專題18 光學(xué)-備戰(zhàn)2025年高考物理真題題源解密（新高考）

第第頁(yè)20.（2022年湖南卷第18題）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對(duì)光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實(shí)現(xiàn)對(duì)像素單元可視角度的控制（可視角度定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率，屏障間隙。發(fā)光像素單元緊貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間．不考慮光的衍射。（1）若把發(fā)光像素單元視為點(diǎn)光源，要求可視角度控制為60°，求屏障的高度d；（2）若屏障高度，且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時(shí)，其可視角度剛好被擴(kuò)為180°（只要看到像素單元的任意一點(diǎn)，即視為能看到該像素單元）?！敬鸢浮浚?）1.55mm；（2）0.35mm【解析】（1）發(fā)光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質(zhì)和空氣界面，折射后從界面射向空氣，由題意可知θ=60°，則在介質(zhì)中的入射角為i，則解得由幾何關(guān)系解得（2）若視角度剛好被擴(kuò)為180°，則，此時(shí)光線在界面發(fā)生全反射，此時(shí)光線在界面處的入射角解得C=30°此時(shí)發(fā)光像素單元發(fā)光點(diǎn)距離屏障的距離為像素單元寬度x最小為21.（2022年遼寧卷第5題）完全失重時(shí)，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會(huì)上浮。2021年12月，在中國(guó)空間站“天宮課堂”的水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，航天員向水球中注入空氣形成了一個(gè)內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過(guò)球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說(shuō)法正確的是（）A.此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變大B.此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變小C.若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D.若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射【答案】C【解析】AB．光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，頻率不變，AB錯(cuò)誤；CD．如圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設(shè)水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經(jīng)過(guò)水球后的折射角為α、光線進(jìn)入氣泡的入射角為θ，根據(jù)幾何關(guān)系有則可得出光線2的θ大于光線1的θ，故若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射，C正確、D錯(cuò)誤。故選C。22.（2022年山東卷第7題）柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，右側(cè)是以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，左則是直角梯形，長(zhǎng)為R，與夾角，中點(diǎn)為B。a、b兩種頻率的細(xì)激光束，垂直面入射，器件介質(zhì)對(duì)a，b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，能在面全反射后，從面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有a光 B.僅有b光 C.a、b光都可以 D.a、b光都不可以【答案】A【解析】當(dāng)兩種頻率的細(xì)激光束從A點(diǎn)垂直于AB面入射時(shí)，激光沿直線傳播到O點(diǎn)，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線傳播出去。

保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向PM面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，光線傳播到PM面的入射角逐漸增大。

當(dāng)入射點(diǎn)為B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到PM面的P點(diǎn)，此時(shí)光線在PM面上的入射角最大，設(shè)為，由幾何關(guān)系得

根據(jù)全反射臨界角公式得兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為故在入射光從A向B移動(dòng)過(guò)程中，a光能在PM面全反射后，從OM面射出；b光不能在PM面發(fā)生全反射，故僅有a光。A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。23.（2022年重慶卷第18題）如圖所示，水面上有一透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅、藍(lán)兩種單色燈（可視為點(diǎn)光源），均質(zhì)球?qū)煞N色光的折射率分別為和。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射），若紅燈到水面的最大距離為，（1）求藍(lán)燈到水面的最大距離；（2）兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方還是下方？為什么？【答案】（1）；（2）上方，理由見(jiàn)解析【解析】（1）為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射，關(guān)鍵是光線能夠從折射出去，以紅光為例，當(dāng)折射角最大達(dá)到臨界角時(shí)，光線垂直水面折射出去，光路圖如圖所示假設(shè)半球半徑為，根據(jù)全反射定律和幾何關(guān)系可知同理可知藍(lán)光兩式聯(lián)立解得（2）藍(lán)光的折射率大于紅光的折射率，根據(jù)（1）問(wèn)結(jié)果結(jié)合可知所以藍(lán)燈應(yīng)該在紅燈的上方。24.（2021年全國(guó)甲卷第15題）如圖，單色光從折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為_(kāi)__________m/s；對(duì)于所有可能的入射角，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間t的取值范圍是___________s≤t<___________s（不考慮反射）?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】[1]該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為[2]當(dāng)光垂直玻璃板射入時(shí)，光不發(fā)生偏折，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間最短，最短時(shí)間[3]當(dāng)光的入射角是90°時(shí)，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間最長(zhǎng)。由折射定律可知最長(zhǎng)時(shí)間25.（2021年廣東卷第18題）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過(guò)接收器Q接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)工作的。光從擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)P點(diǎn)射向外側(cè)M點(diǎn)再折射到空氣中，測(cè)得入射角為，折射角為；光從P點(diǎn)射向外側(cè)N點(diǎn)，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時(shí)臨界角的正弦值表達(dá)式。

【答案】【解析】根據(jù)光的折射定律有根據(jù)光的全反射規(guī)律有聯(lián)立解得26.（2021年海南卷第6題）如圖，長(zhǎng)方體玻璃磚的橫截面為矩形，，其折射率為。一束單色光在紙面內(nèi)以的入射角從空氣射向邊的中點(diǎn)O，則該束單色光（）

A.在邊的折射角為B.在邊的入射角為C.不能從邊射出D.不能從邊射出【答案】C【解析】A．光線從O點(diǎn)入射，設(shè)折射角為，由折射定律有解得即該束單色光在邊的折射角為，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)邊長(zhǎng)，則，作出光路圖如圖所示。

由幾何關(guān)系可知光在邊的入射角為，故B錯(cuò)誤；C．設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為C，有即，而光在MN邊的入射角大于，所以光在MN邊發(fā)生全反射，不能從邊射出，故C正確；D．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點(diǎn)發(fā)生全反射后到達(dá)NP邊的B點(diǎn)時(shí)的入射角為30°，小于全反射臨界角，所以光在B點(diǎn)折射出玻璃磚，故D錯(cuò)誤。故選C27.（2021年河北卷第18題）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對(duì)放置，圓心上下錯(cuò)開(kāi)一定距離，如圖所示，用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為，當(dāng)時(shí)，A右側(cè)恰好無(wú)光線射出；當(dāng)時(shí)，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h，不考慮多次反射，求：（1）半圓柱體對(duì)該單色光的折射率；（2）兩個(gè)半圓柱體之間距離d。

【答案】（i）；（ii）【解析】（i）光從半圓柱體A射入，滿足從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，當(dāng)時(shí)發(fā)生全反射，有解得（ii）當(dāng)入射角，經(jīng)兩次折射從半圓柱體B的半徑出射，設(shè)折射角為，光路如圖

由折射定律有有幾何關(guān)系有聯(lián)立解得28.（2021年江蘇卷第7題）某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于面射入，可以看到光束從圓弧面出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時(shí)，出射光束恰好消失，該材料的折射率為（）A.1.2 B.1.4 C.1.6 D.1.8【答案】A【解析】畫出激光束從玻璃磚射出時(shí)恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示全反射的條件由幾何關(guān)系知聯(lián)立解得故A正確，BCD錯(cuò)誤故選A29.（2021年遼寧卷第4題）一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A.頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B.頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小C.頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D.頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大【答案】C【解析】由光路圖可知a光的偏折程度沒(méi)有b光的大，因此a光的折射率小，頻率小，由全反射可知折射率越小發(fā)生全反射的臨界角越大。故選C。30.（2021年山東卷第15題）超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對(duì)稱放置四個(gè)相同的直角三棱鏡，頂角為。一細(xì)束脈沖激光垂直第一個(gè)棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過(guò)前兩個(gè)棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過(guò)后兩個(gè)棱鏡重新合成為一束，此時(shí)不同頻率的光前后分開(kāi)，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們?cè)诶忡R中的折射率分別為和。取，，。（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個(gè)棱鏡斜面射出，求的取值范圍；（2）若，求兩種頻率的光通過(guò)整個(gè)展寬器的過(guò)程中，在空氣中的路程差（保留3位有效數(shù)字）。【答案】（1）（或）；（2）【解析】（1）由幾何關(guān)系可得，光線在第一個(gè)三梭鏡右側(cè)斜面上的入射角等于，要使得兩種頻率的光都從左側(cè)第一個(gè)棱鏡斜面射出，則需要比兩種頻率光線的全反射角都小，設(shè)C是全反射的臨界角，根據(jù)折射定律得①折射率越大，臨界角越小，代入較大的折射率得②所以頂角的范圍為（或）③（2）脈沖激光從第一個(gè)三棱鏡右側(cè)斜面射出時(shí)發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為和，由折射定律得④⑤設(shè)兩束光在前兩個(gè)三棱鏡斜面之間的路程分別為和，則⑥⑦⑧聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得⑨考向三干涉、衍射和偏振31.（2023年北京卷第2題）陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）A.偏振現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象 C.干涉現(xiàn)象 D.全反射現(xiàn)象【答案】C【解析】陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象。故選C。32.（2023年河北卷第2題）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無(wú)色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同 B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉 D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色【答案】C【解析】A．上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯(cuò)誤；BC．硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，振動(dòng)加強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時(shí)，滿足加強(qiáng)條件的波長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯(cuò)誤。故選C。33.（2023年江蘇卷第6題）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的（）A.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍【答案】B【解析】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長(zhǎng)關(guān)系有由題圖知x乙=2x甲則故選B。34.（2023年山東卷第5題）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測(cè)柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動(dòng) B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動(dòng)C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動(dòng) D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動(dòng)【答案】A【解析】由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，G增長(zhǎng)的高度大于C增長(zhǎng)的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，則條紋向左移動(dòng)。故選A。35.（2023年天津卷第4題）能說(shuō)明光是橫波的是（）A.全反射 B.干涉 C.偏振 D.衍射【答案】C【解析】A．根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，說(shuō)明光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)和由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)會(huì)有不同的現(xiàn)象，不能因此確定是橫波還是縱波，故A錯(cuò)誤；BD．干涉和衍射是所有波的特性，不能因此確定是橫波還是縱波；根據(jù)光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光是一種鋒返波，具有波動(dòng)性，故BD錯(cuò)誤；C．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明振動(dòng)方向與光的傳播方向垂直，即說(shuō)明光是橫波，故C正確；故選C。36.（2023年重慶卷第5題）某實(shí)驗(yàn)小組利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發(fā)現(xiàn)在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，發(fā)現(xiàn)a光的折射角比b光的大，則（）A.在空氣中傳播時(shí)，a光的波長(zhǎng)比b光的大B.在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的大C.在水中傳播時(shí)，a光的頻率比b光的小D.由水射向空氣時(shí)，a光的全反射臨界角比b光的小【答案】D【解析】A．根據(jù)相鄰兩條亮條紋的間距計(jì)算公式由此可知故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)折射定律a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，a光的折射角比b光的大，則根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率的關(guān)系可得在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的小，故B錯(cuò)誤；C．在水中傳播時(shí)，a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率比b光的大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可得在水中傳播時(shí)，a光的折射率比b光的大，a光的全反射臨界角比b光的小，故D正確。故選D。37.（2022年浙江6月卷第4題）關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.用復(fù)色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D.藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【解析】A．用復(fù)色光投射同樣能看到條紋，A錯(cuò)誤；B．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；C．由條紋間知，把光屏前移或后移，改變了L，從而改變了條紋間距，但還可能看到明暗相間條紋，C錯(cuò)誤；D．由條紋間知，且λ藍(lán)<λ紅，則藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯(cuò)誤。故選B。38.（2022年北京卷第2題）下列現(xiàn)象能說(shuō)明光是橫波的是（）A.光的衍射現(xiàn)象 B.光的折射現(xiàn)象C.光的偏振現(xiàn)象 D.光的干涉現(xiàn)象【答案】C【解析】光的偏振現(xiàn)象能說(shuō)明光是橫波。故選C。39.（2022年山東卷第10題）（多選）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋【答案】ACD【解析】A．由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過(guò)狹縫時(shí)，同時(shí)也發(fā)生衍射，故A正確；B．狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD。40.（2021年江蘇卷第6題）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時(shí)，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測(cè)肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】薄膜干涉為前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時(shí)，出現(xiàn)彩色條紋，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距上疏下密，由于表面張力的作用，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。41.（2021年山東卷第7題）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差△x=nλ時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，即當(dāng)薄膜的厚度時(shí)對(duì)應(yīng)的條紋為亮條紋，在題目的干涉條紋中，從左向右條紋的間距逐漸增大，結(jié)合干涉條紋公式對(duì)應(yīng)的厚度公式可知從左向右薄膜厚度的變化率逐漸減小。故選D。42.（2021年浙江卷第16題）（多選）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說(shuō)法正確的是（）

A.過(guò)肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)，條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】AB【解析】A．肥皂膜因?yàn)樽灾貢?huì)上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個(gè)圓滑的曲面而不是梯形，A正確；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因?yàn)榉试砟ど系臈l紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；C．形成條紋原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)，形成到破裂的過(guò)程上面越來(lái)越薄，下面越來(lái)越厚，因此出現(xiàn)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)，由于重力，表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會(huì)重新分布，因此并不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)90°；D錯(cuò)誤。故選AB?？枷蛩恼凵渎实臏y(cè)定43.（2023年廣東卷第11題）某同學(xué)用激光筆和透明長(zhǎng)方體玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的點(diǎn)水平入射，到達(dá)面上的點(diǎn)后反射到點(diǎn)射出．用大頭針在白紙上標(biāo)記點(diǎn)、點(diǎn)和激光筆出光孔的位置②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作連線的延長(zhǎng)線與面的邊界交于點(diǎn)，如圖（a）所示③用刻度尺測(cè)量和的長(zhǎng)度和．的示數(shù)如圖（b）所示，為_(kāi)_______。測(cè)得為

（3）利用所測(cè)量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式________；由測(cè)得的數(shù)據(jù)可得折射率為_(kāi)_______（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（4）相對(duì)誤差的計(jì)算式為。為了減小測(cè)量的相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)中激光在點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角________?！敬鸢浮竣?2.25②.③.1.51④.稍小一些【解析】（2）③[1]刻度尺的最小分度為0.1cm，由圖可知，為2.25cm；（3）[2][3]玻璃磚折射率的表達(dá)式帶入數(shù)據(jù)可知（4）[4]相對(duì)誤差的計(jì)算式為，為了減小測(cè)量的相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)中要盡量稍大一些，即激光在點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角稍小一些。44.（2023年海南卷第14題）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時(shí)在屏上的S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2處，回答下列問(wèn)題：（1）請(qǐng)畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖_________；（2）已經(jīng)測(cè)出AB=l1，OA=l2，S1S2=l3，則折射率n=_________（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則S1S2間的距離會(huì)_________（填“變大”，“變小”或“不變”）?！敬鸢浮竣?②.③.變小【解析】（1）[1]根據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示（2）設(shè)光線入射角為θ、折射角為α，則在C點(diǎn)根據(jù)折射定律有nsinθ=sinα由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則S1S2=CB根據(jù)幾何關(guān)系可知聯(lián)立解得（3）[3]若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則畫出光路圖如下可看出S1S2間的距離變小。45.（2021年全國(guó)乙卷第16題）用插針?lè)y(cè)量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)中用A、B兩個(gè)大頭針確定入射光路、C、D兩個(gè)大頭針確定出射光路，O和分別是入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，如圖（a）所示。測(cè)得玻璃磚厚度為，A到過(guò)O點(diǎn)的法線的距離，M到玻璃磚的距離，到的距離為。（?。┣蟛ＡТu的折射率；（ⅱ）用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，玻璃磚的截面如圖（b）所示。光從上表面入射，入時(shí)角從0逐漸增大，達(dá)到時(shí)，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角?！敬鸢浮浚╥）（ii）15°【解析】（i）從O點(diǎn)射入時(shí)，設(shè)入射角為α，折射角為β。根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得：

再由折射定律可得玻璃磚的折射率：

（ii）當(dāng)入射角為45°時(shí)，設(shè)折射角為γ，由折射定律：

可求得：

再設(shè)此玻璃磚上下表面的夾角為θ，光路圖如下：

而此時(shí)出射光線恰好消失，則說(shuō)明發(fā)生全反射，有：

解得：

由幾何關(guān)系可知：

即玻璃磚上下表面的夾角：

考向五光的波長(zhǎng)的測(cè)定46.（2021年浙江卷第18題）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___________。(單選）A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________(單選）A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測(cè)量頭間的距離

【答案】①.C②.D【解析】①[1]若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單縫與雙縫不平行；要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行。故選C。②[2]根據(jù)可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離l，減小雙縫的間距d；故選D。一、折射定律折射率1．折射定律(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12為比例常數(shù))．2．折射率(1)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v).因?yàn)関<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.3．對(duì)折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小．②同一種光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同．4．光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．如果讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射．5．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對(duì)光線的作用通過(guò)平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過(guò)圓心的直線，光線經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折二、全反射1．光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對(duì)性若n甲＞n乙，則甲相對(duì)乙是光密介質(zhì)若n甲＜n丙，則甲相對(duì)丙是光疏介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象．(2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．(3)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．若光從介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝eq\f(1,n).介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越?。?．光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖)．4．分析綜合問(wèn)題的基本思路(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)判斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識(shí)推斷和求解相關(guān)問(wèn)題．三、光的干涉現(xiàn)象1．雙縫干涉(1)條紋間距：Δx＝eq\f(l,d)λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大．(2)明暗條紋的判斷方法：如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1.當(dāng)Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋．當(dāng)Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋．2．薄膜干涉(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上時(shí)，從膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加．(2)明暗條紋的判斷方法：兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波長(zhǎng)為λ.在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋．在Q處，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋．(3)應(yīng)用：增透膜、檢查平面的平整度．四、光的衍射和偏振現(xiàn)象1．光的衍射發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸足夠小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯．2．光的偏振(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光．(3)偏振光的形成①讓自然光通過(guò)偏振片形成偏振光．②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光．(4)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等．(5)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波．3．單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰亮條紋間距不等各相鄰亮(暗)條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，都屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋4.光的干涉和衍射的本質(zhì)從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都屬于光波的疊加，干涉是從單縫通過(guò)兩列頻率相同的光在屏上疊加形成的，衍射是由來(lái)自單縫上不同位置的光在屏上疊加形成的．五、測(cè)量玻璃的折射率1．實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1透過(guò)一塊兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，從而畫出光從空氣射入玻璃后的折射光線OO′，求出折射角θ2，再根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)計(jì)算出玻璃的折射率．2．實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上．(2)在白紙上畫一條直線aa′，并取aa′上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn)，作過(guò)O點(diǎn)的法線MM′.(3)畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針．(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa′對(duì)齊，并畫出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P1、P2的像和P3.(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點(diǎn)O′，連接O、O′得到線段OO′.(7)用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)．4．?dāng)?shù)據(jù)分析(1)計(jì)算法用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值．(2)圖像法改變不同的入射角θ1，測(cè)出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2的圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖像應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的直線，如圖所示，其斜率為折射率．(3)“單位圓”法以入射點(diǎn)O為圓心，以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫圓，如圖所示，sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n.5．注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O′之間距離要稍大一些．(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．(3)操作時(shí)手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，也不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線．(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變．(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大．六、用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)1．實(shí)驗(yàn)原理單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光波長(zhǎng)λ之間滿足λ＝eq\f(d,l)Δx.2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如圖所示．②接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．③調(diào)節(jié)各器件的高度和角度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏．④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm.⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．(2)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)①安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．②使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至第n條亮條紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)an.③用刻度尺測(cè)量雙縫與光屏間距離l(d是已知的)．④改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測(cè)量．3．?dāng)?shù)據(jù)分析(1)條紋間距Δx＝eq\f(an－a1,n－1).(2)波長(zhǎng)λ＝eq\f(d,l)Δx.(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值．4．注意事項(xiàng)(1)安裝時(shí)，注意使光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)．(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近．(3)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮光筒不共軸；干涉條紋不清晰，一般原因是單縫與雙縫不平行．1.（2024·北京市海淀區(qū)·二模）下列關(guān)于光的現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（）A.水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現(xiàn)象B.相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振C.泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光具有波動(dòng)性D.雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的干涉現(xiàn)象【答案】C【解析】A．水面上漂著的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用了光的干涉，故B錯(cuò)誤；C．泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故C正確；D．雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的折射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選C。2.（2024·北京市海淀區(qū)·二模）（1）在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖1所示。雙縫間距為d，毛玻璃光屏與雙縫間的距離為L(zhǎng)。從目鏡中看到的干涉圖樣如圖2所示，若A、B兩條亮紋中央間距為x，則所測(cè)光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______。（用所給物理量的字母表示）使分劃板的中心刻線對(duì)齊A亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)情況如圖3所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm。（2）用如圖4所示裝置研究?jī)蓚€(gè)半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。圖5中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的豎直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓a球多次從斜槽上某一固定位置C由靜止釋放，其平均落地點(diǎn)的位置為P。再把b球放在水平軌道末端，將a球仍從位置C由靜止釋放，a球和b球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作多次，其平均落地點(diǎn)的位置為M、N。測(cè)量出a、b兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的長(zhǎng)度分別為x1、x2、x3。①在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式____________________________（用所測(cè)物理量的字母表示），則可以認(rèn)為兩球碰撞前后的動(dòng)量守恒。②換用不同材質(zhì)的小球再次進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得出，若碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量守恒，請(qǐng)分析說(shuō)明兩球碰撞過(guò)程機(jī)械能是否守恒_____?！敬鸢浮浚?）①.②.9.15（2）①.m1x2=m1x1+m2x3②.不守恒【解析】【小問(wèn)1詳解】[1]根據(jù)題意可知相鄰兩條紋間的間距為，根據(jù)得光的波長(zhǎng)為[2]讀數(shù)為【小問(wèn)2詳解】[1]小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，若滿足動(dòng)量守恒定律有得[2]碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)能分別為故可得根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式結(jié)合，整理得由于，故，可知兩球碰撞過(guò)程機(jī)械能不守恒。3.（2024·福建省三明市·一模）如圖所示，一平行光束照射到平行玻璃磚的上表面，經(jīng)折射后從下表面射出，射出的光線_________（填“平行”或“不平行”）；如果調(diào)整平行光的入射方向，光線_________（填“能”或“不能”）在下表面發(fā)生全反射；如果調(diào)整平行光為垂直入射到上表面，光在玻璃磚內(nèi)部_________（填“有”或“沒(méi)有”）發(fā)生折射現(xiàn)象?！敬鸢浮竣?平行②.不能③.有【解析】[1]折射光線在平行玻璃磚下表面的入射角等于光線在上表面的折射角，設(shè)光線從下表面射出時(shí)的折射角為θ，根據(jù)折射定律得即光線從下表面射出時(shí)，射出的光線是平行的；[2]臨界角等于光從真空射入介質(zhì)折射時(shí)最大的折射角，由圖看出，入射光線在上表面的折射角一定小于臨界角，玻璃磚上下表面平行，折射光線射到下表面時(shí)入射角與上表面上的折射角相等，所以不論怎么調(diào)整平行光的入射方向，下表面的入射角一定小于臨界角，所以折射光線射到下表面時(shí)一定不能發(fā)生全反射。[3]如果調(diào)整平行光為垂直入射到上表面，光的傳播方向不變，但光在玻璃磚內(nèi)部仍有發(fā)生折射現(xiàn)象。4.（2024·甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣·三模）如圖所示，平行單色光從真空垂直底面射入球心為、半徑為的半球玻璃介質(zhì)，只有以為圓心、半徑為的區(qū)域內(nèi)的光線才能從球面射出，則該玻璃介質(zhì)對(duì)單色光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)題意，可畫出光路如圖所示設(shè)光線在半圓曲面上發(fā)生全反射的臨界角為C，可知由故選A。5.（2024·廣東多校聯(lián)考·三模）在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（裝置如圖所示）：（1）下列說(shuō)法正確的是________。A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心前，應(yīng)放上單縫和雙縫B.用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與亮條紋的中心對(duì)齊C.屏上的干涉條紋與雙縫垂直（2）如果用激光器做光源，該實(shí)驗(yàn)照樣可以完成，這時(shí)可以去掉的部件是________。（3）用測(cè)量頭測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋中心間的距離，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋中心，如圖1所示，記下手輪的讀數(shù)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮條紋中心，如圖2所示，記下手輪的讀數(shù)。則相鄰兩個(gè)亮條紋的間距是________mm。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）在（3）的前提下，如果已經(jīng)測(cè)得雙縫的間距是0.300mm，雙縫和屏之間的距離是900mm，則待測(cè)光的波長(zhǎng)是________m。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）B（2）濾光片和單縫（3）1.61（4）【解析】【小問(wèn)1詳解】A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心前，不需要放上單縫和雙縫，故A錯(cuò)誤B．用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，分劃板中心刻線與亮條紋的中心如果不對(duì)齊，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，故B正確；C．屏上的干涉條紋與雙縫平行，故C錯(cuò)誤。故選B；【小問(wèn)2詳解】激光器做光源，由于激光的單色性和相干性好，可以去掉濾光片和單縫；【小問(wèn)3詳解】第1條亮條紋中心對(duì)應(yīng)手輪的讀數(shù)約為0.045mm，第10條亮條紋中心對(duì)應(yīng)手輪的讀數(shù)約為，則相鄰亮條紋的間距【小問(wèn)4詳解】由可得6.（2024·廣西南寧市、河池市等校聯(lián)考·二模）如圖所示，直線與玻璃磚表面垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，一束a光線和另一束b光線，均以的入射角同時(shí)射入同一塊平行玻璃磚，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)。則下列說(shuō)法正確的是（）A.該玻璃磚對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率大B.在玻璃磚中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度C.對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰兩條亮條紋間距比b光的相鄰兩條亮條紋間距大D.同時(shí)增大入射角，則b光在玻璃磚下表面先發(fā)生全反射【答案】C【解析】AB.由光路圖知折射率定義式可知，a光在玻璃磚中的折射率小于b光在玻璃磚中的折射率，由所以a光的傳播速度大，故AB錯(cuò)誤；C.由知根據(jù)知，a光波長(zhǎng)較大，因此干涉條紋間距較大，故C正確；D.因?yàn)槭瞧叫胁ＡТu，因此在其下表面一定不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選C。7.（2024·貴州省六校聯(lián)盟·三模）隨著監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在大街小巷、家家戶戶都安裝了監(jiān)控?cái)z像等設(shè)備。如圖所示為一監(jiān)控設(shè)備上取下的半徑為的半球形透明材料，球心為點(diǎn)，A點(diǎn)為半球面的頂點(diǎn)，且滿足與渡有反射膜的底面垂直。一束單色光平行于射向半球面的B點(diǎn)，折射光線通過(guò)底面點(diǎn)，經(jīng)點(diǎn)反射后射向半球面上的點(diǎn)（圖中未畫出），已知B到連線的距離為，長(zhǎng)為。求:（1）此材料的折射率；（2）請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明反射光是否會(huì)在圓弧上發(fā)生全反射?【答案】（1）；（2）不會(huì)【解析】（1）根據(jù)題意，畫出光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系可得解得又有，則有可得即則有此材料的折射率為（2）由幾何關(guān)系，結(jié)合（1）分析可知連接，則有解得即點(diǎn)和點(diǎn)重合，則反射光在圓弧上的入射角為，又有則反射光是不會(huì)在圓弧上發(fā)生全反射。8.（2024·海南省四校聯(lián)考）（多選）如圖所示，有一玻璃直角三棱鏡，。由兩種單色光甲和乙組成的一細(xì)光束，從邊射入三棱鏡，調(diào)整入射方向發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射光束垂直邊入射時(shí)，單色光甲從邊射出，且出射光線和邊的夾角為30°，單色光乙恰好在邊發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是（）A.甲、乙兩種單色光的折射率分別為和B.甲、乙兩種單色光在該玻璃中的傳播速度之比為C.若用單色光甲照射某金屬表面，能使該金屬發(fā)射光電子，則用單色光乙照射該金屬表面，也一定能使該金屬發(fā)射光電子D.用完全相同的楊氏雙縫干涉儀做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，單色光甲的條紋寬度要比單色光乙的條紋寬度窄【答案】BC【解析】根據(jù)題意，由折射定律和反射定律畫出光路圖，如圖所示A．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，甲光在邊的入射角為，折射角為則甲光的折射率為乙光恰好發(fā)生全反射，則臨界角為，則乙光的折射率為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由公式可得則甲、乙兩種單色光在該玻璃中的傳播速度之比為故B正確；C．由于甲光的折射率小于乙光的折射率，則甲光的頻率小于乙光的頻率，由光電效應(yīng)方程可知，若用單色光甲照射某金屬表面，能使該金屬發(fā)射光電子，則用單色光乙照射該金屬表面，也一定能使該金屬發(fā)射光電子，故C正確；D．根據(jù)題意，由公式可知，由于甲光的頻率小，則甲光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，由公式可知，用完全相同的楊氏雙縫干涉儀做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，單色光甲的條紋寬度要比單色光乙的條紋寬度寬，故D錯(cuò)誤。故選BC。9.（2024·河北·三模）（多選）折光儀濃度計(jì)是利用光的折射原理制成的，光從空氣進(jìn)入某種溶液介質(zhì)發(fā)生偏折，對(duì)于不同濃度的溶液，光的偏折程度不同?？梢愿鶕?jù)預(yù)先建立的濃度與折射率之間的標(biāo)準(zhǔn)圖像來(lái)推測(cè)出溶液的濃度。用同一種光照射酒精溶液和氯化鈉溶液，折射率n與酒精溶液和氯化鈉溶液的濃度c之間的關(guān)系圖像如圖所示。在同一濃度的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）A.光通過(guò)酒精溶液的偏折程度大于通過(guò)氯化鈉溶液的偏折程度B.光在酒精溶液中傳播的速度大于在氯化鈉溶液中傳播的速度C.若增大光的入射角，則光在酒精溶液中先發(fā)生全反射D.光通過(guò)相同距離，在酒精溶液中的時(shí)間大于在氯化鈉溶液中的時(shí)間【答案】AD【解析】A．由題圖可知，光通過(guò)酒精溶液的折射率更大，則光通過(guò)酒精溶液的偏折程度大于通過(guò)氯化鈉溶液的偏折程度，A正確；B．光通過(guò)酒精溶液的折射率大于光通過(guò)氯化鈉溶液的折射率，由光在介質(zhì)中的傳播速度公式可知，光在酒精溶液中傳播的速度小于在氯化鈉溶液中傳播的速度，B錯(cuò)誤；C．由于光從空氣進(jìn)入某種溶液介質(zhì)發(fā)生偏折，即光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，因此光不會(huì)產(chǎn)生全反射，C錯(cuò)誤；D．由于光在酒精溶液中傳播的速度小于在氯化鈉溶液中傳播的速度，因此光通過(guò)相同距離，在酒精溶液中的時(shí)間大于在氯化鈉溶液中的時(shí)間，D正確。故選AD。10.（2024·河南省九師聯(lián)盟·三模）半徑為R的透明玻璃球切去底面半徑的球冠成為一個(gè)大球冠，如圖所示，玻璃的折射率，一束半徑光束垂直球冠的切面照射到球冠上，進(jìn)入球冠的光線有部分從球面射出而使球面發(fā)光，已知光在真空中的傳速速度為c，（球冠不含底面的表面積公式為，R為球的半徑，h為球冠的高度）。不考慮光在球冠內(nèi)的反射，求：（1）發(fā)光球面的面積；（2）光束正中間的光線通過(guò)大球冠的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意，設(shè)光發(fā)生全反射的臨界角為C，由解得畫出光路圖，如圖所示光線①恰好發(fā)生全反射，發(fā)光區(qū)域是一個(gè)小的球冠，設(shè)小球冠高為h，由幾何關(guān)系有解得發(fā)光球面面積（2）如圖由題意，球冠底面所對(duì)的圓心角為，光束正中間的光線②直接穿過(guò)球冠，通過(guò)玻璃球的路程為光在玻璃球內(nèi)的速度所以，該光束正中間光線通過(guò)玻璃球的時(shí)間為11.（2024·黑龍江名校聯(lián)考·二模）如圖所示，EFGH為柱狀玻璃磚的橫截面，EHG是以O(shè)為圓心的一段圓弧，H為圓弧的中點(diǎn)，圓弧EHG剛好與EF邊和FG邊相切，圓弧的半徑為R，。一束單色光照射在EF邊的中點(diǎn)D，入射角為，進(jìn)入玻璃磚后，折射光線從圓弧上射出后剛好過(guò)圓弧的圓心O。光在真空中的傳播速度為c，不考慮光在圓弧上的反射，下列說(shuō)法正確的是（）A.玻璃磚對(duì)光的折射率為 B.光在玻璃磚中的傳播速度為C.光在玻璃磚中的傳播距離為 D.光在玻璃磚中傳播的時(shí)間為【答案】B【解析】A．光路如圖所示．設(shè)折射角為r，則故玻璃磚對(duì)光的折射率A錯(cuò)誤；B．光在玻璃磚中傳播的速度B正確；C．光在玻璃磚中傳播的距離C錯(cuò)誤；D．光在玻璃磚中傳播的時(shí)間D錯(cuò)誤。故選B12.（2024·湖北省十一校聯(lián)考·二模）某款手機(jī)防窺屏的原理圖如圖所示，在透明介質(zhì)中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可實(shí)現(xiàn)對(duì)像素單元可視角度的控制。發(fā)光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點(diǎn)光源，位于相鄰兩屏障的正中間。下列說(shuō)法正確的是（）A.防窺屏的厚度越大，可視角度越小B.屏障的高度d越大，可視角度越大C.透明介質(zhì)的折射率越小，可視角度越小D.防窺屏實(shí)現(xiàn)防窺效果主要是因?yàn)楣獍l(fā)生了全反射【答案】C【解析】A．由光路圖可知，可視角度與防窺屏的厚度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．如果屏障越高，則入射角變小，根據(jù)折射定律可知折射角變小，角變小，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，可視角度是光線進(jìn)入空氣中時(shí)折射角的2倍，透明介質(zhì)的折射率越小，折射角越小，角越小，故C正確；D．防窺屏實(shí)現(xiàn)防窺效果的原理是因?yàn)槟承┙嵌确秶鷥?nèi)的光被屏障吸收，能射出到空氣中的光其入射角都小于臨界角，沒(méi)有發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選C。13.（2024·東北師大附中、長(zhǎng)春市十一高中、吉林一中、四平一中、松原實(shí)驗(yàn)中學(xué)1月聯(lián)合模擬考試）夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是（）A.在冰晶中，b光的波速比a光大B.通過(guò)同一儀器發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰明條紋間距較大C.b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D.a、b兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的小【答案】B【解析】A．由圖可知a光的偏折程度小于b光的偏折程度，所以，根據(jù)可知故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)得根據(jù)雙縫干涉條紋間距表達(dá)式可知a光的相鄰明條紋間距較大，故B正確；C．當(dāng)縫隙和波長(zhǎng)差不多或縫隙比波長(zhǎng)小的多時(shí)能發(fā)生明顯得衍射現(xiàn)象，所以a光比b光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知故D錯(cuò)誤。故選B。14.（2024·江蘇省4月大聯(lián)考）如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為400nm的紫光源照射單縫S，在光屏中央P處觀察到亮條紋，在位于P點(diǎn)上方的點(diǎn)出現(xiàn)第五條暗條紋?，F(xiàn)換用波長(zhǎng)為600nm的橙色光源照射單縫，則（??）A.為亮條紋，P和之間有三條暗條紋光源B.為亮條紋，P和之間有兩條暗條紋C.為暗條紋，P和之間有三條暗條紋D.為暗條紋，P和之間有兩條暗條紋【答案】A【解析】使用波長(zhǎng)為400nm的紫光源照射單縫S，在點(diǎn)出現(xiàn)第五條暗條紋，則分別由S1、S2射出的光到點(diǎn)的路程差為此路程差等于橙色光波長(zhǎng)的3倍，因此換用波長(zhǎng)為600nm的橙色光源照射單縫，為亮條紋。紫光照射時(shí)，相鄰兩條暗條紋間的間距橙色光照射時(shí)，相鄰兩條暗條紋間的間距可知P和之間有三條暗條紋光源。故選A。15.（2024·江蘇省4月大聯(lián)考）光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱光纖）由內(nèi)芯和外套兩層組成，如圖所示，某光纖內(nèi)芯折射率為n，長(zhǎng)為L(zhǎng)，真空中光速為c，傳播的光信號(hào)從光纖軸線上的O點(diǎn)射向光纖。已知光信號(hào)在光纖內(nèi)芯中傳播時(shí)相對(duì)外套的臨界角為60°，為保證射入光纖內(nèi)芯的光信號(hào)在傳播過(guò)程中發(fā)生全反射，設(shè)傳播信號(hào)從O點(diǎn)射向光纖的入射角為θ，在光纖中傳播時(shí)間為t，則（）A.， B.，C.， D.，【答案】A【解析】光在光纖中沿直線傳播時(shí)，所需時(shí)間最短，光在光纖中傳播的速度則最短時(shí)間則設(shè)光照射設(shè)光照射在光纖端面的P點(diǎn)時(shí)，入射角為，折射角為，光線進(jìn)入光纖后照射在Q點(diǎn)，入射角為，如圖所示：當(dāng)光線在Q點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則有則根據(jù)折射定律有解得故故選A。16.（2024·江西省九江市·二模）用如圖甲所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量光的波長(zhǎng)。（1）上圖中I、II、III、IV的名稱依次是______。A.單縫、雙縫、毛玻璃屏、目鏡 B.雙縫、單縫、毛玻璃屏、目鏡C.單縫、雙縫、目鏡、毛玻璃屏 D.雙縫、單縫、目鏡、毛玻璃屏（2）在調(diào)節(jié)儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互______放置。（選填“垂直”或“平行”）（3）已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為；接著再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺如圖乙所示，則讀數(shù)為_(kāi)_____mm。已知雙縫間距，測(cè)得雙縫到毛玻璃屏的距離，所測(cè)光的波長(zhǎng)______nm（保留三位有效數(shù)字）。（4）為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測(cè)量相鄰亮條紋間的距離，而是先測(cè)量多個(gè)條紋的間距再求出。下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的有______。A.“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測(cè)量B.“探究彈簧彈力與形變量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量的測(cè)量C.“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測(cè)量【答案】（1）A（2）平行（3）①.15.02②.（4）C【解析】【小問(wèn)1詳解】光源后面為濾光片，使光源發(fā)出的光變?yōu)閱紊?，之后為單縫，使單色光的相干性較好，之后為雙縫，變?yōu)閮墒喔晒?，在遮光筒中傳播，避免外界光線干擾，最后在毛玻璃上疊加形成干涉圖樣，我們?cè)偻ㄟ^(guò)目鏡進(jìn)行觀測(cè)。故選A?！拘?wèn)2詳解】在組裝儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互平行放置?！拘?wèn)3詳解】[1]測(cè)量頭精度為0.02mm，故讀數(shù)為[2]由公式可知【小問(wèn)4詳解】A．“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測(cè)量，采用等效替代的方法，故A錯(cuò)誤；B．“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中彈簧形變量的測(cè)量，采用多次測(cè)量求平均值的方法，故B錯(cuò)誤；C．“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測(cè)量采用的放大測(cè)量取平均值的方法，故C正確。故選C。17.（2024·遼寧省·二模）如圖所示為一個(gè)透明均勻玻璃圓柱的橫截面，一束單色光從點(diǎn)射入，在柱內(nèi)經(jīng)一次反射后照射到柱面上的點(diǎn)，已知光在點(diǎn)入射角為，與入射光垂直，則玻璃對(duì)光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】如圖所示，為光線在玻璃圓柱內(nèi)的光路圖A、B為折射點(diǎn)，C為反射點(diǎn)，AB垂直于入射光線，故∠BAO＝30°由對(duì)稱性得：∠ACO＝∠OCBCO垂直于AB∠CAO＝∠ACO＝30°玻璃的折射率故選A。18.（2024·內(nèi)蒙古呼和浩特市·一模）如圖所示，橫截面為半圓形的某種透明柱體介質(zhì)，截面ABC的半徑，直徑AB與水平屏幕MN垂直并與A點(diǎn)接觸，由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光沿半徑方向射向圓心O，已知該介質(zhì)對(duì)a、b兩種單色光的折射率分別為、則（1）求a光和b光在介質(zhì)中傳播的速度之比；（2）若逐漸增大復(fù)色光在O點(diǎn)的入射角，使AB面上剛好只有一種色光射出，求此時(shí)屏幕上兩個(gè)亮斑的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)光在介質(zhì)中傳播速度，由折射率定律得，所以光在介質(zhì)中傳播速度之比（2）光在介質(zhì)的面上發(fā)生全反射的臨界角分別為，由全反射規(guī)律得，解得所以增大入射角時(shí)光先發(fā)生全反射，光路圖如圖所示此時(shí)光入射角因?yàn)樗愿鶕?jù)折射定律解得所以則19.（2024·寧夏中衛(wèi)市·一模）如圖，△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D點(diǎn)射出，其折射角為60°，則玻璃對(duì)紅光的折射率為_(kāi)____。若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°?！敬鸢浮竣?②.大于【解析】[1][2]由幾何知識(shí)可知，紅光在D點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)，折射角為i=60°，入射角為r=30°，由折射定律可得解得玻璃對(duì)紅光的折射率為若改用藍(lán)光沿同一路徑入射，由于玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，則光線在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角大于60°。20.（2024·青海省玉樹(shù)州·第四次聯(lián)考）如圖甲是一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的半圓柱體透明介質(zhì)，其底面是半徑為R的半圓，圖乙為半圓柱體右視圖，O為圓心，P為半徑的中點(diǎn)，將平行光垂直側(cè)面射入介質(zhì)，其中由P點(diǎn)入射的光線，其射出介質(zhì)的折射光線方向與AB夾角為。求：（1）透明介質(zhì)的折射率；（2）要使所有光線都不能由圓柱的圓弧面射出，可以在側(cè)面ABCD貼上不透光的貼紙，求貼紙的最小面積。（不考慮光的多次反射）【答案】（1）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意，由P點(diǎn)入射的光線，入射角為，根據(jù)幾何關(guān)系有其射出介質(zhì)的折射光線方向與AB夾角為，可得折射角為根據(jù)折射定律解得透明介質(zhì)的折射率為（2）全反射的臨界角為根據(jù)幾何關(guān)系，可知間射入的光不能在圓弧面發(fā)生全反射，需貼上不透光的貼紙，貼紙的最小面積為21.（2024·山東濰坊市·三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a，過(guò)球心的截面如圖乙所示，PQ為直徑，一單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，si