專(zhuān)題04 光學(xué)-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類(lèi)匯編（山東專(zhuān)用）（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類(lèi)匯編PAGEPAGE1專(zhuān)題04光學(xué)考點(diǎn)五年考情（2020-2024）命題趨勢(shì)備考策略考點(diǎn)1光的反射和折射（5年6考）2024·山東卷·T152023·山東卷·T162022·山東卷·T72021·山東卷·T152020·山東卷·T92020·山東卷·T3光的折射定律、折射率、全反射現(xiàn)象的考查常以計(jì)算題形式出現(xiàn)，是命題熱點(diǎn)、?？键c(diǎn)；光的干涉、衍射和相對(duì)論基本假設(shè)則常以選擇題形式出現(xiàn)．趨勢(shì)分析：預(yù)計(jì)以后高考對(duì)本專(zhuān)題的考查仍然以光的折射、全反射等光的傳播規(guī)律作為主要命題方向，但對(duì)于光的干涉、衍射、偏振等內(nèi)容的重要結(jié)論也需識(shí)記．該部分內(nèi)容主要以幾何光學(xué)為主，以光的折射現(xiàn)象、全反射現(xiàn)象為主要命題點(diǎn)，需要理解光的干涉、衍射、偏振等；對(duì)于本部分的實(shí)驗(yàn)，要注意對(duì)其原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)處理方法、誤差分析等的理解。常見(jiàn)題型有：①光的折射和全反射；②光的干涉和衍射；③光學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用；④電磁場(chǎng)理論與電磁波的性質(zhì)；⑤電磁振蕩與電磁波譜；⑥對(duì)相對(duì)論的初步認(rèn)識(shí)?？键c(diǎn)2光的干涉衍射和偏振（5年4考）2024·山東卷·T42023·山東卷·T52022·山東卷·T102021·山東卷·T7考點(diǎn)01光的反射和折射1、（2024·山東卷·T15）某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點(diǎn)，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)O點(diǎn)，EG邊平行于A(yíng)B邊且長(zhǎng)度等于R，∠FEG=30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線(xiàn)以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線(xiàn)垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對(duì)該單色光的折射率均為1.5。（1）求sinθ；（2）以θ角入射的單色光線(xiàn)，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線(xiàn)在EF上入射點(diǎn)D（圖中未標(biāo)出）到E點(diǎn)距離的范圍?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為，則根據(jù)折射定律有由于折射光線(xiàn)垂直EG邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知代入數(shù)據(jù)解得（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達(dá)半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖則根據(jù)幾何關(guān)系可知FE上從P點(diǎn)到E點(diǎn)以角入射的單色光線(xiàn)第一次到達(dá)半圓弧AMB都可以發(fā)生全反射，根據(jù)全反射臨界角公式有設(shè)P點(diǎn)到FG的距離為l，則根據(jù)幾何關(guān)系有又因?yàn)槁?lián)立解得所以光線(xiàn)在EF上的入射點(diǎn)D到E點(diǎn)的距離范圍為2、（2023·山東卷·T16）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為，折射率為n（）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為，求的正弦值；（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線(xiàn)）。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由題意可知當(dāng)光在兩側(cè)剛好發(fā)生全反射時(shí)從M下端面出射光與豎直方向夾角最大，設(shè)光在M下端與豎直方向的偏角為α，此時(shí)可得又因?yàn)樗裕?）根據(jù)題意要使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路圖如圖所示則玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍應(yīng)該為當(dāng)距離最近時(shí)有當(dāng)距離最遠(yuǎn)時(shí)有根據(jù)（1）可知聯(lián)立可得所以滿(mǎn)足條件的范圍為3、（2022·山東卷·T7）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A(yíng)B面入射時(shí)，激光沿直線(xiàn)傳播到O點(diǎn)，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)傳播到PM面的P點(diǎn)，此時(shí)光線(xiàn)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。4、（2020·山東卷·T9）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB'C'C面的線(xiàn)狀單色可見(jiàn)光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線(xiàn)段BC的中點(diǎn)。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA'CC的光線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的B.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的C.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將增大D.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA'C'C面有光出射的區(qū)域面積將減小【答案】AC【解析】AB．由題可知可知臨界角為45o，因此從D點(diǎn)發(fā)出的光，豎直向上從M點(diǎn)射出的光線(xiàn)恰好是出射光線(xiàn)的邊緣，同時(shí)C點(diǎn)也恰好是出射光線(xiàn)的邊緣，如圖所示，因此光線(xiàn)只能從MC段射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知，M恰好為AC的中點(diǎn)，因此在平面上有一半的面積有光線(xiàn)射出，A正確，B錯(cuò)誤；C．由于頻率越高，折射率越大，當(dāng)光源發(fā)出的光的頻率變小，，折射率也會(huì)變小，導(dǎo)致臨界角會(huì)增大，這時(shí)M點(diǎn)上方也會(huì)有光線(xiàn)出射，因此出射光線(xiàn)區(qū)域的面積將增大，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。5、（2021·山東卷·T15）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(chēng)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）?！敬鸢浮浚?）（或）；（2）【解析】（1）設(shè)C是全反射的臨界角，光線(xiàn)在第一個(gè)三梭鏡右側(cè)斜面上恰好發(fā)生全反射時(shí)，根據(jù)折射定律得①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⑨6、（2020·山東卷·T3）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點(diǎn)為S1、S2連線(xiàn)中垂線(xiàn)與光屏的交點(diǎn)。光源S發(fā)出的波長(zhǎng)為的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到O點(diǎn)，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn)，由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn)，光傳播的時(shí)間差為。玻璃片厚度為10，玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】光在玻璃中的傳播速度為可知時(shí)間差故選A。考點(diǎn)02光的干涉和偏振7、（2024·山東卷·T4）檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說(shuō)法正確的是（）A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格【答案】C【解析】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C。8、（2023·山東卷·T5）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。9、（2022·山東卷·T10）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.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，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。10、（2021·山東卷·T7）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀(guān)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】從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為△x=2d，即光程差為薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差△x=nλ時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為λ，在圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，則薄膜層的厚度之間變小，因條紋寬度逐漸變寬，則厚度不是均勻變小。故選D。一、單選題1．（2024·山東聊城·三模）哈爾濱是中國(guó)著名的冰雪旅游城市，每年冬季都會(huì)舉辦盛大的冰雪節(jié)。冰雕展則成為了人們探訪(fǎng)冬季夢(mèng)幻之旅的最佳選擇，冰雕展上有一塊底邊長(zhǎng)為2L，寬為L(zhǎng)，高為L(zhǎng)的長(zhǎng)方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面中心連線(xiàn)為，在處安裝了一盞可視為點(diǎn)光源的黃燈，已知冰對(duì)黃光的折射率為，光在真空中傳播的速度為c。下列說(shuō)法正確的是（）A．由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊上表面時(shí)都能從上表面射出B．由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊四個(gè)側(cè)面時(shí)都能從側(cè)面射出C．未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為D．未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為【答案】C【詳析】AB．由折射率公式知代入得故臨界角等于，由題意知，底邊邊長(zhǎng)為2L，高為L(zhǎng)，如圖所示，則點(diǎn)光源剛好在上表面A點(diǎn)發(fā)生全反射，由幾何關(guān)系知，，，則代入得則可知，故可知其照射范圍如圖所示由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊上表面時(shí)部分不能從上表面射出，同理得，當(dāng)光照射到冰塊四個(gè)側(cè)面時(shí)部分不能從側(cè)面射出，A、B錯(cuò)誤；CD．最長(zhǎng)光路長(zhǎng)度為，傳播速度為，則傳播速度為則傳播最長(zhǎng)時(shí)間為故未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長(zhǎng)時(shí)間為，C正確，D錯(cuò)誤；故選C。2．（2024·山東煙臺(tái)·三模）如圖所示，一裝滿(mǎn)水的長(zhǎng)方體玻璃容器，高度為，上下兩個(gè)面為邊長(zhǎng)的正方形，底面中心O點(diǎn)放有一單色點(diǎn)光源，可向各個(gè)方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點(diǎn)的小甲蟲(chóng)，已知水對(duì)該單色光的折射率為，則小甲蟲(chóng)能在水面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳析】全反射的臨界角滿(mǎn)足當(dāng)入射角為臨界角時(shí)，在上表面能折射出光線(xiàn)的最大半徑為r，光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得解得水面的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為故小甲蟲(chóng)能在整個(gè)水面上看到點(diǎn)光源，活動(dòng)區(qū)域面積為故選A。3．（2024·山東濰坊·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(xiàn)與PQ夾角為37℃，出射光線(xiàn)與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則（

）A．光束在P點(diǎn)的入射角為53° B．“水晶球”的折射率為1.6C．光在“水晶球”中的傳播速度為 D．光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為【答案】B【詳析】B．根據(jù)題意作出光路圖如圖由幾何關(guān)系可知，光線(xiàn)射出時(shí)的折射角r為2θ，折射率故B正確；A．由圖β=r=2θ=74°故A錯(cuò)誤；C．光在“水晶球”中的傳播速度為故C錯(cuò)誤；D．光在“水晶球”中傳播的距離時(shí)間帶入數(shù)據(jù)有故D錯(cuò)誤。故選B。4．（2024·山東濟(jì)寧·三模）五一假期濟(jì)寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線(xiàn)狀光源，將該光源水平放置于湖水下方處，該光源發(fā)出紅光時(shí)，可在水面上觀(guān)察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對(duì)紅光的折射率為，則亮環(huán)的寬度d為（）A．0.3m B．0.4m C．0.5m D．0.6m【答案】D【詳析】光線(xiàn)照射到水面時(shí)臨界角滿(mǎn)足由三角函數(shù)關(guān)系可知亮環(huán)的寬度故選D。5．（2024·山東東營(yíng)·二模）如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，一束藍(lán)光從P點(diǎn)垂直界面入射（）后，恰好能在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，已知O、P間的距離為。不考慮玻璃磚圓形內(nèi)表面反射的光線(xiàn)，以下說(shuō)法正確的是（）A．玻璃磚的折射率為B．當(dāng)入射角時(shí)，從玻璃磚射出的光線(xiàn)與入射光線(xiàn)平行C．選擇合適的入射角（），光線(xiàn)也可以在圓形表面發(fā)生全反射D．在相同的情況下，紅光在玻璃磚中傳播的時(shí)間比藍(lán)光長(zhǎng)【答案】B【詳析】A．根據(jù)題意可知，當(dāng)光線(xiàn)垂直入射時(shí)，有所以故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)入射角時(shí)，根據(jù)折射定律有解得光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知，從玻璃磚射出的光線(xiàn)與入射光線(xiàn)平行，故B正確；C．當(dāng)光線(xiàn)垂直入射時(shí)，恰好發(fā)生全反射，選擇合適的入射角（），光線(xiàn)在圓弧面上的入射角均小于臨界角，過(guò)于光線(xiàn)不能在圓形表面發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D．在相同的情況下，若紅光和藍(lán)光傳播的距離相等，由于紅光的折射率較小，傳播速度較大，所以紅光的傳播時(shí)間比藍(lán)光短，故D錯(cuò)誤。故選B。6．（2024·山東煙臺(tái)·二模）如圖所示，將一塊平凹形玻璃板倒扣在另一塊平板玻璃之上，從而在兩塊玻璃之間形成一層空氣薄膜，玻璃板的一邊沿x方向，用平行單色光向下垂直照射平凹形玻璃板，觀(guān)察到的干涉條紋形狀可能正確的是（

）A． B．C． D．【答案】B【詳析】由題意可知，當(dāng)用平行單色光向下垂直照射平凹形玻璃板時(shí)，觀(guān)察到的干涉條紋是由于空氣薄膜的上下表面所反射的光發(fā)生了干涉產(chǎn)生的，由牛頓環(huán)原理可知，干涉條紋寬窄的差異，則是空氣薄膜變化率的不同所導(dǎo)致的：變化率越大，光程差半波長(zhǎng)的奇偶數(shù)倍更替得就越頻繁，使得條紋更加密集，從而使條紋看起來(lái)更窄。即空氣薄膜厚度變化率越大，條紋也隨之變密變窄。由本題空氣薄膜的形狀可知，薄膜的厚度越大的地方，薄膜厚度變化率越小，條紋間距越大，條紋越寬；薄膜的厚度越小的地方，薄膜厚度變化率越大，條紋間距越小，條紋越窄。因此觀(guān)察到的干涉條紋形狀可能正確的是B。故選B。7．（2024·山東濟(jì)南·三模）如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，單色光源到兩縫、的距離相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是（）A．增大雙縫到屏的距離并下移光源B．減小雙縫間距離并上移光源C．減小光源到雙縫的距離并上移光源D．更換波長(zhǎng)更短的單色光源并下移光源【答案】D【詳析】根據(jù)雙縫干涉的相鄰亮條紋中心間距公式可知，要使條紋之間的距離變小，可以通過(guò)減小單色光的波長(zhǎng)、減小雙縫到屏的距離或增大兩縫間的距離來(lái)完成，要想使干涉條紋上移，可下移光源。故選D。8．（2024·山東東營(yíng)·二模）用波長(zhǎng)為的單色光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在觀(guān)察屏上可看到干涉條紋。今將一個(gè)厚度為l的薄玻璃片放到上面狹縫的后面，發(fā)現(xiàn)中央亮條紋移動(dòng)到了第m亮條紋的位置，以下說(shuō)法正確的是（

）A．條紋向下移動(dòng)B．條紋間距隨之變寬C．玻璃的折射率為D．再將一個(gè)折射率為的薄云母片放到下面狹縫的后面，發(fā)現(xiàn)條紋恢復(fù)到最初的位置，則云母片的厚度為【答案】C【詳析】AB．條紋間距為因?yàn)樯峡p光路的光程增加，上下光路光程相等的位置即零級(jí)條紋的位置上移，同理其它條紋也上移，條紋間距不變，故AB錯(cuò)誤；C．插入玻片后引起的上下縫光波間的光程差的變化值為則條紋移動(dòng)的周期數(shù)滿(mǎn)足關(guān)系因此玻璃的折射率故C正確；D．插入云母片后引起的下縫光波的光程變化值為由題中條件可知，云母片引起的光程變化應(yīng)該等于玻璃片引起的光程變化，即聯(lián)立解得云母片的厚度為故D錯(cuò)誤。故選C。9．（2024·山東泰安·三模）如圖甲所示，將兩塊平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在兩塊玻璃之間右側(cè)邊緣墊上兩個(gè)紙條，用平行單色光豎直向下照射玻璃板，就會(huì)在玻璃板上方看到如圖乙所示的明暗相間的條紋。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖乙中的條紋是M的上表面、N的下表面兩列反射光發(fā)生干涉的結(jié)果B．在任意一條明條紋的下方，空氣薄膜的厚度都是均勻變化的C．如果撤掉一個(gè)紙條，則條紋間距增大D．若改用頻率更高的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則條紋間距會(huì)更大【答案】C【詳析】A．這些明暗相間的條紋間距相等，是M的下表面、N的上表面兩列反射光在M的下表面發(fā)生干涉的結(jié)果，A錯(cuò)誤；B．在任意一條明條紋的下方，兩列反射光的光程差都相等，所以空氣薄膜的厚度都相等，B錯(cuò)誤；C．光線(xiàn)在空氣膜的上、下表面發(fā)生反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為，、處為兩相鄰亮條紋，如圖所示則此兩處的光程分別為因?yàn)楣獬滩钏栽O(shè)此兩相鄰亮紋中心的距離為，則由幾何關(guān)系得即如果撤掉一個(gè)紙條，空氣層的傾角變小，故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離增大，C正確；D．由C項(xiàng)分析可得，單色光頻率增大，波長(zhǎng)減小，條紋間距會(huì)更小，D錯(cuò)誤。故選C。10．（2024·山東濰坊·二模）如圖所示，將透鏡凸起的一面壓在表面平整的玻璃板上，讓單色光從上方射入，從上往下看透鏡，可以看到明暗相間的圓環(huán)狀條紋。已知透鏡凸起面表現(xiàn)為球面，球面的半徑叫作這個(gè)曲面的曲率半徑（曲率半徑越大，球面彎曲程度越?。Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是（）A．圓環(huán)狀條紋是透鏡上下兩個(gè)表面反射的兩列光發(fā)生干涉形成的B．圓環(huán)狀條紋間距不相等，越往外條紋間距越寬C．換用曲率半徑更大的透鏡，可以看到條紋將變密集D．改用頻率更高的單色光照射，可以看到條紋將變密集【答案】D【詳析】A．環(huán)狀條紋是由凸透鏡與平面玻璃所夾空氣膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A錯(cuò)誤；B．圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來(lái)越密集，越往外條紋間距越窄，故B錯(cuò)誤；C．若換一個(gè)曲率半徑更大的凸透鏡，仍然相同的水平距離但空氣層的厚度變小，所觀(guān)察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，可以看到條紋將變稀疏，故C錯(cuò)誤；D．改用頻率更高的單色光照射，由可知單色光波長(zhǎng)更小，而其他條件保持不變，則觀(guān)察到的圓環(huán)狀條紋間距變小，可以看到條紋將變密集，故D正確。故選D。11．（2024·山東日照·二模）小明利用同一實(shí)驗(yàn)裝置在真空中進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。僅換用甲、乙兩種不同的單色光，在屏上分別觀(guān)察到的干涉條紋如圖所示，圖中虛線(xiàn)是亮紋中心的位置。則甲、乙兩種不同單色光的頻率之比為（）A．2:1 B．1:2 C．3:1 D．1:3【答案】A【詳析】根據(jù)圖像甲乙條紋關(guān)系為根據(jù)干涉條紋公式有，根據(jù)光速與波長(zhǎng)的關(guān)系有，解得故選A。12．（2024·山東淄博·二模）如圖所示是用干涉法檢查厚玻璃板b的上表面是否平整的裝置，將一標(biāo)準(zhǔn)樣板玻璃a放置在厚玻璃板b之上，在兩玻璃板右端插入薄片c。用紅光照射標(biāo)準(zhǔn)樣板，從上往下可看到干涉條紋。下列說(shuō)法正確的是（）A．干涉條紋是由a的上表面和b的上表面反射的光疊加而成的B．干涉條紋是由a的下表面和b的上表面反射的光疊加而成的C．當(dāng)薄片c向左移動(dòng)少許時(shí)，干涉條紋間距將增大D．若將紅光改為紫光，干涉條紋間距將增大【答案】B【詳析】AB．干涉條紋是由a的下表面和b的上表面反射的光疊加而成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)薄片c向左移動(dòng)少許時(shí)，a、b板間的夾角變大，導(dǎo)致同級(jí)的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會(huì)減小，即干涉條紋變密，故C錯(cuò)誤；D．若是用紫光做該實(shí)驗(yàn)，則波長(zhǎng)變短，則干涉條紋變密，干涉條紋間距將減小，故D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題13．（2024·山東青島·三模）礦井空氣中的瓦斯?jié)舛瘸^(guò)1%時(shí)，容易發(fā)生瓦斯爆炸。某同學(xué)通過(guò)查閱資料得知含有瓦斯的空氣折射率大于干凈空氣的折射率，他利用光的干涉監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛?。如圖，在雙縫后面放置兩個(gè)完全相同的薄壁透明容器A、B，容器A中是干凈的空氣，容器B與礦井中空氣相通。用某種單色光照射單縫，觀(guān)察屏上的干涉條紋，就能夠大致判斷瓦斯的濃度。下列說(shuō)法正確的是（）A．若屏的正中央是亮紋，說(shuō)明B中的空氣一定不含瓦斯B．若屏的正中央是暗紋，說(shuō)明B中的空氣一定含有瓦斯C．同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中比在干凈空氣中傳播的速度小D．用頻率更大的單色光照射單縫時(shí)，屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變小【答案】BCD【詳析】A．若屏的正中央是亮紋，如果容器A、B中氣體相同，則折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央為亮紋，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波長(zhǎng)的整數(shù)倍，中央也為亮紋，故B中可能含瓦斯，也可能不含，故A錯(cuò)誤；B．如果屏的正中央是暗紋，必有光程差，說(shuō)明B中的氣體與A中的氣體成分不相同，一定含有瓦斯，故B正確；C．同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中的折射率大于在干凈空氣中的折射率，根據(jù)可知同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中比在干凈空氣中傳播的速度小，故C正確；D．根據(jù)用頻率更大的單色光照射單縫時(shí)，由于單色光的波長(zhǎng)變小，則屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變小，故D正確。故選BCD。14．（2024·山東臨沂·二模）如圖所示，為a、b兩種單色光以相同的入射角從玻璃斜射向空氣的光路圖，關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法中正確的是（）A．增大入射角，b光先發(fā)生全反射B．單色光a的光子能量比單色光b的光子能量大C．用同一裝畳進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光在屏上的干涉條紋的間距較大D．單色光a、b分別通過(guò)同一單縫發(fā)生衍射時(shí)，單色光a的中央亮紋更寬【答案】BC【詳析】A．由圖知，a光偏折程度較大，a光折射率較大，根據(jù)a光臨界角較小，增大入射角，a光先發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)光折射率較大，則頻率較大，根據(jù)單色光a的光子能量比單色光b的光子能量大，故B正確；C．a(chǎn)光頻率較大，則波長(zhǎng)較小，根據(jù)用同一裝畳進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光在屏上的干涉條紋的間距較大，故C正確；D．a(chǎn)光波長(zhǎng)較小，單色光a、b分別通過(guò)同一單縫發(fā)生衍射時(shí)，單色光b的中央亮紋更寬，故D錯(cuò)誤。故選BC。15．（2024·山東棗莊·三模）1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色線(xiàn)光源，M為一平面鏡。S發(fā)出的光直接照到光屏上，同時(shí)S發(fā)出的光還通過(guò)平面鏡反射到光屏上，這兩束光在光屏上疊加發(fā)生干涉形成明屏暗相間條紋。事實(shí)證明光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，反射光會(huì)產(chǎn)生π大小的相位突變，即發(fā)生所謂半波損失。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為d和L，單色光的波長(zhǎng)為λ，下列說(shuō)法正確的是（）A．在整個(gè)光屏上都會(huì)呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋B．若將平面鏡向左平移，則光屏上相鄰明條紋中心間距離將增大C．若將光屏向左平移到平面鏡右端B處，光屏上與B接觸處出現(xiàn)暗條紋D．在光屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中心間的距離為【答案】CD【詳析】A．光路圖如圖所示由此可知，光屏上一部分會(huì)呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋，故A錯(cuò)誤；B．若將平面鏡向左平移，雙縫到屏的距離和雙縫的間距不變，則光屏上相鄰明條紋中心間距離不變，故B錯(cuò)誤；C．若將光屏向左平移到平面鏡右端B處，由于半波損失，入射波與反射波之間附加半個(gè)波長(zhǎng)的波程差，即處出現(xiàn)暗條紋，故C正確；D．光源到屏的距離可以看做雙縫到屏的距離，光源到光源在平面鏡中虛像的間距看做雙縫的間距，則有根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋之間的距離公式可得故D正確。故選CD。16．（2024·山東菏澤·二模）以下說(shuō)法正確的是（）A．泊松亮斑是由光的衍射形成的B．將托馬斯?楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放進(jìn)水中，條紋間距會(huì)變大C．用一個(gè)偏振片來(lái)觀(guān)察某光源發(fā)出的光，在垂直光的傳播方向上旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，發(fā)現(xiàn)光的強(qiáng)度發(fā)生變化，說(shuō)明該光是偏振光D．為增加透射光的強(qiáng)度，在眼鏡、相機(jī)等鏡片表面涂有一層“薄膜”，使光學(xué)系統(tǒng)成像更清晰，這是利用了薄膜前后表面反射光相互干涉的原理【答案】ACD【詳析】A．泊松亮斑是光繞過(guò)障礙物形成的，屬于光的衍射現(xiàn)象，故A正確；B．將托馬斯?楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放進(jìn)水中，根據(jù)光的折射定律可知，光的波長(zhǎng)變小，結(jié)合條紋間距與波長(zhǎng)之間的關(guān)系可知條紋間距變小，故B錯(cuò)誤；C．自然光在各個(gè)振動(dòng)方向上的強(qiáng)度相同，所以旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)透射光的亮度不變，而用一個(gè)偏振片來(lái)觀(guān)察某光源發(fā)出的光，在垂直光的傳播方向上旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，發(fā)現(xiàn)光的強(qiáng)度發(fā)生變化，說(shuō)明該光是偏振光，故C正確；D．根據(jù)薄膜干涉原理，為增加透射光的強(qiáng)度，在眼鏡、相機(jī)等鏡片表面涂有一層“薄膜”，薄膜前后表面反射光相互干涉而消弱，使光學(xué)系統(tǒng)成像更清晰，故D正確。故選ACD。三、解答題17．（2024·山東濟(jì)南·三模）2024年國(guó)產(chǎn)智能手機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，某一國(guó)產(chǎn)手機(jī)首次配備了超聚光伸縮攝像頭，某同學(xué)用一塊截面為等腰直角三角形的透明材料替代透鏡模擬該攝像頭的工作原理。如圖所示，光屏與邊平行，過(guò)中點(diǎn)與頂點(diǎn)A的虛線(xiàn)與光屏交于點(diǎn)。兩束單色光平行于射入透明材料。已知透明材料的折射率為，邊長(zhǎng)為，兩束單色光射入點(diǎn)到的距離均為，的距離為，不考慮在直角邊上發(fā)生的反射，真空中的光速為，，求（1）光穿過(guò)透明材料所用的時(shí)間；（2）要使兩束單色光經(jīng)過(guò)透明材料后匯聚到光屏上的點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)將透明材料沿向左還是向右移動(dòng)。【答案】（1）；（2）應(yīng)將透明材料沿向右移動(dòng)【詳析】（1）設(shè)光在透明材料中的光速為由幾何關(guān)系可知解得（2）根據(jù)折射定律可得解得在三角形中兩點(diǎn)間的距離由于，所以應(yīng)將透明材料沿向右移動(dòng)。18．（2024·山東臨沂·二模）某學(xué)習(xí)小組測(cè)量半徑為R的透明半圓柱體玻璃的折射率，其橫截面如圖所示為半圓形，是通過(guò)透明玻璃體橫截面圓心O的直線(xiàn)，用激光筆沿平行于的直線(xiàn)射向該柱體，B為入射點(diǎn)，角。為出射光線(xiàn)，與相交，夾角。已知光在真空中的傳播速度為c，求：（1）透明玻璃半圓柱體材料對(duì)該激光束的折射率；（2）激光束在半圓柱體中傳播的最短時(shí)間。【答案】（1）；（2）【詳析】（1）作出光路圖，如下圖所示光線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩次偏折后有解得由折射定律得解得（2）設(shè)光束在半圓柱體中的傳播路程為，由幾何關(guān)系傳播時(shí)間解得19．（2024·山東淄博·二模）如圖所示，是某激光液位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的示意圖。矩形為長(zhǎng)方體液池的截面，寬度，裝有深度為的某種液體，在池底部水平放置寬度的平面鏡，平面鏡的右端與C點(diǎn)重合，在其正上方水平放置一長(zhǎng)度等于池寬的標(biāo)尺，池左壁高處有一激光器S，激光器發(fā)出的一束單色光以與池壁成角射到平面鏡上，經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)囊后w的上表面射出，打在標(biāo)尺上形成一亮點(diǎn)。改變角，測(cè)得此截面上能折射出光線(xiàn)的液面的長(zhǎng)度為，不考慮光在液面上的反射光。（1）求該液體的折射率n；（2）若保持，發(fā)現(xiàn)液體的深度從h發(fā)生變化，變化后標(biāo)尺上亮點(diǎn)向右移動(dòng)了，試問(wèn)液面高度是上升還是下降？液面高度變化量是多少？【答案】