角射向O点，光屏PQ区域出现两个光斑．光在玻璃砖内传播到O点的时间为，c为真空中的光速． (1)求该玻璃砖的折射率； (2)两光斑间的距离． 【详解】（1）光从O到传播时间 解得 （2）由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，设折射角为，光路图如图所示 由几何关系得 由 知 可知 根据题意，两光斑间的距离为 所以 13．某小组在学校科技活动中用半圆柱透明玻璃砖，制作一个“光变慢了吗”的光学探究装置，小组先用红色激光进行探究，让红光从空气射向玻璃砖上的一点，光线经玻璃砖折射后与底边的交点为，光路如图所示，入射角为，折射角为。随后小组用紫色激光沿原红光在空气中的入射路径射向点，发现折射角变为。查表得、、。求： (1)玻璃砖对红光的折射率； (2)紫光和红光在玻璃砖中的速度之比。 【详解】（1）从空气射入玻璃砖，玻璃砖对红光的折射率为 代入、 整理得= （2）紫光沿原入射路径射向点，入射角仍为，由折射定律得玻璃砖对紫光的折射率 代入、 整理得= 同一介质中光速满足 所以紫光和红光在玻璃砖中的速度之比为=== 【题型4 】 14．如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经界面折射后分为、两束光，则下列说法正确的是（　） A．玻璃对b光的折射率大于对光的折射率 B．现将入射光绕点顺时针转动，则光先消失 C．在半圆形玻璃砖中， b光的传播时间小于光的传播时间 D．光在玻璃砖中的传播速度大于光在玻璃砖中的传播速度 【答案】C 【详解】A．由光路可知，玻璃对a光的偏折程度较大，可知玻璃对光的折射率小于对光的折射率，故A错误； B．现将入射光绕点顺时针转动，光线在AB面上的入射角变大，则折射角变大，因a光折射角大于b光，可知a光先消失，故B错误； CD．因a光折射率较大，根据可知a光在玻璃里的速度较小，则在半圆形玻璃中，光的传播时间小于光的传播时间，故C正确，D错误。 故选C 。 15．图1为某实心水晶奖杯，其简化图如图2所示，有一束单色光从奖杯的上表面M点以入射角射入奖杯，光线进入奖杯后到达右侧面，且在右侧面上的N点恰好发生全反射。已知奖杯的截面可视为等腰梯形，图中，，，则该奖杯的折射率为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】如图所示，设光进入玻璃砖后的折射角为，临界角为C，由几何关系可得 由折射定律可知 临界角 联立解得 化简可得 解得， 故选A。 16．（多选）彩虹的形成可以简化为如图所示的模型，球O是空中的球形水滴，太阳光（复色光）从M点射入，在雨滴内经反射和折射后射出，因雨滴对不同色光的折射率不同，从而形成了彩虹，其中光线a和光线b是彩虹最外侧的两束光线。下列说法正确的是（　　） A．光线a为紫光，光线b为红光 B．两种光在P点和Q点发生全反射 C．在真空中，a光的波长大于b光的波长 D．在雨滴中，b光的传播速度比a光大 【答案】AD 【详解】A．光线a、b入射角相同，a的折射角小，根据折射定律可知，a的折射率大，所以a为紫光，b为红光，故A正确； B．由题图可知，光线由空气射入雨滴的折射角等于光线射到P、Q点的入射角，所以两种光在P点和Q点不能发生全反射，故B错误； C．由于a光的折射率较大，则a光的频率较大，根据可知，a光的波长小于b光的波长，故C错误； D．根据可知，a光线在雨滴中传播的速度小于b光线在雨滴中传播的速度，故D正确。 故选AD。 17．如图所示的是等腰梯形玻璃砖ABGE，GE 边长未知，其余三边长都为L，一束单色光从GE边D 点垂直入射，恰好在BG 边中点F 发生全反射，反射光过AB 边中点，最终从GE边K点（未画出）射出，光在真空中的传播速度为c，求： (1)玻璃砖对该光的折射率n； (2)GE边长s及D、K 间的距离d； (3)光在玻璃砖中传播的时间t。 【详解】（1）由题意可得∠G+∠B=180°，∠G+∠GFD=90°，∠B+2∠GFD=180° 解得∠GFD=30° 由折射定律可得n= 解得n= （2）由几何关系可得 解得s=2L 在Rt△GFD中有LGD=0.5Lsin ∠GFD 由对称性可得d=2L-2LGD 解得d=1.5L （3）取AB的中点为C点，由对称性知光在AB中点的两侧传播的路径关于AB中垂线轴对称，故光在玻璃砖中传播的路程 又v=， 解得 18．如图所示为一块半圆形透明材料，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，材料的折射率，平行光垂直射向材料的下表面（设真空中光速为c）。 (1)若光到达上表面后，都能从上表面射出，则该入射光束在AB上的最大宽度为多少？ (2)一束光在O点右侧与O点相距处垂直于AB入射，求此光从射入材料到射出所用时间为多少？ 【详解】（1）平行光垂直射向下表面，进入材料时传播方向不变，仍沿竖直方向向上。设某条光线从距圆心水平距离为处入射，到达半圆形上表面点，则为该点法线，且。 光从材料射向空气，临界角满足 解得。由图中几何关系可知，光线在上表面的入射角满足。 若光到达上表面后都能射出，应有，即 解得。 因此入射光束在上的最大宽度为。 （2）该光线在点右侧距为处垂直于入射，由几何关系可知其到达上表面时入射角为，恰等于临界角。 光在材料内的路程为右侧竖直段、水平段和左侧竖直段之和，其中每段竖直路程为，水平路程为，故总路程为。 光在材料中的速度为 所以传播时间为。 【题型5 】 19．如图所示，用折射率的材料制成一条长为的实心纤维。一细束激光从真空中由其左端的中心点以的入射角射入纤维内，经过一系列反射后从右端射出。已知真空中的光速，则（　　） A．该激光在纤维中传播速度的大小为 B．该激光由纤维左端射入时的折射角为 C．该激光在纤维中传播所经历的时间为 D．该激光在纤维侧壁上有可能不发生全反射 【答案】B 【详解】A．介质中光速，故A错误； B．由折射定律 解得 因此折射角，故B正确； C．光在光纤中沿锯齿形路径传播，实际路程 传播时间，故C错误； D．光在侧壁上的入射角 临界角满足 又，即，一定发生全反射，故D错误。 故选B。 20．（多选）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。下列结果正确的有（　　） A．光纤传输的原理是光的全反射 B．光在光纤内传播的速度为 C．光在光纤内传播的最长时间为 D．光在光纤内传播的最短时间为 【答案】AC 【详解】A．光纤传输的原理是光在光纤内芯与外套界面发生全反射，使光信号沿光纤传播，故A正确； B．光在介质中的传播速度，故B错误； CD．设单色光以入射角入射，由折射定律 解得折射角满足，即 单色光折射后在侧面发生全反射，则反射角为，则光线实际路径长度 由传播速度 联立解得传播时间，即 当入射角从开始增大时，从开始增大，则从开始增大，从开始减小，则传播时间逐渐增大。 因此，当等于时，最大，传播时间最短 当增大到某一角度时，减小至恰好在侧面发生全反射，此时为入射角最大角，继续增大则无法发生全反射，故此时为传播时间最长值，此时满足，因此最长传播时间 综上，最短传播时间，最长传播时间，故C正确，故D错误。 故选AC。 21．光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，如图所示，某通信技术实验室为优化光纤传输方案，选取一段可简化为长玻璃丝的光导纤维进行测试，其折射率为，总长度为，测试时让光从光纤的端面射入并传播。已知光在真空中的传播速度为。 (1)若要使任意角度射入光纤端面的光都在侧壁发生全反射，该光纤折射率的最小值； (2)光从光纤端面传播到另一端面的最长时间与最短时间。 【详解】（1）如图所示，设入射角为，折射角为，光线到达上界面的入射角为 由折射定律得 由几何关系得 若要使光线在侧壁发生全反射，则光在侧壁处的入射角必须大于或等于全反射临界角，即 由图中的几何关系可知， 则 代入全反射条件，整理可得 化简可得 当入射角增大到时，取到最大值 由于题目要求“任意角度”射入端面的光都能发生全反射，因此当入射角取最大值时也应当满足，则 因此最小折射率为 （2）光在光纤中传播速度为 光恰好在侧壁面发生全反射时，传播时间最长，设传播路程为，有 可得最长时间 由 可得： 光沿光纤轴线传播时路程最短为，此时传播时间最短，最短时间 【题型6 】 22．如图所示，某透明介质制成的棱镜截面为等腰三角形，其中顶角，腰长为，为边的中点，一单色光从点射入棱镜，折射光线与边平行，并且在边恰好发生全反射，已知光在真空中的速度为，则下列说法正确的是（     ） A．棱镜折射率为 B．棱镜折射率为 C．光从射入棱镜到第一次从棱镜射出的时间为 D．光从射入棱镜到第一次从棱镜射出的时间为 【答案】C 【详解】AB．由题意作出光路图如下 因为折射光线与边平行，则 则临界角 故折射率，故AB错误； CD．由几何关系可得，光在介质中运动的路程 则光在介质中传播时间，故C正确，D错误。 故选C。 23．（多选）如图所示，等边三角形ABC是某玻璃砖的横截面，其边长为L，BC面涂有一层反光物质。一束单色光从AB边中点O沿垂直BC方向入射，在BC边中点发生一次反射后从AC边平行于入射光射出。已知真空中光速为c。不考虑多次反射。下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖的折射率为 B．玻璃砖的折射率为 C．光在玻璃砖中传播的时间为 D．光在玻璃砖中传播的时间为 【答案】AC 【详解】AB．由题意可知，入射光线垂直于边，为等边三角形，则。入射光线与边的夹角为，法线垂直于边，故入射角 光线折射后射向边中点，连接。因为中点，为中点，且，故为等边三角形，。折射光线与边夹角为，则折射角 根据折射定律，故A正确，B错误； CD．光在玻璃砖中的传播速度 由几何关系知，为等边三角形，则 光线在点发生反射，入射角为，反射角也为，反射光线与夹角为。又 故也为等边三角形， 光在玻璃砖中传播的总路程 传播时间，故C正确，D错误。 故选AC。 24．如图所示，光线从真空垂直射入直角棱镜界面的AC边上，已知光在真空中的传播速度为c，棱镜的折射率，其中∠A=30°，∠B=60°。求： (1)光在棱镜中传播的速度大小； (2)当光从棱镜射入空气时，发生全反射的临界角的正弦值是多少？ (3)判断这条光线能否从AB边射出？若能射出，求这条光线的折射光线离开棱镜时与AB边界面的夹角。 【详解】（1） 可得 （2）设临界角为C，由题意 可得 （3）由几何关系知，光线在棱镜中的AB边界面上的入射角 由于，故光线可以从AB边射出，设折射光线离开棱镜时与AB边界面的夹角为，由折射定律得 解得 25．如图所示，截面为直角三角形的三棱镜，，。一束单色光从上某点以平行的方向射入棱镜后，在上发生全反射并从中点垂直射出棱镜，光在真空中的速度为，不考虑多次反射。 (1)作出光在棱镜中的光路图并求棱镜对该单色光的折射率； (2)求该单色光在棱镜中传播的时间。 【详解】（1）单色光从AB入射，折射后到AC面发生全反射，随后水平向右到BC中点，垂直BC射出，光路如下图 入射光平行于，，因此入射光线与法线的入射角。 由几何关系可得，折射光线与法线的折射角 根据折射定律 代入得 （2）段长度 段长度 总路程 光在棱镜中的速度 因此传播时间 【题型7 】 26．彩虹是阳光射入悬浮于空中的小水滴发生折射、反射而形成的。图为某束阳光以的入射角从点射入圆球形小水滴，其中某单色光经折射、反射后从点射出，为小水滴的直径。已知。下列说法正确的是（     ） A．小水滴对该单色光的折射率约为1.41 B．小水滴对该单色光的折射率约为1.33 C．该单色光在小水滴内部点发生全反射 D．对同一束入射的阳光，红光在小水滴内的传播速度小于紫光 【答案】B 【详解】AB．设光线在点的折射角为，由为直径，则 光线在点发生反射，根据反射定律，反射角等于入射角，故 综上可得，则 根据折射定律 代入数据得，故A错误、B正确； C．光线在点从水射向空气，发生全反射的临界角满足 而此时入射角，，即入射角小于临界角，所以光线在点不会发生全反射（既有反射也有折射），故C错误； D．同一介质对红光的折射率小于对紫光的折射率，即 。 根据 可知，红光在小水滴内的传播速度大于紫光，故D错误。 故选B。 27．（多选）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（     ） A．入射角小于45° B．该介质折射率小于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 【答案】BD 【详解】AB．光路如图所示。 设光线在点的折射角为，由几何关系有，由折射定律得 由于，有，即；又因，有，故A错误，B正确。 CD．增大入射角时，折射角增大，光线射向弧，光路如图所示。 减小入射角时，折射角减小，光线射向弧，光路如图所示。 设光线射到圆弧时的入射角为，由圆内接弦的几何关系得 光从介质射向真空的临界角满足，由，得 增大时，，故，不可能发生全反射；减小时，，且趋近于时趋近于，故可能大于，故C错误，D正确。 故选BD。 28．如图所示，截面为半圆形的透明体水平放置，其半径为R，圆心为O，圆弧最低点为B。一束平行光与竖直方向成斜射到上。其中一条光线从距O点处的A点射入，经透明体折射后恰好从B点射出。已知真空中光速为c，求： (1)透明体的折射率和光线从A到B所用的时间； (2)若不考虑各面上的反射光，求圆弧面上有光线射出的部分对应的弧长？ 【详解】（1）如图，折射角记为，依题意 故 入射角 由折射定律可知 解得 光在介质中的速度为 光由A到B的时间为 解得 （2）折射光在圆弧表面恰好全反射时 解得 从O点入射的光线会从D点射出，如图，有光线射出的部分为，由几何关系可知，对应的圆心角为 故有光线射出的部分弧长为 【题型8 】 29．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。 30．下列物理现象正确的是（     ） A．图甲是双缝干涉原理图，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变大 B．图乙中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源发出的波，波长应该增大 C．图丙是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆的固有振动周期为 D．图丁救护车向右运动的过程中，静止的、两人听到警笛声的频率为 【答案】B 【详解】A．图甲是双缝干涉原理图，由，可知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变小，故A错误； B．图乙中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，波长越大衍射越明显，要使处水也能发生振动，则波源S发出的波，波长应该增大，故B正确； C．图丙是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆的固有振动频率为0.5Hz，故C错误； D．图丁救护车向右运动的过程中，静止的、两人听到警笛声的频率为， 则，故D错误。 故选B。 31．（多选）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（     ） A．在水中，光的波长比光的长 B．在水中，光的传播速度比光的小 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 【答案】AC 【详解】AB．光在水面上有光射出的区域面积较大，可知光的临界角较大，根据，知光的折射率较小，再由可知，在水中，光的波速比光的大，光的波长比光的长，故A正确，B错误； C．设复色光区域的半径为，根据，结合几何关系，可知 故复色光圆形区域的面积为，故C正确； D．光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，相同条件下，光的干涉条纹间距比光的宽。故D错误。 故选AC。 32．某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上削出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用波长为的绿色激光照射双缝，能在距离纸板为的墙面上观察到干涉条纹间距为。若使纸板到墙面的距离平移至，求： (1)头发丝的直径； (2)改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的多少倍？ 【详解】（1）根据干涉条纹间距表达式有 可得，头发丝的直径为 （2）由题意可知，平移后干涉条纹间距为 则 即改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的倍。 【题型9 】 33．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】B 【详解】当光的路程差为波长的整数倍时，屏上出现明条纹；当光的路程差为半波长的奇数倍时，屏上出现暗条纹。 故选B。 34．（多选）关于如图所示的双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．若仅增大双缝间距d，相邻亮条纹间距增大 B．若仅增大屏到双缝的距离l，相邻亮条纹间距增大 C．若单色光波长为，且，点处出现暗条纹 D．双缝连线中垂线与屏的交点为，点处出现亮条纹 【答案】BD 【详解】AB．根据；可知若仅增大双缝间距d，相邻亮条纹间距减小；若仅增大屏到双缝的距离l，相邻亮条纹间距增大，故A错误，B正确； CD．在双缝干涉实验中，当某点距双缝距离之差δ为波长的整数倍时，即当（，1，2，3…）时，该点为加强点，出现亮条纹。而当（，1，2，3…）时该点为减弱点，出现暗条纹；若单色光波长为，且，点处出现亮条纹；双缝连线中垂线与屏的交点为，则该点距离双缝距离之差为0，则点处出现亮条纹，故C错误，D正确。 故选BD。 35．如图所示，在双缝干涉实验中，、为双缝，双缝间距为，光屏到双缝的距离为，P是光屏上的一点，已知P到、的距离之差为2.1μm，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度） (1)若该单色光在某介质中传播时的波长为，波速为，则P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)相邻两亮条纹的中心间距为多大？ 【详解】（1）已知该单色光在介质中的波长和波速，可得单色光的频率 则单色光在空气中的波长为 光程差大小为 代入数据得 可知P点出现暗条纹。 （2）相邻两亮条纹的中心间距 【题型10 】 36．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。 37．利用薄膜干涉检测工件平滑度，如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用a、b两种不同颜色的单色光从上向下照射，得到如图乙所示的干涉图像，下列说法正确的是（     ） A．被检测工件的上表面有一明显的凸起 B．在同一介质中，a光的波长比b光的波长长 C．a光的频率比b光的频率大 D．在真空中，a光的速度大于b光的速度 【答案】B 【详解】A．由图可知，弯曲的亮条纹提前出现，同一亮条纹所对应的光程差相等，说明该检测工件上表面有一个明显的凹坑，故A错误； B．设空气劈尖夹角为，相邻同类条纹对应空气膜厚度差为，又有 解得 图乙中光条纹间距较大，说明光在同一介质中的波长较长，故B正确； C．频率由光源决定，波长越长的单色光频率越小，由B可知光波长比光长，所以光频率比光频率小，故C错误； D．在真空中所有单色光传播速度均为，所以光和光在真空中的速度相等，故D错误。 故选B。 38．（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（     ） A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B．若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若图乙中条纹出现弯曲，则说明待测平面存在凸起或者凹陷 D．若将薄片左移，其他条件不变，则图乙中的条纹间距将变大 【答案】BC 【详解】A．图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板，故A错误； B．根据劈尖干涉条纹宽度 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，即增大，光学元件的折射率、上板与下板的夹角不变，则图乙中的干涉条纹变宽，故B正确； C．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；若条纹向薄膜厚度增加的方向弯曲，说明此处空气膜厚度与原本较薄处对应，意味着待检平面此处是凸起，故C正确； D．根据劈尖干涉条纹宽度 若将薄片左移，其他条件不变，板与下板的夹角增大，条纹间距应变窄，故D错误； 【题型11 】 39．如图所示，对下列两个有关光的实验示意图，分析正确的是（     ） A．图甲若只减小挡板到屏的间距，则相邻亮条纹间距离将增大 B．图甲若只增大双缝的间距d，则相邻亮条纹间距离将减小 C．图乙中得到的条纹说明Q处对应待测工件下表面上凸 D．图乙中若只增加薄片的厚度，则相邻亮条纹间距离将增大 【答案】B 【详解】图甲为双缝干涉，屏上相邻亮条纹间距满足，其中为双缝到屏的距离，为双缝间距，为单色光波长。 A．若只减小挡板到屏的间距，则减小，相邻亮条纹间距离将减小，A错误； B．若只增大双缝间距，则减小，相邻亮条纹间距离将减小，B正确； C．图乙为用空气薄膜干涉检查平面平整度的实验，条纹是等厚干涉条纹。由图可见处条纹发生弯曲，表示对应处空气膜厚度与原来等厚位置发生偏离，结合图中薄片在左侧、空气膜厚度沿水平方向变化可判断，处对应被检测平面局部下凹，不是上凸，C错误； D．图乙中若只增加薄片厚度，则空气劈尖的倾角增大，相邻明纹或暗纹对应的空气膜厚度差仍为，所以在水平方向上达到相同厚度差所需距离减小，相邻亮条纹间距离将减小，D错误。 故选B。 40．如图所示为利用薄膜干涉检测工件的平整度，小垫块放在两平行玻璃砖P、Q的左端，P为标准工件，Q为待测工件且保持水平，平行单色光从P的上表面竖直射入。下列说法正确的是（     ） A．有光垂直Q的下表面射出 B．干涉条纹应在Q的下表面 C．若垫块向右移动少许，则干涉条纹变稀疏 D．如果Q的上表面有一个凸起，则干涉条纹向右弯曲 【答案】A 【详解】A．光线经过平行玻璃砖P后，出射光线与入射光线平行，即从P下表面射出的光线竖直向下；Q保持水平，光线垂直射入Q的上表面，经过Q后从下表面垂直射出，故A正确； B．薄膜干涉是由空气膜上下表面（即P的下表面和Q的上表面）的反射光叠加形成的，干涉条纹应在P的上方观察，故B错误； C．若垫块向右移动少许，劈尖的倾角θ变大，根据条纹间距公式可知，干涉条纹间距变小，条纹变密，故C错误； D．如果Q的上表面有一个凸起，则该处空气膜厚度变小，而同一级干涉条纹对应的空气膜厚度相同，所以条纹应向空气膜较厚的一侧（即左侧）弯曲，故D错误。 故选A。 41．（多选）工厂技术人员用下图所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。用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。下列判断正确的是（     ） A．图中条纹弯曲处对应着被检查平面凸起 B．若需要增大条纹间距，则应更换波长更大的单色光 C．若将图中的薄片稍微右移，条纹间距变窄 D．条纹是由标准样板的上下两表面反射形成的两列光发生干涉的结果 【答案】ABC 【详解】A．同一级干涉条纹对应相同厚度的空气层。 条纹向劈尖 “尖端”（薄端）弯曲，说明该位置的空气膜厚度与更靠外（更厚）位置的厚度相同，因此对应被检查平面凸起，故A正确； B． 劈尖干涉的条纹间距满足公式 ​（为劈尖角， 为入射光波长）。 劈尖角不变时，波长越大，条纹间距越大，因此需要增大条纹间距时，应更换波长更大的单色光，故B正确； C ．薄片厚度不变，薄片右移后，薄片到右端接触点的距离减小，劈尖角 ​ 因此增大。根据，增大则减小，条纹间距变窄，故C正确； D． 干涉条纹是标准样板的下表面和被检查平面的上表面反射的两列相干光干涉形成的，不是标准样板上下表面反射光的干涉，故D错误。 故选 ABC。 【题型12 】 42．某同学用双缝干涉测量光的波长，实验中发现干涉条纹间距过小，难以测量。下列操作中能使条纹间距变大的是（     ） A．增大双缝到光屏的距离 B．增大双缝间距 C．换用频率更高的单色光 D．减小光源到双缝的距离 【答案】A 【详解】A．双缝干涉相邻条纹间距满足公式 其中为条纹间距，为双缝到光屏的距离，为双缝间距，为入射光的波长。增大双缝到光屏的距离，其余量不变时，随增大而变大，故A正确； B．增大双缝间距，其余量不变时，随增大而变小，故B错误； C．换用频率更高的单色光，根据光速关系 其中为真空中光速，大小恒定，频率越高则波长越小，代入公式得变小，故C错误； D．条纹间距与光源到双缝的距离无关，调整该距离不会改变，故D错误。 故选A。 43．（多选）图甲为双缝干涉实验装置，①是单缝②是双缝，现仅在单缝前加不同的滤光片，得到图乙、图丙所示的干涉图样。下列说法正确的是（　　） A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行 B．若图乙是加黄色滤光片得到的干涉图样，则图丙可能是加了红色滤光片 C．仅增加光源的强度，相邻亮纹的间距不变 D．某同学测出条亮纹中心间的距离为，则相邻亮纹的间距 【答案】AC 【详解】A．实验时必须调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝要相互平行，这样才能保证相干光的强度均匀，获得清晰的干涉条纹，故A正确； B．根据双缝干涉条纹间距公式 红光波长比黄光长，因此红光的条纹间距应该比黄光的大，从图中可以看到，图乙的条纹间距比图丙大，所以如果乙是黄光，图丙不可能是红光，故B错误； C．条纹间距公式中，只与波长、缝到屏的距离L、双缝间距d有关，与光源强度无关，不会改变间距，即相邻亮纹的间距不变，故C正确； D．n条亮纹中心间的距离为a，则相邻亮纹的间距应该是，故D错误。 故选AC。 44．图甲是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： (1)若要增加从目镜中观察到的条纹个数，可以（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．把红色滤光片换成绿色滤光片 D．使用间距更小的双缝 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。已知测量头的读数方法与螺旋测微器相同。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x1=3.800mm，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，x2=______mm。 (3)若双缝间距d=0.2mm，双缝到屏的距离l=60.0cm，则所测单色光的波长为______nm。（结果保留三位有效数字） 【答案】(1)BC (2)10.300 (3)542 【详解】（1）根据双缝干涉条纹间距公式可知，若要增加从目镜中观察到的条纹个数，应该减小条纹的间距∆x，可通过减小L、增大d或者减小波长λ，即将屏向靠近双缝的方向移动、使用间距更大的双缝或者把红色滤光片换成绿色滤光片，减小波长。 故选BC。 （2）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，则 （3）图乙中a、b间的条纹间距数为4，则有 根据双缝干涉条纹间距公式可得 联立解得 45．用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验 (1)小明在做实验时发现实验室具有激光，若他用激光替代白炽灯作为光源，光具座上还可以撤除的元件是________（填写一个即可）。在实验中用激光效果会更好，这是利用了激光的________（填“平行度好”、“亮度高”或“相干性好”） (2)实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数________mm；分划板的中心刻度线对准第5条亮条纹的中心时，手轮上的示数 (3)通过计算得到________nm。 【答案】(1) 滤光片/单缝 相干性好 (2)0.25mm (3)400 【详解】（1）[1]普通白炽灯是复色非相干光源，实验中需要滤光片获得单色光、单缝获得线光源，才能满足双缝干涉的相干条件，而激光本身是单色相干光源，因此可以撤除的元件是滤光片，也可撤除单缝； [2]激光用于干涉实验的核心优势是相干性好，更容易获得清晰稳定的干涉条纹。 （2）图乙是20分度游标卡尺，精度为，则对准第1条时示数 （3）相邻亮纹间距 根据双缝干涉波长公式 代入， 解得 【题型13 】 46．光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，下列四种现象与其物理规律相同的是（     ） A．白光经过三棱镜得到彩色图样 B．通过两手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 C．白光照射肥皂膜呈现彩色图样 D．照相机镜头的增透膜 【答案】B 【详解】泊松亮斑的物理本质是光的衍射现象，即光绕过障碍物偏离直线传播，在几何阴影区产生相干叠加的现象。 A．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的色散现象，本质是不同频率的色光在介质中折射率不同，属于折射现象，与衍射规律不同，故A错误； B．通过两手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹，属于单缝衍射现象，和泊松亮斑同属光的衍射，物理规律相同，故B正确； C．白光照射肥皂膜呈现彩色图样是薄膜干涉现象，是肥皂膜前后表面的反射光发生相干叠加产生的，属于干涉现象，与衍射规律不同，故C错误； D．照相机镜头的增透膜利用了薄膜干涉的原理，使反射光干涉相消以增加透射光强度，属于干涉现象，与衍射规律不同，故D错误。 故选B。 47．某实验小组分别用a、b两种单色平行光照射同一挡板上一定宽度的狭缝，在离狭缝相同距离的光屏上形成如下图所示的甲、乙两幅图样。下列说法正确的是（    ） A．单色光b比单色光a更容易发生明显衍射 B．单色光a的频率比单色光b的频率大 C．如果仅调小狭缝的宽度，所看到的中央条纹将变宽 D．若将该挡板换成某一带三角形孔的挡板，用白光照射，光屏上一定会形成三角形光斑 【答案】C 【详解】A．波长越长的光，单缝衍射的中央亮纹越宽，衍射现象越明显。由图可知光中央亮纹更宽，因此，说明光更易发生明显衍射，故A错误； B．由光速关系，波长越长频率越小，因此，故B错误； C．单缝衍射中，仅调小狭缝宽度时，衍射现象更明显，中央衍射条纹会变宽，故C正确； D．只有三角形孔的尺寸远大于光的波长时，光屏才会形成三角形光斑；若孔的尺寸很小，会发生明显衍射，不会形成三角形光斑，因此“一定会形成三角形光斑”的结论错误，故D错误。 故选C。 48．（多选）如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从空气射入玻璃，可在玻璃圆弧外侧观察到两束光分别从、点射出。记与延长线之间的夹角为，则下列说法正确的是（　　） A．从点射出的光在玻璃中传播的时间较短 B．通过相同的单缝，从点射出的光比从点射出的光衍射现象更明显 C．增大时，在玻璃圆弧外侧观察到紫光先消失 D．调节的入射方向，从曲面射出的光有可能与方向平行 【答案】CD 【详解】A．设光线从空气到玻璃的入射角为，折射角为r，连接BD、CD，半径为R，如图 则根据折射定律 由几何知识可得，光路s为 则传播的时间为 由折射定律可知 解得 因此传播时间对红光和紫光均相同，A错误； B．由题图可知两束光入射角相同，折射角从B点射出的光更小 由折射定律，可知 红光的折射率比紫光小，即从B处射出的光为紫光，从C处射出的光为红光，故 通过相同的单缝，波长越长衍射现象越明显，故从C点射出的光比从B点射出的光衍射现象更明显，B错误； C．设从空气中入射，与水平面的角度分别为、时，光线OB和OC分别发生全反射，设此时对应在圆弧侧的入射角为、，且设圆心为E 则从空气射入玻璃时，根据折射定律， 而从玻璃射入空气时，设发生全反射时，由折射定律， 解得， 因为，所以 所以紫光先发生全反射，即先消失，C正确； D．由几何关系可知，调节的入射方向，当光从曲面最低点射出时，出射光线与方向平行，D正确。 故选CD。 【题型14 】 49．下列关于光学现象的描述正确的是（     ） A．图甲是自然光照射肥皂膜观测到的图样，观察者和光源应该位于薄膜异侧 B．图乙右侧垫块是两张纸片，当抽去一张纸片后条纹间距变小 C．图丙是牛顿环，出现不等距的明暗相间的条纹，属于光的干涉现象 D．图丁是泊松亮斑图像，属于光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．图甲中薄膜干涉是薄膜的前后两个表面反射的光发生干涉形成的，故观察者和光源应该位于薄膜的同侧，故A错误； B．图乙中当抽去一张纸片后，楔形空气层的顶角变小，空气层厚度发生相同变化的横向跨度变大，条纹间距变大，故B错误； C．图丙是牛顿环，出现不等距的明暗相间的条纹，是光的干涉现象，故C正确； D．图丁是泊松亮斑图像，是光的衍射现象，故D错误。 故选C。 50．（多选）关于光的衍射现象，下列说法正确的是（     ） A．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光的波动性 B．单缝衍射中，单缝宽度越小，衍射条纹间距越宽 C．白光的单缝衍射条纹是黑白相间的 D．只有当障碍物的尺寸小于或接近光的波长时，才会发生衍射现象 【答案】AB 【详解】A．泊松亮斑是光绕过不透明圆盘的边缘传播到阴影中心形成的，是典型的衍射现象，证明了光的波动性，故A正确； B．单缝衍射中，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越宽，故B正确； C．白光的单缝衍射条纹是彩色的，因为不同颜色的光波长不同，衍射条纹的间距不同，故C错误； D．任何情况下都会发生衍射现象，只是当障碍物尺寸与波长相近或更小时，衍射现象才明显，故D错误。 故选 AB。 【题型15 】 51．一束复色光沿AO方向从真空射入玻璃，发生折射并分别从B、C点射出。下列说法正确的是（     ） A．若增大入射角，沿OB方向射出的光先发生全反射 B．沿OB方向射出的光折射率较大 C．沿OB方向射出的光在真空中的传播速度较大 D．遇到同一较小障碍物时沿OB方向射出的光衍射现象较明显 【答案】B 【详解】B．由图可知复色光入射角相同，OB方向射出的光偏折程度大，折射角小，根据可知沿OB方向射出的光折射率较大，故B正确； A．增大入射角i，则进入玻璃砖光线的折射角增加，如图所示 所以光线OB与OC作为入射光线从玻璃砖射出时入射角会减小，根据光线从光密介质到光疏介质有 从玻璃砖中射出得光线得折射角会减小，因此增大入射角，沿OB方向射出的光不会发生全反射，故A错误； C．光在真空中得传播速度相同，故C错误； D．折射率越大，波长越短，故沿OB方向射出的光折射率较大，其波长较短，则遇到同一较小障碍物时沿OC方向射出的光衍射现象较明显，故D错误。 故选B。 52．工厂技术人员用图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凹陷 B．a光的波长大于b光的波长 C．a、b两种单色光以相同的入射角射入水中，a光的折射角小于b光的折射角 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】B 【详解】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错误； B．图2中a的条纹间距宽，根据，说明a的波长大于b的波长，故B正确； C．a的波长大于b的波长，则a的频率小于b的频率，a的折射率小于b的折射率，根据，可知a、b两种单色光以相同的入射角射入水中，a光的折射角大于b光的折射角，C错误； D．衍射现象是波特有的现象，总是存在的，有的时候不明显，照射同一单缝时a、b光均能发生衍射现象，故D错误。 故选B。 53．（多选）等腰三角形为一棱镜的横截面，一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方且出射时两束光平行，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．甲光的波长比乙光的短 B．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光大 D．若遇到相同的障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象 【答案】CD 【详解】AB．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示，由图可知，甲光的折射角大于乙光的折射角，根据折射定律可知棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率，则乙光的频率大，根据可知，甲光的波长比乙光的波长长，故AB错误; C．根据可知，在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，故C正确; D．由于，所以遇到相同的障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象，故D正确。 故选CD。 【题型16 】 54．下列说法错误的是（　　） A．自然光通过起偏振器后成为偏振光，利用检偏振器可以检验出偏振光的振动方向 B．茶色眼镜利用了光的偏振现象 C．立体电影利用了光的偏振现象 D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 【答案】B 【详解】A．自然光通过起偏器后变为线偏振光，转动检偏器时，透射光强度随偏振光振动方向与检偏器透振方向的夹角变化，夹角为90°时出现消光现象，可据此判断偏振光的振动方向，故A正确； B．普通茶色眼镜主要通过镜片对特定色光的吸收来减弱光强实现滤光，并未利用光的偏振现象，故B错误； C．立体电影拍摄时用双镜头分别采集画面，放映时两个镜头前的偏振片透振方向相互垂直，观众佩戴对应偏振方向的眼镜，可使左右眼分别接收不同镜头的画面，产生立体视觉，利用了光的偏振现象，故C正确； D．水面的反射光属于偏振光，在镜头前加装偏振片，使偏振片透振方向与反射光的振动方向垂直，可减弱反射光进入镜头，提升水面下景物的成像清晰度，故D正确。 本题选错误的，故选B。 55．下列四幅图为光的相关现象，关于它们的说法正确的是（　　） A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射而不能射出水珠 B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 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凸起的 D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，复色光能够进入水珠，根据光路的可逆性，两光不可能在水珠内发生全反射，故A错误； B．图乙为光导纤维示意图，光由内芯射向外套时发生全反射，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故B错误； 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，同一条纹处的光程差相等，即薄膜的厚度相等，所以弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，故C错误； D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，发生偏振现象，此现象表明光波是一种横波，故D正确。 故选D。 56．（多选）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列关于光的说法正确的是（　　） A．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的折射引起的 B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象 C．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变小 D．偏振光可以是横波，也可以是纵波 【答案】BC 【详解】A．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的，故A错误； B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故B正确； C．如果某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应可知，地球上接收到该星球发出光的频率要变小，故C正确； D．偏振光是横波，不是纵波，故D错误。 故选BC。 【题型17 】 57．关于以下四幅图的描述，下列说法正确的是（　　） A．图甲中光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙中入射角i逐渐增大到某一值后，光线会从玻璃砖下表面发生全反射 C．图丙泊松亮斑是光的衍射现象 D．图丁观看立体电影时，需佩戴的特制眼镜利用了光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．图甲中光导纤维光从内芯射向外套时发生全反射，内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误； B．图乙中，根据几何关系可知，光线在玻璃砖下表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，根据光路可逆性可知，光线不会从玻璃砖下表面发生全反射，故B错误； C．图丙泊松亮斑是圆盘衍射，属于光的衍射现象，故C正确； D．图丁观看立体电影时，需佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故D错误。 故选C。 58．（多选）通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图；图乙是双缝干涉示意图，点位置是第条亮条纹位置；图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图；图丁是通过特制眼镜看到立体电影的光路原理图。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变大 B．图乙中，若单色光由蓝光变为橙光，则点位置下降 C．图丙中，光线在两处发生了全反射，且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度 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．图甲中，纸片拿掉一张后，则空气薄膜劈尖角（上、下表面所夹的角）变小，则有相同的厚度差对应的水平距离变大，相邻条纹间距变大，A正确； B．图乙是双缝干涉图，由干涉条纹间距公式可知，由蓝光变为橙光，波长变大，干涉条纹间距变大，则点位置是第条亮条纹位置向上移动，B错误； C．图丙中，光线在两处发生了全反射，可知光的偏折程度较大，则光的折射率较大，由可知，则光在水珠中传播速度大；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18 】 59．如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不计空气阻力，则（　　） A．激光在水和空气中传播的速度大小相等 B．激光在水与空气的界面上发生了全反射 C．改用频率更低的激光，“水流导光”现象更明显 D．改用折射率较小的液体，“水流导光”现象更明显 【答案】B 【详解】A．光在介质中的速度为 故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误； B．水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于等于临界角，发生了全反射，故B正确； C．改用频率更低的激光，激光全反射的临界角变大，“水流导光”现象减弱，故C错误； D．改用折射率较大的液体，激光全反射的临界角变小，“水流导光”现象更明显，故D错误。 故选B。 60．（多选）某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时，结合教材实验和科技案例进行了如下探究，下列说法正确的是（　　） A．用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时，狭缝越窄，中央亮纹越宽 B．为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰，在照相机镜头前加装偏振片，可过滤掉玻璃表面反射的偏振光，这一技术利用了光的偏振现象，能让橱窗内的景物成像更清晰 C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果，圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据 D．激光冷却原子技术中，科学家利用激光的光子与原子发生动量交换，实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性 【答案】ABC 【详解】A．用极窄狭缝观察线状日光灯属于单缝衍射现象，根据单缝衍射图样规律可知减小狭缝宽度时，中央亮纹越宽，故A正确； B．玻璃表面反射光为偏振光，在相机镜头前加装偏振片，通过调整偏振片透振方向与反射光偏振方向垂直，可过滤掉反射偏振光，从而减弱反光干扰，让橱窗内的景物成像更清晰，这是光的偏振现象的典型应用，故B正确； C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生圆盘衍射的结果，圆盘阴影中心出现亮斑，这一现象无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据，故C正确； D．激光冷却原子技术中，光子与原子发生动量交换实现减速，体现了光的粒子性（光子具有动量，与实物粒子发生碰撞交换动量），而非波动性，故D错误。 故选ABC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 光 【题型1 折射率的波长表达式和速度表达式】 1 【题型2 测平行玻璃砖的折射率】 3 【题型3 光的折射定律】 5 【题型4 发生全反射的条件、临界角】 7 【题型5 光导纤维】 9 【题型6 “三棱镜”模型】 10 【题型7 “球形玻璃砖”模型】 12 【题型8 Δx=Lλ/d公式简单计算】 13 【题型9 已知光程差和频率判断某点的明暗条纹】 14 【题型10 薄膜干涉现象和原理】 16 【题型11 检查工件的平整度】 17 【题型12 实验：用双缝干涉测量光的波长】 18 【题型13 单缝衍射和小孔衍射图样】 19 【题型14 泊松亮斑】 20 【题型15 衍射条件】 21 【题型16 偏振现象及其解释】 22 【题型17 偏振的应用】 22 【题型18 激光】 23 【题型1 】 1．如图所示，由两种单色光组成的复合光从空气中经点射入长方体玻璃砖中，其折射光线分别为沿、方向的两光束。下列说法正确的是（     ） A．这是光的干涉现象 B．在真空中，光束的传播速度大于光束的传播速度 C．玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率 D．在玻璃砖中，光束的传播速度大于光束的传播速度 2．（多选）如图所示，截面为MPN的半球形透明砖的球心为O、半径为R，PO垂直于底面MN，PO=R。由单色光a、b组成的一束细光束从P点以60°的入射角射入，单色光a、b的折射光线与底面相交于M、B点，。不计单色光在透明砖中的多次反射。下列说法正确的是（     ） A．透明砖对单色光a的折射率为 B．透明砖对单色光b的折射率为2 C．单色光a在透明砖中的传播速度大于单色光b在透明砖中的传播速度 D．单色光a从P点传播至M点的时间大于单色光b从P点传播至B点的时间 3．在研究折射率的实验中，AB为一半圆形玻璃砖截面半圆的直径，半径为R，O为该截面半圆的圆心。如图所示，某研究小组让一束复色光平行于AB边从Q点射入，入射角，折射后其中a光束恰好通过B点，b光束通过OB的中点P点。光在真空中的传播速度为c。求： (1)a光从Q点到B点的时间； (2)玻璃砖对b光的折射率。 4．如图所示，横截面为扇形的玻璃砖AOB，O为圆心，半径为R，。一束激光从AO边上的P点入射到玻璃砖中，入射光线与AO成，然后从BO边上的Q点出射，，出射光线与BO垂直。激光在空气中的传播速度为c。求： (1)玻璃砖的折射率； (2)激光从P点传播到Q点的时间。 【题型2 测平行玻璃砖的折射率】 5．在“测量玻璃的折射率”实验中，通过“插针法”绘制的光路图如图所示。关于此实验下列说法正确的是（　　） A．插大头针时，P4必须同时挡住P1、P2和P3三根大头针 B．相邻两个大头针插得较近可提高测量精度 C．更换MN面和PQ面间距离更小的玻璃砖可提高测量精度 D．该实验也可以用MN面和PQ面不平行的玻璃砖完成 6．（多选）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖的折射率计算式为 B．玻璃砖的折射率计算式为 C．应选用宽度较小的玻璃砖测量以减少误差 D．应选用宽度较大的玻璃砖测量以减少误差 7．某小组测定长方体玻璃砖折射率的步骤如下： a．水平桌面上铺一张白纸，在纸上画出两条平行直线A、B。画直线OM与两直线相交于O点和M点，过O点画垂直于直线A的直线ON。 b．将长方体玻璃砖的bc边与直线A对齐放置，在直线MO上的处竖直插上一枚大头针1。在直线B上的合适位置处竖直插上另一枚大头针2，此时透过玻璃砖观察到大头针2恰好能挡住点O和大头针1的像。 c．直线OM与ad相交于D，直线ON与ad相交于C。 d．测量出CD的长度为l，的长度为m，CO的长度为x。 结合上述步骤，请回答下列问题： (1)实验操作规范的前提下，到O的距离对实验精度______（填“有”或“无”）影响。 (2)其他条件不变，直线A、B间距离越大，误差越______（填“大”或“小”）。 (3)用测量到的结果表示该玻璃砖的折射率______。 8．某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下：光屏与玻璃砖平行放置，记录屏和玻璃砖的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点和屏上光点的位置；移走玻璃砖，记录屏上光点的位置；做相应辅助线，其中在一条直线上；用刻度尺测得：。 (1)记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作___________（选填“正确”或“错误”）； (2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率___________（结果保留三位有效数字）； (3)若换用频率稍小的激光进行实验，其他条件保持不变，观察到与的间距________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。 【题型3 】 9．如图，一束单色光从厚度为的玻璃砖的上表面点射入，入射光线与玻璃砖上表面的夹角为，在下表面P点反射的光线从上表面点射出，、两点间距离为，则玻璃砖对该单色光的折射率为（     ） A． B． C． D． 10．如图，等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面，。一束单色光以入射角从三棱镜边射入，折射后垂直边射出，则该玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 11．（多选）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 12．圆心为O点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，与MN垂直，一细光束沿半径方向与成角射向O点，光屏PQ区域出现两个光斑．光在玻璃砖内传播到O点的时间为，c为真空中的光速． (1)求该玻璃砖的折射率； (2)两光斑间的距离． 13．某小组在学校科技活动中用半圆柱透明玻璃砖，制作一个“光变慢了吗”的光学探究装置，小组先用红色激光进行探究，让红光从空气射向玻璃砖上的一点，光线经玻璃砖折射后与底边的交点为，光路如图所示，入射角为，折射角为。随后小组用紫色激光沿原红光在空气中的入射路径射向点，发现折射角变为。查表得、、。求： (1)玻璃砖对红光的折射率； (2)紫光和红光在玻璃砖中的速度之比。 【题型4 】 14．如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经界面折射后分为、两束光，则下列说法正确的是（　） A．玻璃对b光的折射率大于对光的折射率 B．现将入射光绕点顺时针转动，则光先消失 C．在半圆形玻璃砖中， b光的传播时间小于光的传播时间 D．光在玻璃砖中的传播速度大于光在玻璃砖中的传播速度 15．图1为某实心水晶奖杯，其简化图如图2所示，有一束单色光从奖杯的上表面M点以入射角射入奖杯，光线进入奖杯后到达右侧面，且在右侧面上的N点恰好发生全反射。已知奖杯的截面可视为等腰梯形，图中，，，则该奖杯的折射率为（     ） A． B． C． D． 16．（多选）彩虹的形成可以简化为如图所示的模型，球O是空中的球形水滴，太阳光（复色光）从M点射入，在雨滴内经反射和折射后射出，因雨滴对不同色光的折射率不同，从而形成了彩虹，其中光线a和光线b是彩虹最外侧的两束光线。下列说法正确的是（　　） A．光线a为紫光，光线b为红光 B．两种光在P点和Q点发生全反射 C．在真空中，a光的波长大于b光的波长 D．在雨滴中，b光的传播速度比a光大 17．如图所示的是等腰梯形玻璃砖ABGE，GE 边长未知，其余三边长都为L，一束单色光从GE边D 点垂直入射，恰好在BG 边中点F 发生全反射，反射光过AB 边中点，最终从GE边K点（未画出）射出，光在真空中的传播速度为c，求： (1)玻璃砖对该光的折射率n； (2)GE边长s及D、K 间的距离d； (3)光在玻璃砖中传播的时间t。 18．如图所示为一块半圆形透明材料，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，材料的折射率，平行光垂直射向材料的下表面（设真空中光速为c）。 (1)若光到达上表面后，都能从上表面射出，则该入射光束在AB上的最大宽度为多少？ (2)一束光在O点右侧与O点相距处垂直于AB入射，求此光从射入材料到射出所用时间为多少？ 【题型5 】 19．如图所示，用折射率的材料制成一条长为的实心纤维。一细束激光从真空中由其左端的中心点以的入射角射入纤维内，经过一系列反射后从右端射出。已知真空中的光速，则（　　） A．该激光在纤维中传播速度的大小为 B．该激光由纤维左端射入时的折射角为 C．该激光在纤维中传播所经历的时间为 D．该激光在纤维侧壁上有可能不发生全反射 20．（多选）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。下列结果正确的有（　　） A．光纤传输的原理是光的全反射 B．光在光纤内传播的速度为 C．光在光纤内传播的最长时间为 D．光在光纤内传播的最短时间为 21．光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，如图所示，某通信技术实验室为优化光纤传输方案，选取一段可简化为长玻璃丝的光导纤维进行测试，其折射率为，总长度为，测试时让光从光纤的端面射入并传播。已知光在真空中的传播速度为。 (1)若要使任意角度射入光纤端面的光都在侧壁发生全反射，该光纤折射率的最小值； (2)光从光纤端面传播到另一端面的最长时间与最短时间。 【题型6 】 22．如图所示，某透明介质制成的棱镜截面为等腰三角形，其中顶角，腰长为，为边的中点，一单色光从点射入棱镜，折射光线与边平行，并且在边恰好发生全反射，已知光在真空中的速度为，则下列说法正确的是（     ） A．棱镜折射率为 B．棱镜折射率为 C．光从射入棱镜到第一次从棱镜射出的时间为 D．光从射入棱镜到第一次从棱镜射出的时间为 23．（多选）如图所示，等边三角形ABC是某玻璃砖的横截面，其边长为L，BC面涂有一层反光物质。一束单色光从AB边中点O沿垂直BC方向入射，在BC边中点发生一次反射后从AC边平行于入射光射出。已知真空中光速为c。不考虑多次反射。下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖的折射率为 B．玻璃砖的折射率为 C．光在玻璃砖中传播的时间为 D．光在玻璃砖中传播的时间为 24．如图所示，光线从真空垂直射入直角棱镜界面的AC边上，已知光在真空中的传播速度为c，棱镜的折射率，其中∠A=30°，∠B=60°。求： (1)光在棱镜中传播的速度大小； (2)当光从棱镜射入空气时，发生全反射的临界角的正弦值是多少？ (3)判断这条光线能否从AB边射出？若能射出，求这条光线的折射光线离开棱镜时与AB边界面的夹角。 25．如图所示，截面为直角三角形的三棱镜，，。一束单色光从上某点以平行的方向射入棱镜后，在上发生全反射并从中点垂直射出棱镜，光在真空中的速度为，不考虑多次反射。 (1)作出光在棱镜中的光路图并求棱镜对该单色光的折射率； (2)求该单色光在棱镜中传播的时间。 【题型7 】 26．彩虹是阳光射入悬浮于空中的小水滴发生折射、反射而形成的。图为某束阳光以的入射角从点射入圆球形小水滴，其中某单色光经折射、反射后从点射出，为小水滴的直径。已知。下列说法正确的是（     ） A．小水滴对该单色光的折射率约为1.41 B．小水滴对该单色光的折射率约为1.33 C．该单色光在小水滴内部点发生全反射 D．对同一束入射的阳光，红光在小水滴内的传播速度小于紫光 27．（多选）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（     ） A．入射角小于45° B．该介质折射率小于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 28．如图所示，截面为半圆形的透明体水平放置，其半径为R，圆心为O，圆弧最低点为B。一束平行光与竖直方向成斜射到上。其中一条光线从距O点处的A点射入，经透明体折射后恰好从B点射出。已知真空中光速为c，求： (1)透明体的折射率和光线从A到B所用的时间； (2)若不考虑各面上的反射光，求圆弧面上有光线射出的部分对应的弧长？ 【题型8 】 29．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 30．下列物理现象正确的是（     ） A．图甲是双缝干涉原理图，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变大 B．图乙中S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源发出的波，波长应该增大 C．图丙是一个单摆做受迫振动时振幅与驱动力的频率的关系图，由此判断出该单摆的固有振动周期为 D．图丁救护车向右运动的过程中，静止的、两人听到警笛声的频率为 31．（多选）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（     ） A．在水中，光的波长比光的长 B．在水中，光的传播速度比光的小 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 32．某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上削出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用波长为的绿色激光照射双缝，能在距离纸板为的墙面上观察到干涉条纹间距为。若使纸板到墙面的距离平移至，求： (1)头发丝的直径； (2)改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的多少倍？ 【题型9 】 33．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． 34．（多选）关于如图所示的双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．若仅增大双缝间距d，相邻亮条纹间距增大 B．若仅增大屏到双缝的距离l，相邻亮条纹间距增大 C．若单色光波长为，且，点处出现暗条纹 D．双缝连线中垂线与屏的交点为，点处出现亮条纹 35．如图所示，在双缝干涉实验中，、为双缝，双缝间距为，光屏到双缝的距离为，P是光屏上的一点，已知P到、的距离之差为2.1μm，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验。（光在真空中的速度） (1)若该单色光在某介质中传播时的波长为，波速为，则P点处是亮条纹还是暗条纹？ (2)相邻两亮条纹的中心间距为多大？ 【题型10 】 36．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 37．利用薄膜干涉检测工件平滑度，如图甲所示，两板之间形成一个空气薄层，用a、b两种不同颜色的单色光从上向下照射，得到如图乙所示的干涉图像，下列说法正确的是（     ） A．被检测工件的上表面有一明显的凸起 B．在同一介质中，a光的波长比b光的波长长 C．a光的频率比b光的频率大 D．在真空中，a光的速度大于b光的速度 38．（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（     ） A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B．若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若图乙中条纹出现弯曲，则说明待测平面存在凸起或者凹陷 D．若将薄片左移，其他条件不变，则图乙中的条纹间距将变大 【题型11 】 39．如图所示，对下列两个有关光的实验示意图，分析正确的是（     ） A．图甲若只减小挡板到屏的间距，则相邻亮条纹间距离将增大 B．图甲若只增大双缝的间距d，则相邻亮条纹间距离将减小 C．图乙中得到的条纹说明Q处对应待测工件下表面上凸 D．图乙中若只增加薄片的厚度，则相邻亮条纹间距离将增大 40．如图所示为利用薄膜干涉检测工件的平整度，小垫块放在两平行玻璃砖P、Q的左端，P为标准工件，Q为待测工件且保持水平，平行单色光从P的上表面竖直射入。下列说法正确的是（     ） A．有光垂直Q的下表面射出 B．干涉条纹应在Q的下表面 C．若垫块向右移动少许，则干涉条纹变稀疏 D．如果Q的上表面有一个凸起，则干涉条纹向右弯曲 41．（多选）工厂技术人员用下图所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。用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。下列判断正确的是（     ） A．图中条纹弯曲处对应着被检查平面凸起 B．若需要增大条纹间距，则应更换波长更大的单色光 C．若将图中的薄片稍微右移，条纹间距变窄 D．条纹是由标准样板的上下两表面反射形成的两列光发生干涉的结果 【题型12 】 42．某同学用双缝干涉测量光的波长，实验中发现干涉条纹间距过小，难以测量。下列操作中能使条纹间距变大的是（     ） A．增大双缝到光屏的距离 B．增大双缝间距 C．换用频率更高的单色光 D．减小光源到双缝的距离 43．（多选）图甲为双缝干涉实验装置，①是单缝②是双缝，现仅在单缝前加不同的滤光片，得到图乙、图丙所示的干涉图样。下列说法正确的是（　　） A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行 B．若图乙是加黄色滤光片得到的干涉图样，则图丙可能是加了红色滤光片 C．仅增加光源的强度，相邻亮纹的间距不变 D．某同学测出条亮纹中心间的距离为，则相邻亮纹的间距 44．图甲是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： (1)若要增加从目镜中观察到的条纹个数，可以（　　） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．把红色滤光片换成绿色滤光片 D．使用间距更小的双缝 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。已知测量头的读数方法与螺旋测微器相同。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x1=3.800mm，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，x2=______mm。 (3)若双缝间距d=0.2mm，双缝到屏的距离l=60.0cm，则所测单色光的波长为______nm。（结果保留三位有效数字） 45．用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验 (1)小明在做实验时发现实验室具有激光，若他用激光替代白炽灯作为光源，光具座上还可以撤除的元件是________（填写一个即可）。在实验中用激光效果会更好，这是利用了激光的________（填“平行度好”、“亮度高”或“相干性好”） (2)实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数________mm；分划板的中心刻度线对准第5条亮条纹的中心时，手轮上的示数 (3)通过计算得到________nm。 【题型13 】 46．光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，下列四种现象与其物理规律相同的是（     ） A．白光经过三棱镜得到彩色图样 B．通过两手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 C．白光照射肥皂膜呈现彩色图样 D．照相机镜头的增透膜 47．某实验小组分别用a、b两种单色平行光照射同一挡板上一定宽度的狭缝，在离狭缝相同距离的光屏上形成如下图所示的甲、乙两幅图样。下列说法正确的是（    ） A．单色光b比单色光a更容易发生明显衍射 B．单色光a的频率比单色光b的频率大 C．如果仅调小狭缝的宽度，所看到的中央条纹将变宽 D．若将该挡板换成某一带三角形孔的挡板，用白光照射，光屏上一定会形成三角形光斑 48．（多选）如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从空气射入玻璃，可在玻璃圆弧外侧观察到两束光分别从、点射出。记与延长线之间的夹角为，则下列说法正确的是（　　） A．从点射出的光在玻璃中传播的时间较短 B．通过相同的单缝，从点射出的光比从点射出的光衍射现象更明显 C．增大时，在玻璃圆弧外侧观察到紫光先消失 D．调节的入射方向，从曲面射出的光有可能与方向平行 【题型14 】 49．下列关于光学现象的描述正确的是（     ） A．图甲是自然光照射肥皂膜观测到的图样，观察者和光源应该位于薄膜异侧 B．图乙右侧垫块是两张纸片，当抽去一张纸片后条纹间距变小 C．图丙是牛顿环，出现不等距的明暗相间的条纹，属于光的干涉现象 D．图丁是泊松亮斑图像，属于光的干涉现象 50．（多选）关于光的衍射现象，下列说法正确的是（     ） A．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光的波动性 B．单缝衍射中，单缝宽度越小，衍射条纹间距越宽 C．白光的单缝衍射条纹是黑白相间的 D．只有当障碍物的尺寸小于或接近光的波长时，才会发生衍射现象 【题型15 】 51．一束复色光沿AO方向从真空射入玻璃，发生折射并分别从B、C点射出。下列说法正确的是（     ） A．若增大入射角，沿OB方向射出的光先发生全反射 B．沿OB方向射出的光折射率较大 C．沿OB方向射出的光在真空中的传播速度较大 D．遇到同一较小障碍物时沿OB方向射出的光衍射现象较明显 52．工厂技术人员用图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凹陷 B．a光的波长大于b光的波长 C．a、b两种单色光以相同的入射角射入水中，a光的折射角小于b光的折射角 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 53．（多选）等腰三角形为一棱镜的横截面，一平行于边的细光束从边射入棱镜，在边反射后从边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方且出射时两束光平行，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．甲光的波长比乙光的短 B．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光大 D．若遇到相同的障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象 【题型16 】 54．下列说法错误的是（　　） A．自然光通过起偏振器后成为偏振光，利用检偏振器可以检验出偏振光的振动方向 B．茶色眼镜利用了光的偏振现象 C．立体电影利用了光的偏振现象 D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 55．下列四幅图为光的相关现象，关于它们的说法正确的是（　　） A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射而不能射出水珠 B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 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凸起的 D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波 56．（多选）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列关于光的说法正确的是（　　） A．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的折射引起的 B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象 C．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变小 D．偏振光可以是横波，也可以是纵波 【题型17 】 57．关于以下四幅图的描述，下列说法正确的是（　　） A．图甲中光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小 B．图乙中入射角i逐渐增大到某一值后，光线会从玻璃砖下表面发生全反射 C．图丙泊松亮斑是光的衍射现象 D．图丁观看立体电影时，需佩戴的特制眼镜利用了光的干涉现象 58．（多选）通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图；图乙是双缝干涉示意图，点位置是第条亮条纹位置；图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图；图丁是通过特制眼镜看到立体电影的光路原理图。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变大 B．图乙中，若单色光由蓝光变为橙光，则点位置下降 C．图丙中，光线在两处发生了全反射，且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度 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18 】 59．如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不计空气阻力，则（　　） A．激光在水和空气中传播的速度大小相等 B．激光在水与空气的界面上发生了全反射 C．改用频率更低的激光，“水流导光”现象更明显 D．改用折射率较小的液体，“水流导光”现象更明显 60．（多选）某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时，结合教材实验和科技案例进行了如下探究，下列说法正确的是（　　） A．用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时，狭缝越窄，中央亮纹越宽 B．为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰，在照相机镜头前加装偏振片，可过滤掉玻璃表面反射的偏振光，这一技术利用了光的偏振现象，能让橱窗内的景物成像更清晰 C．泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果，圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释，是证明光具有波动性的关键实验证据 D．激光冷却原子技术中，科学家利用激光的光子与原子发生动量交换，实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性 / 学科网（北京）股份有限公司 $