新教材2021-2022学年高中物理粤教版选择性必修第一册测评：第四章 光及其应用

第四章光及其应用

第一节光的折射定律

课后篇巩固提升

A级必备知识基础练

1.若某一介质的折射率较大，那么（）

A.光由空气射入该介质时折射角较大

B.光由空气射入该介质时折射角较小

C.光在该介质中的速度较大

D.光在该介质中的速度较小

前D

sin0i

商由〃=sin的可知光由空气射入介质时的折射角是由折射率〃和入射角仇共同决定因此选

项A、B错误;由〃=,可知，介质的圻射率越大，光在该介质中的速度越小,故选项C错误,D正

确.

2.（2021浙江嘉兴月考）在一个月光明媚的夜晚，某研究人员站在湖边看到了水里的月亮4后

来他又潜入水中，往水面上方观察，又看到了月亮氏设水中无杂质，周围无光源，水面平静，下面

的说法中正确的是（）

A.看到A属于光的反射现象力的位置与研究人员的位置无关

B.看到4属于光的折射现象力的位置与研究人员的位置有关

C.看到B属于光的反射现象石的位置与研究人员的位置有关

D.看到B属于光的折射现象,8的位置与研究人员的位置无关

量A

解近k是月光经过湖面反射所成的像，是反射现象力的位置和月球相对于湖面对称，与研究人

员的住置无关,A正确出错误田是月光折射至水下射入眼皓所成的像,是折射现象］的位理与

研究人员的位置有关,C、D错误.

3.（2021天津三中高二期中）

如图所示工为直角三棱镜,NA=30°,NB=90。，一束单色光从A8边上的。点平行AC射

1

入，折射光线刚好交于C点，已知8D—AD则三棱镜的折射率为（）

32V3

A.V3R2C.V2D3

药A

V3

解画设8c长为d,则AB=bd,3。=34由几何关系，光束在。点的入射角i=60°,设折射角为

BD_1sini_

y,则几何关系sin/诟庐砺2,则折射率启iny，故选A.

4.（2021四川北师大广安实验学校高二月考）在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时,看到的

物体（）

A.比物体所处的实际位置高

B.比物体所处的实际位置低

C.跟物体所处的实际位置一样高

D.以上三种情况都有可能

|答案|A

暖粉物体反射的光斜射到水面上，会发生折射现象,当先进入水中后会靠近法线，射入潜水员

眼睛，逆着光的方向会形成虚像，所以比实际位置高，故选A.

5.（2021山东临清第二中学高二期末）两束相同频率的平行光线4、4,由真空射向某种介质,

入射角为60°,G和C2为入射点.已知在真空中两光线4、4之间的距离为10cm,在介质中

两折射光线9、比之间的距离为10^3cm.则这种介质的折射率是（）

A.2v5B.&C.V3D.26

西如图所示，光线4的入射角Nl=60°,由几何关系可知N2=N1=6O°,故两入射点的间距

―必C2D2_V3

GC2=C°S6°°=20cm,在ACiQS中有COSN3=QQ可得23=30°，由几何关系可知N4=

华=禽

N3=30°,据折射定律可得〃二，c正确.

6.

如图所示，一根竖直插入水中的杆A员在水中部分长1.0m,露出水面部分长0.3m,已知水

4

的折射率为M则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少?

|答案|1.15m

廨树光路如图所示.

由题意可得入射角为53°

由折射定律

sin^i

sin07

=n

sin53°4

sin为3

则优二37°,由几何关系得影长

s=0.3mtan530+lm-tan370=L15m.

7.(2021湖南高二期末)如图所示为一个半径为R的透明介质球体(周围为真空),M、N两点在

8

一条直线上关于球心O对称，与球心的距离均为%,一细束单色光从M点射向透明介质球体,

3

从P点射入，穿过球体后到达N点.PA垂直于MN,且PA=5R,设光在真空中传播的速度为c已

3424

知sin37。=5,cos37°=5,sin74°=25,^:

(1)介质球的折射率；

(2)光从M点射出后到达N点所用的时间.

8114-

礴(1)5(2)25c

画(1)光路图如图所示.

根据几何知识有AO1=R2-PA2

4

解得40二%

8

又因为MO=%,所以有AO=AM,a=0,p=a+0

3

因为sina=sin6>=

24

所以sin^=sin(a+0)=

sin/7_8

根据折射定律有n=sin。5

c_5

⑵光在介质中的传播速度为•厂n8c.

2R

光在介质外传播的时间为ty=°

I64/?

光在介质中传播的时间为亥二V25c

1142;

25c

所以光从M点射出后到达N点所用的时间为t=h+t2=

B级关键能力提升练

8.

为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面

垂直，如图所示.从圆柱底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称为视

场角.已知该玻璃的折射率为〃，圆柱长为/,底面半径为r,则视场角的正弦值是()

nlnr

R际

Dny/r2+l2

螭B

强光路图如图所示.

sini

sin。.

n=,sina=

所以sin/=nsina=

9.如图所示，在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处，分别放有点光源，人从上面

观察，看到的像点位置（）

A.均在点光源位置

B.均在点光源上方

C.玻璃砖的在光源上方，玻璃半球的在光源处

匕野砖的在光源处，玻璃半球的在光源上方

SC

画玻璃砖底面中心点光源发出的光，经玻璃表面折射后，折射角大于入射角，人逆着折射光

看去，看到的虚像在光源上方，破谪半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折，看到的

像点仍在光源处，选项C正确,A、B、D错误.

1().

2百

（2021浙江高二月考）一柱状容器的高为2/,底面是边长为历的正方形,容器内装满某种透明

液体.过容器的中心轴00'、垂直于左右两侧面的剖面图ABCD如图所示.容器右侧内壁涂有

反光材料，其他内壁涂有吸光材料.置于O点的点光源发出红光，经过容器内部相应光路后，有

两束光从液体上表面的。，点射出,它们之间的夹角为。，已知该液体对纥光的折射率为12则

（）

A£=45"

B.若点光源发出绿光,则两束光的夹角小于0

C.若点光源置于B点且发出红光，则两束光的夹角等于0

D.若点光源置于B点且发出绿光，则两束光的夹角大于0

|GM|D

陵粉两束光是竖直出射和经反光慢反射再在。'点折射后出射的光，由几何关系得入射角为

sin©

30°,由折射定律得〃=,吗得sin6>=0.6,选项A错误;液体对绿光的折射率更大，角度将大于4

选项B错误;点光源置于B点后，由几何关系得夹角均大于。，选项C错误,D正确.

11.（2021江苏宿迁高二期末）如图所示,O8CO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AO方向从真空射入玻璃，分成OB、OC两束光.则（）

A.光束08是红光

B.在玻璃中紫光的频率比红光的频率小

C.两束光分开后沿08、OC传播所用的时间相等

D.若将复色光平移到横截面的圆心0'处射入，则两束光在玻璃中传播的时间相等

sini

假画由折射定律〃=S3可知，相同入射角，的情况下,红光的折射率〃较小，折射角/较大，故光

束OC是红光,A错误;紫光在真空中的频率比红光的大，光束射入玻璃后频率不变，故在玻璃中

紫光的频率比红光的频率大,B错误;设半圆柱体玻璃的半径为凡光束AO的入射角为。光束

sim

OB在被墙中的折射角为六则光束OB的长度/=2/?sin小玻璃对光束OB的折射率〃=.皿,光束

cI2J?sini

08在玻璃中的传播速度则光束08传播的时间片：联立可解得七°，与光束的折射率

无关，故两束光分开后沿08、0C传播所用的时间相等,C正确;若将复包光平移到横截面的圆

R_nR

心0'处射入，折射光束长度均为尺则在玻璃中传播的时间r'="c,由于红光的折射率〃较小,

故传播时间较短,D错误.

12.（2021黑龙江高二期末）如图所示,MN下方足够大的空间有一长方体玻璃介质，其折射率

玻璃介质的上边界"N是屏幕，玻璃中有一个正三棱柱的真空区域.三棱柱轴线与纸面

垂直，图中竖直截面正三角形的边长为10cm,顶点C紧靠屏幕，距离可忽略.底边AB与屏幕平

行，一束单色光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点。，结果在屏幕MN上出现了两个

光斑,分布在C点的两侧.光在真空中的传播速度c=3xlO8m/s,求：

(1)光在玻璃中的传播速度的大小；

(2)射到C点左侧的光斑离。点的距离.

客嗣⑴0x108mzs(2)5cm

c_3xl08

解析|(1)光在玻璃中的传播速度火m/s=^xl08m/!

⑵如图所示,在界面AC,光的入射角/=60°

由光的折射定律〃二

解得产30°

由几何关系可知ZkOOC为等边三角形，则DC=0C=5cm

即射到C点左侧的光斑离。点的距离为5cm.

第四章光及其应用

第二节测定介质的折射率

课后篇巩固提升

A级必备知识基础练

1.在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形A8C的三棱镜，并确

定48和AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针Pi

和P2,再从棱镜的右侧观察P和Pi的像.

正确完成操作后，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所

示.在图中仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图(填“甲”或“乙)

所测玻璃折射率的表达式/?=(用代表线段长度的字母DE、GF表示).

DE

薛|乙GF

DEGF

颤设入射角为兄折射角为人根据折射定律和几何关系，对于题图甲,sina=R,siM=°£对于

DEGF

乙图,出皿二田屈侬二二可知仅通过测量DE、的长度便可正确计算出折射率的是题图乙,

sina_DE

折射率/尸丽=港

2.在测定介质的折射率的实验中：

(1)操作步骤如下：

施在白纸上画出一条直线代表两种介质的界面，过加’上的。点画出界面的法线NN：并

画一条线段AO作为入射光线.

②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟四对齐.

③在线段A0上竖直地插上两枚大头针多、尸2,透过玻璃砖观察大头针尸I、尸2的像.调整视线

方向，直到P]的像被P2挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针心、尸4,使P3挡住P\、P?的像,「4

挡住Pl、Pl的像和P3,记下P3、Px的位置.

④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角仇与折射角仇,填入表格中.

上述操作步骤中存在严重的缺漏和错误，应做的补充和修改

是_______________________________________________________________________________

(2)正确进行实验后测出了多组入射角仇与折射角仇，并作出了Sin仇-sin仇图像如图所示.则

下列说法正确的是.

A.实验时，所测光线是由空气射入玻璃

B.玻璃的折射率为0.67

C.玻璃的折射率为1.5

羲⑴见解析(2)C

噩(I)步骤②中应在白纸上画出玻璃碣的另一个界面。夕;步骤@中应通过尸3、心的连线与

防'的交点O'和上的入射点O,作出玻璃砖中的光线00'.

(2)由题图可看出入射角仇小于折射角仇,因此，所测光线应该是由被痛射入空七则玻璃

sin02

折射率〃=sm61=]5所以选项C正确.

B级关键能力提升练

3.(多选)某同学用插针法做测量玻璃折射率的实验时，他的方法和操作步骤都正确无误，但他

处理实验数据时，发现玻璃砖的两个光学面。优和沆/不平行，如图，则()

A.P\P?与P3P4两条直线平行

B.P1P2与P3P4两条直线不平行

C.他测出的折射率偏大

D.他测出的折射率不受影响

答案|BD

sina

光线由44,进入玻璃砖时，由折射定律得〃二,吗光线由如射出玻璃砖时,由折射定律得

sin02

“sin为若加，〃仍，，则有仇二从进而有a=®2,出射光线08与入射光线AO平行.若aa'和bb'不

平行，则有以翔，进而有a翔2,出射光线。6与入射光线A。不平行，故选项B正确,A错误;在用

“插针法”测玻谪的折射率时，只要实验方法正确，光路准确无误，结论必定是正确的，它不会受

玻璃碣形状的影响，选项D正确,C错误.

4.用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一

侧竖直插上两枚大头针Pi、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P\的像被P2的像挡

住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针尸3和R,使尸3挡住P1和P2的像『4挡住P3以及Pl

和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示(0为两圆弧圆心，图中已

画出经过尸|、尸2点的入射光线).

(1)在图上补画出所需的光路；

(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB界面上标出这两个角；

(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了

如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率〃=________________.

答案(I)见解析图(2)见解析图(3)1.5

连接。3、24与C。交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，又由于多、。2的连线与

AB的交点即为光线进入玻墙砖的位置，连接两点即可作出玻璃砖中的光线，如图所示.

（2）连接O点与光线在A3上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中I、》所示.

⑶图像的斜率上sg=〃,由题图乙可知斜率为1.5,即玻璃的折射率为1.5.

第四章光及其应用

第三节光的全反射与光纤技术

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.关于全反射，下列叙述正确的是（）

A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱

B.光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象

C.光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象

D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象

ggc

随全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角，二者缺一不

可,故选项B、D错误,C正确;发生全反射时，折射光线全部消失，只剩下反射光线，选项A错误.

如图所示的等腰直角三角形表示三棱镜.光线垂直于一个面入射,在底面上发生全反射，由此

看出棱镜的折射率不可能是（）

D.1.36

函光线射向底边的入射角为45°,因为发生全反射，所以临界角要小于或等于45°,故

〃，鱼.D不可能.

其真空

\介质

（2021北京东城区高二期末）如图所示，一束单色光从真空斜射向某种介质的表面,入射角

i=45°,折射角产30°,则（）

A.此介质的折射率等于1.5

B.此介质的折射率等于O

C.i大于450时会发生全反射现象

D.此介质全反射的临界角为45°

答案|D

sini_sin45°_

画已知入射角i=45°，折射角产30°,则此介质的折射率为〃二sinysin30,A、B错

误;光从真空斜射向某种介质的表面,是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射,C错误；

1=V2

全反射的临界角满足sinC="2,所以此介质全反射的临界角045°,D正确.

4.（2021江苏响水中学高二期中）以下关于光导纤维的说法正确的是（）

A.纤芯的折射率比包层小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

B.纤芯的折射率比包层大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

C.纤芯的折射率比包层小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生折射

D.纤芯的折射率与包层相同

毓B

画全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，所以纤芯的折射

率大于包层的折射率，光传播时在纤芯和包层的界面上发生全反射，故B正确,A、C、D错误.

5.（2021山东高二期末汝口图所示，一运动员在清澈的水池沿直线以0.5m/s的速度游泳,已知水

深为夕m,不考虑水面波动对视线的影响40时刻他看到自己正下方的水底有一小石块片6

s时他恰好看不到小石块了（眼睛在水面之上），下列说法正确的是（）

小石块

A.6s后，运动员会再次看到水底的小石块

5

B.水的折射率〃=3

4

C.水的折射率〃=3

D.水的折射率〃二0

l^lc

庭比卜6s时恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C,6s后，入射

角大于临界角，光线仍发生全反射，所以不会看到小石块，故A错误；

6s内运动员通过的位移为s=w=0.5x6m=3m,根据全反射临界角公式得

15_34

—1~~——

sinC=M,sinC=h1则〃二泉选项B、D错误,C正确.

6.如图所示为照相机取景器的示意图48COE为五棱镜的一个截面/8_L3C光线垂直AB射

入,分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出.若两次反

射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少?（计算结果可用三角函数表示）

]

礴ES225。

暖丽首先画出光路图，如图所示.设光线射向CO面上时入射角为&，根据两次反射的入射角相

1

等，结合光路图可得仇二%=。3=04=22.5°,又折射率片si%当临界角。=8=22.5°时，折射率最

小，故五棱镜折射率的最小值为sin22.5。

7.（2021山西朔州高二期中）如图所示，一半径为凡高度也为R的圆柱形均匀透明体的底面中

V3

心处有一点光源S,在圆柱体的上表面有一点MM离上表面中心O的距离d=3R,经过M点

射出的光线其折射角为60°.

空气

⑴求透明体的折射率〃；

（2）从透明体上表面观察，若要看不到光源，可用不透明的黑纸覆盖上表面，求黑纸的最小面积

Snin.

1

餐勤）遮

"d"IV3

丽⑴如图所示,tanM3,解得入射角，=。=30°,

折射角为60°,

由折射定律可知〃二恪

（2）设临界角为C,黑纸的最小半径为-min,则sinC=n3,

i=C时恰好发生全反射，由几何关系可知

「min

sinC='j"*

rmin2=5

解得Smin』nR~.

B级关键能力提升练

8.（2021浙江高二期末）在公园水池中，红、蓝彩灯位于水面下同一深度.从水面上方向下观察,

下列说法正确的是（）

A.红灯看起来比蓝灯深，红灯照亮的水面面积比蓝灯大

B.红灯看起来比蓝灯深，红灯照亮的水面面积比蓝灯小

C.红灯看起来比蓝灯浅，红灯照亮的水面面积比蓝灯大

D.红灯看起来比蓝灯浅，红灯照亮的水面面积比蓝灯小

轴A

h

商由于水对红光的折射率小于对蓝光的折射率,从水面上方观察.视深为力三九.可知红灯看

1

起来比篮灯深;设临界角为C,则光啜亮的水面半径R="anC,而sinC=：红光的临界角大，故红

光照亮水面部分的面积比篮光的大.

9.(2021江苏苏州第三中学高二期中)一种“光开关”的“核心区”如图虚线框区域所示，其中1、2

是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开

一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能.单色光。从1的左侧垂直于棱镜

表面射入，若能通过2,则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5,下列说法正确的是

()

A.单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍

B.若不充入介质，则实现“开”功能

C.若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能

弊事入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现"关''功能

c2

丽|根据尸二叶以；可知，频率不变、波长变为原来的3,A错误;单色光a从1的左侧垂直于棱镜

—1_-2_V2_

表面射入，入射角为45°,根据全反射的条件，临界角为sinC="3<sin45°=?,不充人介质,

即发生全反射，光不可以通过2,实现“关”功能,B错误;由光密进入光疏，可能发生全反射，也可

能没有发生全反射，从光疏进入光密，不会发生全反射，则一定为“开”,C正确,D错误.

10.(2021广西高二期末)一条长直光导纤维的长度/=30km,纤芯的折射率〃=1.6,在纤芯与包

层的分界面发生全反射的临界角C=60。，一细光束从左端面中点射入纤芯，真空中光速

(?=3.0xl08m/s,sin37°=0.6,cos370=0.8,问：

(I)为使射入的光在纤芯与包层的界面恰好发生全反射,光在左端面的入射角。为多少？

(2)若从左端射入的光能够不损失地传送到右端，则光在光导纤维内传输的时间最长为多少？

厂包层

才…...三，

I舒芯

答案|(1)53°(2)L85X10-4S

解耐(1)设光从左端面射入时的入射角为〃，折射角为a,则6(=90°-6=30"

sin6

由折射定律得‘in。

则sine=〃sina=1.6xsin300=0.8

解得。=53°

⑵光在纤芯的传播速度〃=

当光射到纤芯与包层分界面的入射角等于临界角。时,光传输的时间最长且不损失，此时

光传播的路程s二

I_nl

vsinCcsinC

则最长时间fmax二

4

代入数值解得rmax=1.85xl0-s

第四章光及其应用

第五节用双缝干涉实验测定光的波长

课后篇巩固提升

A级必备知识基础练

1.(1)如图所示，在用双缝干涉实验测定光的波长时,光具座上放置的光学元件依次为①光源、

②滤光片、③®、⑤遮光简、⑥光屏.

①②③④⑤

中十十口T……伸

⑵已知双缝到光屏之间的距离/=500mm,双缝之间的距离仁0.50mm.单缝到双缝之间的距

离s=100mm,某同学在用测量头测量时，调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对

准明条纹A的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准明条纹8的中心，前后两次游标卡

尺的读数如图所示.则入射光的波长2=m(结果保留两位有效数字).

8位置读数

(3)实验中发现条纹太密，难以测量.可以采用的改进办法有.

A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光

B.增大双缝间距

C.增大双缝到单缝的距离

D.增大双缝到屏的距离

客烈1)单缝双缝(2)6.6xlO7(3)AD

癖洞(1)由题图可知,@是单缝，④是双缝.

(2)由&r=%可得

A=Ax-

d(42-xi：

-TF~

5X10^X(15.7X10-3-11.1X10-3>

7x0.5

=m

=6.6xl0-7m.

(3)由2kr=%可知，要使Ax增大,可改用波长较长的光(如红光K乍为入射光，可减小双

缝间距，可增大双■缝到屏的距离,故选项A、D正确，选项B、C错误.

B级

2.(2021江苏吕叔湘中学高二期末)现有毛玻璃屏4、双缝8、白光光源C、单缝。和透红光

的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红

光的波长.

_.遮光筒

h量

(1)将白光光源c放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右,表示各光学元件的字

母排列顺序应为C、E、、、A;

(2)如图所示，甲、乙、丙、丁代表双缝产生的四种干涉图样，回答下列问题：

I□□□□□□I।।।।।।।।

甲乙

丙丁

刨D果甲图样是红光通过双缝产生的,那么换用紫光得到的图样用图样表示

最合适；

劭1果将乙图样的双缝距离变小，那么得到的图样用图样表示最合适；

(3)将测量头的分划板中心刻线与某明条纹中心对齐，将该明条纹定为第1条明条纹，此时手轮

上的示数为2.320mm,然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条明条纹中心对齐，

此时手轮上的示数为13.870mm,求得相邻明条纹的间距Ax为mm(结果保留三位

小数)；

(4)已知双缝间距d为2.0X10-m,测得双缝到屏的距离/为0.700m,由计算公式4=,

求得所测红光波长为_______mm(结果保留两位有效数字).

霹⑴DB⑵师②T(3)2.310

a

(4)&t6.6X104

画(1)双缝干涉装置各组成部分在光具座上的正确排序为:光源、滤光片、单缝、双缝、光

屏；

I

(2)由于紫光的波长比红光的短，由%可知图样为丙，如果将乙图样的双缝距离变

小，由Ar=%可知，条纹间距变大,则图样为丁;

13.8702320

(3)由题意可知bx=6-1mm=2.310mm;

la2.0x10-4

(4)由Ar=%可得人h,可求出2二°70°X2.310mm=6.6XI04mm.

3.(2021山东高二期末)用双缝干涉实验测定光的波长时，实验装置如图甲所示.

光源滤光片单缝双缝遮光筒.

」丁

hT

甲

(i)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点:

A.单缝和双缝要平行放置

B.干涉条纹与双缝垂直

C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关

D.干涉条纹的间距与光的波长有关

以上几点中，正确的是__________.

乙丙

(2)当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为_

mm.

(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则测量值—

(选填“大于皿小于”或“等于”)实际值.

矗|(1)AD(2)0.702(0.701-0.704均算对)(3)大于

丽(I)实验中，单缝和双缝要平行放置,故A正确;干涉条纹与双缝平行，故B错误;根据干涉条

L

纹的间距公式&=先知，干涉条纹疏密程度与双缝间距、光的波长有关，故C错误,D正确.

(2)螺旋测微器的读数为0.5mm+0.01x20.2mm=0.702mm.

⑶如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,则条纹间距测量值偏

大，根据双缝干涉条纹的间距公式&二%待测光的波长测量值偏大.

第四章光及其应用

第六节光的衍射和偏振第七节激光

课后篇巩固提升

A级必备知识基础练

1.下列应用激光的事例中错误的是（）

A.利用激光进行长距离的精确测量

B.利用激光进行通信

C.利用激光进行室内照明

D.利用激光加工坚硬的材料

gg]c

假明激光的平行度好，可以进行长距离测距，故A不符合题意;可以利用激光进行通信，故B不

符合题意;激光的亮度很高,但不适用于室内照明，故C符合题意;激光可以用来切割、加工较

硬的材利，故D不符合题意.

2.（2021吉林榆树第一高级中学高二月考）单色光照射双缝，在光屏上观察到明暗相间的干涉

条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则光屏上观察到的现象是（）

A.宽度均匀的明暗相间的条纹

B.中央亮而宽、两边窄而暗的条纹

C.圆形亮斑

D.彩色条纹

隆狗如果将双缝中的一条缝挡住,光屏上出现的图案是光的衍射条纹，即中央亮而宽、两边窄

而暗的条纹，故B正确,A、C、D错误.

3.（2021北京人大附中高二月考）下列属于光的衍射现象的是（）

A.阳光照射到树叶上，在地面上形成圆形亮斑

B.光照射细金属丝,在其后形成的阴影中有亮线

C.在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹

巴缈射到凸透镜上,在其后形成圆形亮斑

蠲B

的阳光照射到树叶上，在地面上杉成圆形亮斑，属于小孔成像现象，故A错误;光照到细金属

丝后，在其后的阴影中有亮线,是光传播到了“阴影”区域，属于光的衍射现象，故B正确;肥皂泡

在阳光下呈现彩色条纹是薄膜干涉现象，故C错误;太阳光经凸透镜后形成亮斑，是光发生了

折射现象，故D错误.

4.（2021浙江湖州高二期末）关于光的偏振现象下列说法正确的是（）

A.光的偏振现象说明光是纵波

B.拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰

C.一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过

D.一束偏振光通过某偏振片，只有振动方向与透振方向互相垂直时，才能通过

庭画光的偏振现象说明光是横波，故A错误;拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤

光片可以使景像更清晰，这是利用了光的偏振现象，故B正确;振动方向和透振方向互相垂直

的光不通过偏振片，故C、D错误.

5.如图所示，让太阳光或白炽灯发出的光通过偏振片尸和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片

P或。，可以看到透射光的强度会发生变化，这个实验能够说明（）

A.光是电磁波

B.光是一种横波

C.光是一种纵波

D.光不沿直线传播

宣B

幽光的偏振现象说明光是一种横波，故选B.

6光源照射个障碍物，在光屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清，原因是（）

A.光的衍射B.光的折射

C.光的干涉D.光的反射

蠲A

庭胡光源照射一个障碍物，在光屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清,是因为一部分光线绕

过了障碍物到达光屏上,属于光的行射，故A正确.

B级关键能力提升练

7.（2021上海控江中学高二期中）如图所示的实验装置，光屏上出现的图像是（）

直径小于激光束的

激光器不透明圆慰厂।

I........................-L

约2m约6m

ABCD

■B

解画用激光器照射直径小于激光束的不透明圆盘，会产生光的衍射现象,中央出现亮点.故选

B.

8.如图所示是一种测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，偏振光的振动方向

会发生变化,光接收器接收到的光强度就会变化.设起偏器和检偏器透振方向相同，偏振光振

动方向的改变小于45°,关于这种温度计的工作原理，正确的说法是（）

起偏器检偏器光接收器

光纤

A.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收到的光强度就会越小,表示温度变化

越大

B.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收到的光强度就会越小,表示温度变化

越大

C.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收到的光强度就会越小,表示温度变化

越小

D.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收到的光强度就会越小,表示温度变化

越小

曲偏振光的振动方向相对原来的振动方向发生一定角度的旋转，由题意知，温度变化越大，

发生旋转的角度越大，即到达检偏器的光的透振方向变化越大，导致光接收器所接收到的光强

度就会越小,故选项B正确，选项A、C、D错误.

9.（多选）抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过

遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则（）

A.这是利用光的T涉现象

B.这是利用光的衍射现象

C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了

D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了

|答案］BD

阿明根据题意知应用的原理是光的衍射，故B正确;由衍射产生的条件可知丝越细衍射现象越

明显，故D也正确.

第四章测评

（时间:75分钟满分:100分）

一、单项选择题（本题共7小题,每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是

符合题目要求的）

（2021江苏南京高二月考）如图所示，利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，其中有一

种“彩虹,，雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹，这是由于（）

A.光的干涉B.光的衍射

C.光的偏振D.小孔成像

ggA

画薄冰中间所夹的空气薄层相当于一层薄膜，光在此空气薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色

花纹.故选A.

2.如图所示是用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察激光时所看到的三种现象.当游标卡尺两测

量爪间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时，所看到的三个图像的顺序是（）

□⑪皿

甲乙丙

A.甲乙丙B.丙乙甲

q乙丙甲D.丙甲乙

ggA

隆画用游标卡尺两测量爪间的狭缝观察激光时所看到的是光的衍射现象，狭缝越小，衍■射现

象越明显，故A正确.

3.如图所示是某种频率的光在常温下从真空向介质入射时介质的折射率，由表中数据结合相

关知识可以知道（）

介质折射率介质折射率

金刚石2.42岩盐1.55

.硫化碳1.63酒精1.36

玻璃1.5~1.8水1.33

水晶1.55空气1.00028

A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度

B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的

条纹间距

C.光密介质的密度一定大于光疏介质密度

D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射

蠲D

朝由表中数据可知，玻璃的折射率大于水的折射率，根据可知，光在玻璃中的速度小于在

水中的速度，选项A错误;这种悯率的光在水中的波长小于在空戈中的波长，则根据Ar=%可

知,这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实脸观测的条纹间距小于在空气中观测的

条纹间距，选项B错误;光密介质的折射率较大，而不是密度较大，故C错误;水晶对这种频率的

1

光的折射率大于水，根据sinC^可知，水晶的临界角较小，则从水晶射入空气比从水射入空气

更容易发生全反射，选项D正确.

4.

,B

（2021山东临沂高三月考）如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R,A3是一竖直直径,

V3

现有一半径为万R的圆环形平行细光束沿A8方向射向球体（AB直径为圆环中心轴线）,所有光

线经折射后恰好经过B点射出，则透明球体的折射率为（）

A.V3B.V2

C,2^3D.通

|^1A

陵画光路图如图所示，由几何关系可知,a=60°,a=2£/=30°,由折射定律有

sina_sin600_rx

"

sin/?sin300一..A

n~，故选A.

如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O

点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿

半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前，反射光的强

度变化以及光屏上最先消失的光分别是（）

A.减弱紫光B.减弱红光

C.增强紫光D.增强红光

暖画入射点由A向B缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反

1

射的临界角也不同.七色光中紫光的折射率最大，由sinC="可知紫光的临界角最小，所以最先

发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C项正确.

6.如图所示，空气中有一折射率为&的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形

O4B.一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到04上,OB不透光.若只考虑首次入射到

圆弧M上的光，则M上有光透出部分的弧长为（）

11

A，nRB.7R

15

312

C7lRD7CR

丽B

曲由

sin45°

折射定律知siny=〃=鱼,解得产30°,则折射角为30°.过圆心的光线是临界光线，此时的折

射光线ON和。8的夹角就是折射角，还要考虑到全反射的情况，如图所示，射到M点的光线的

入射角为临界角C=45°,则射到AM弧上的光线发生了全反射,那么有光透出部分的弧对应

1

的圆心角为45°,长度为2兀/?乂84,B项对

7.（2021山东肥城模拟）如图所示/、6和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和6、8和c之间的

夹角都为人一细光束由红光和蓝光组成，以入射角。从O点射入a板,且射出c板后的两束单

色光射在地面上的P、。两点，由此可知（）

A.射出c板后的两束单色光与入射光不再平行

B.射到Q点的光在玻璃中的折射率较大

C.射到P点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长

D.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成的干涉条纹

的间距较小

到D

解画光经过平行玻墙板后，射入光浅与射出光线平行，即射出c,板后的两束单色光与入射光平

行,A错误;射到。点的光在玻璃中折射后的偏角较小,折射率较小,B错误;射到P点的光的折

射率大，在玻璃中的传播速度较小，波长较短,C错误;若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝

发生干涉现象，由&1外,可知射到P点的光形成的干涉条纹的间距较小,D正确.

二、多项选择题（本题共3小题,每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合

题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8.（2021山东烟台高二期末）如图所示,一束由a、b两种频率不同的单色光组成的复色光从空

气射入一圆柱形玻璃砖,。点为该玻璃砖截面的圆心,。、力光线经玻璃石专折射后出射到空气中,

若a、6光在玻璃砖中的折射角分别为仇、仇,则。光和力光（）

A.若从光密介质射入光疏介质以光发生全发射的临界角更大

B.若分别照射同一狭缝力光通过狭缝时的衍射现象更明显

C.在玻璃砖中的传播速度之比为sina；sin仇

座饕璃砖中出射到空气中后，两条光线之间的夹角为2（仇-仇）

答案|ACD