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章末综合检测（四）　光及其应用
（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。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.（2025·四川成都高二下期中）对图甲、乙、丙、丁，下列说法中正确的是（　　）
A.图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
B.图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从玻璃砖下表面射出
C.图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D.图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波
2.如图所示，一束由两种单色光组成的复色光Ⅰ从空气中射向水面，进入水面后变成Ⅱ、Ⅲ两束光，折射角分别为α和β，且 α＞β。下列说法正确的是（　　）
A.若光束Ⅱ是蓝光，光束Ⅲ有可能是黄光
B.与光束Ⅱ相比，光束Ⅲ的折射率比较大、临界角小、容易发生全反射
C.若分别用这两种光做实验，都有偏振现象，但光束Ⅱ不容易发生明显的衍射现象、干涉条纹较密
D.光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的速率之比v1∶v2＝sin α∶sin β，波长之比λ1∶λ2＝sin α∶sin β
3.海洋动物园的水下有各种各样的动物、景观，现将其简化为如图所示的模型，一个口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发红光小球，则（　　）
A.小球必须位于缸底中心才能从玻璃缸侧面看到小球
B.小球所发出的红光可以从水面任何位置射出
C.小球所发出的红光从水中进入空气后传播速度增大
D.若小球发出的是蓝光，则水面上有光射出的区域增大
4.单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.甲、乙图为干涉图样，丙、丁图为衍射图样
B.甲图中条纹间距越大，该单色光的波长越长
C.乙图中单缝越宽，中央亮纹越宽
D.丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越明显
5.激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔为Δt、双缝到屏的距离为l以及相邻两条亮纹间距为Δx。若所用激光的波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（　　）
A.v＝ B.v＝
C.v＝ D.v＝
6.一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在真空中，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C.增大空气一侧的入射角，a光线先消失
D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
7.如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙所示，管芯的发光面紧贴半球形透明介质，人们能从半球形表面看到发出的光。已知半球的球心O点为发光面AB的中点，半球和发光面的半径分别为R和r，则（　　）
A.发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化
B.若半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，则介质的折射率应小于
C.若透明介质的折射率为1.7，发光面的直径为 2 mm，为了半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，R必须大于3.4 mm
D.无论R和r大小关系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有整个发光面的光射出
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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.如图a所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则（　　）
A.完成操作1后，光屏上出现的是图b图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B.完成操作1后，光屏上出现的是图c图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C.完成操作2后，光屏上出现的是图b图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D.完成操作2后，光屏上出现的是图c图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
9.如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　）
A.射到Q点的光在玻璃中的传播速度较小，波长较短
B.若稍微增大入射角θ，射出c板后的两束单色光与入射光不平行
C.若射出后的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小
D.若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上不可能发生全反射
10.一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　）
A.水的折射率为
B.水的折射率为
C.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11.（7分）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
（1）双缝干涉实验装置如甲图所示。
下列说法中正确的是　　　　　。
A.光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前
B.实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰的干涉条纹
C.为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D.如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、单缝均可以撤去
（2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为　　　mm；转动手轮，当分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332 mm，已知装置中双缝间距为0.2 mm，双缝到屏的距离是1.0 m，则测得此单色光的波光为　　　m（保留两位有效数字）。
12.（8分）用圆弧状玻璃砖做“测定玻璃折射率”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P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1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，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。
（1）在图甲上补画出光路以及入射角i和折射角r。
（2）用所测物理量计算折射率的公式为n＝　　　　。
（3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当　　　　（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）。
（4）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，由图像可知该玻璃砖的折射率n＝　　　　。
13.（10分）一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至AB边的E点，如图所示。逐渐减小i，E点向B点移动，当sin i＝时，恰好没有光线从AB边射出棱镜，且DE＝DA。求棱镜的折射率。
14.（14分）如图所示，一柱形玻璃的横截面是半径为R的圆，圆心为O，以O为原点建立直角坐标系xOy。一单色光平行于x轴射入玻璃，入射点的坐标为（0，d），单色光在玻璃中的折射率为n＝，不考虑单色光经圆弧面反射后的情况。
（1）当d多大时，该单色光在圆弧面上刚好发生全反射？
（2）当d＝R时，求该单色光照射到x轴上的横坐标。
15.（15分）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制（可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率n＝2，屏障间隙L＝0.8 mm。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。
（1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度θ控制为60°，求屏障的高度d；
（2）若屏障高度d＝1.0 mm，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度θ刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。
章末综合检测（四）　光及其应用
1.D　用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，A错误；图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，所以不论入射角如何增大，光线从下表面离开时的入射角都小于临界角，不会产生全反射，因此一定有光线从下表面射出，B错误；由干涉条纹的特点可知，同一级条纹上的光程差相等，条纹向空气薄膜较薄处弯曲，说明此处空气薄膜变厚，由此可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的，C错误；因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，D正确。
2.B　蓝光的折射率比黄光的折射率大，当入射角相等时，蓝光的折射角更小，若光束Ⅱ是蓝光，则光束Ⅲ不可能是黄光，故A错误；由A分析可知，光束Ⅲ的折射率较大，根据sin C＝可知，光束Ⅲ的临界角小、容易发生全反射，故B正确；光是横波，都可以发生偏振现象，光束Ⅲ的折射率大，频率大，则波长小，不容易发生明显的衍射现象，根据Δx＝λ可知，干涉条纹较密，故C错误；设入射角为θ，则nⅡ＝，nⅢ＝，结合v＝以及λ＝，可得v1∶v2＝sin α∶sin β，两光的频率未知，无法求出波长之比，故D错误。
3.C　放置在缸底任何位置的小球，发出的光一定会有一部分沿水平方向射向侧面，即垂直射向侧面时，传播方向不变，人可以从侧面看见小球，故A错误；当小球所发出的光射向水面，入射角较大时会发生全反射，所以不能从水面的任何位置射出，故B错误；当光从水中进入空气后，由n＝知，n变小，传播速度变大，故C正确；换成蓝光，频率增大，折射率增大，蓝光发生全反射的临界角减小，则有光射出的区域减小，故D错误。
4.B　题图甲中，条纹间距相等为单色光的双缝干涉图样，图乙中，条纹间距不相等为单色光的单缝衍射图样，题图丙为单色光通过小圆孔的衍射图样，题图丁为单色光通过小圆盘的衍射图样，A错误；题图甲中，根据干涉条纹间距公式Δx＝λ知条纹间距越大，该单色光的波长越长，B正确；题图乙中单缝越宽，衍射现象越不明显，中央亮纹越窄，C错误；图丙中圆孔尺寸越大，衍射图样现象越不明显，D错误。
5.B　双缝干涉相邻亮（或暗）条纹间距Δx＝λ，又由d＝v·Δt，可得v＝，选项B正确。
6.B　根据题意作出光路图如图所示，在玻璃砖上表面发生折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由v＝知，在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度，A错误；由于b光的偏折程度较小，故其折射率较小，所以其波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象，B正确；两列光折射后经反射再从玻璃进入空气发生折射，由几何关系可知，第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，C错误；a光的折射率大，频率大，则波长小，根据Δx＝λ，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，D错误。
7.B　光的颜色由频率决定，所以光进入透明介质后，光的颜色不变，故A错误；从发光面的两端点A或B沿垂直AB方向射出的光线有最大的入射角，如果此时不发生全反射，那么任意位置都有光射出，可得sin C＝＞，则有＞n，介质的折射率应小于，故B正确，D错误；由n＜，解得 R＞nr＝1.7 mm，则R必须大于1.7 mm，故C错误。
8.AD　图b中的条纹为明暗相间的等间距条纹，是干涉图样，操作1是双缝干涉实验，故完成操作1后，光屏上出现图b图案，由波长越长，干涉条纹间距越大可知，甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确，B错误；图c为明暗相间、中间最宽且不等间距的条纹，是衍射图样，操作2是单缝衍射实验，故完成操作2后，光屏上出现图c图案，由波长越长，衍射条纹中央亮纹越宽可知，丙是红色条纹，丁是蓝色条纹，C错误，D正确。
9.CD　
根据红光和蓝光的折射率特点，射到P点的应该是蓝光，射到Q点的应该是红光，由n＝可知，红光在玻璃中的折射率小，因而其在玻璃中的传播速度较大，波长较长，A错误；根据光的折射规律，画出光线经过平行玻璃板折射后的光路图，由几何关系可知在平行玻璃板上下两侧的入射光线和出射光线应该是平行的，即使平行玻璃板增加到三块，这个规律仍然存在，故射出板后的两束单色光仍与入射光平行，B错误；由Δx＝λ可知，蓝光形成干涉条纹的间距小，故C正确；光从空气射入平行玻璃板时入射角大于折射角，入射角达不到90°，则玻璃中的折射角就小于全反射临界角，根据光路可逆性，光从b板上表面射入到其下表面时，其入射角也一定小于全反射临界角，故在该界面上不可能发生全反射，D正确。
10.BC　只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反射，由几何关系得sin（90°－41°）＝，解得n＝，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射激光时，可得入射角θ2＝30°，根据折射定律有n＝，折射角θ1大于30°，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角β小于60°，C正确，D错误。
11.（1）ABD　（2）2.332（2.331～2.334）　6.0×10－7
解析：（1）光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A正确；实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰的干涉条纹，选项B正确；为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝，选项C错误；如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、单缝均可以撤去，选项D正确。
（2）由题图乙可知手轮上的刻度读数为2 mm＋0.332 mm＝2.332 mm，条纹间距Δx＝λ，解得 λ＝Δx＝×＝6.0×10－7 m。
12.（1）见解析图　（2）　（3）小一些　（4）1.5
解析：（1）连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。
（2）由折射定律可得n＝。
（3）为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。
（4）图像的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃砖的折射率为1.5。
13.1.5
解析：如图所示，当折射光线在AB边恰好不能射出时，在AB边上的入射角等于全反射临界角C0。DA＝DE，各个角度如图中所示。由几何关系可知α＝90°－C0，90°－r＋2α＝180°，解得r＝90°－2C0，由全反射知识得 sin C0＝，由折射定律有n＝，代入sin i＝，解得 n＝1.5（n＝－ 舍去）。
14.（1）R　（2）（＋1）R
解析：（1）如图1，当单色光射到圆弧面上的入射角等于临界角θ时，单色光在圆弧面上刚好发生全反射，则sin θ＝，解得θ＝45°
根据几何关系得d＝Rsin θ＝R。
（2）如图2，设单色光射到圆弧面上的入射角为β，折射角为α，由折射定律有n＝
在△OEF中，由正弦定理有＝
又因为sin β＝＝
联立解得OF＝（＋1）R。
15.（1）1.55 mm　（2）0.35 mm
解析：（1）发光像素单元发出的光射到屏障上被屏障吸收，射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界面，折射后从界面射向空气，能够射出介质的光在界面的入射角正弦值sin i＝，折射角为r＝＝30°，由折射定律有n＝，代入数据解得d＝ mm≈1.55 mm。
（2）sin i'＝，折射角为r'＝＝90°，由折射定律有n＝，代入数据解得x＝mm≈0.35 mm。
4 / 5(共40张PPT)
章末综合检测（四）　光及其应用
（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。每小题只有一个选
项符合题目要求）
1. （2025·四川成都高二下期中）对图甲、乙、丙、丁，下列说法中正确
的是（　　）
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A. 图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从玻璃砖下表面射出
C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波
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解析：　用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明
暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心
点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，A错误；图乙中单色光进入平行玻璃
砖传播，当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，
所以不论入射角如何增大，光线从下表面离开时的入射角都小于临界角，
不会产生全反射，因此一定有光线从下表面射出，B错误；由干涉条纹的
特点可知，同一级条纹上的光程差相等，条纹向空气薄膜较薄处弯曲，说
明此处空气薄膜变厚，由此可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处
是凹下的，C错误；因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁
的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将
发生变化，D正确。
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2. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光Ⅰ从空气中射向水面，进入
水面后变成Ⅱ、Ⅲ两束光，折射角分别为α和β，且 α＞β。下列说法正确的
是（　　）
A. 若光束Ⅱ是蓝光，光束Ⅲ有可能是黄光
B. 与光束Ⅱ相比，光束Ⅲ的折射率比较大、临界角
小、容易发生全反射
C. 若分别用这两种光做实验，都有偏振现象，但光束Ⅱ不容易发生明显的衍射现象、干涉条纹较密
D. 光束Ⅱ与光束Ⅲ在水中的速率之比v1∶v2＝sin α∶sin β，波长之比λ1∶λ2＝sin α∶sin β
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解析：　蓝光的折射率比黄光的折射率大，当入射角相等时，蓝光的折
射角更小，若光束Ⅱ是蓝光，则光束Ⅲ不可能是黄光，故A错误；由A分析
可知，光束Ⅲ的折射率较大，根据sin C＝可知，光束Ⅲ的临界角小、容
易发生全反射，故B正确；光是横波，都可以发生偏振现象，光束Ⅲ的折
射率大，频率大，则波长小，不容易发生明显的衍射现象，根据Δx＝λ可
知，干涉条纹较密，故C错误；设入射角为θ，则nⅡ＝，nⅢ＝，结合
v＝以及λ＝，可得v1∶v2＝sin α∶sin β，两光的频率未知，无法求出波长
之比，故D错误。
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3. 海洋动物园的水下有各种各样的动物、景观，现将其简化为如图所示的
模型，一个口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发红光小球，
则（　　）
A. 小球必须位于缸底中心才能从玻璃缸侧面看到小球
B. 小球所发出的红光可以从水面任何位置射出
C. 小球所发出的红光从水中进入空气后传播速度增大
D. 若小球发出的是蓝光，则水面上有光射出的区域增大
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解析：　放置在缸底任何位置的小球，发出的光一定会有一部分沿水平
方向射向侧面，即垂直射向侧面时，传播方向不变，人可以从侧面看见小
球，故A错误；当小球所发出的光射向水面，入射角较大时会发生全反
射，所以不能从水面的任何位置射出，故B错误；当光从水中进入空气
后，由n＝知，n变小，传播速度变大，故C正确；换成蓝光，频率增大，
折射率增大，蓝光发生全反射的临界角减小，则有光射出的区域减小，故
D错误。
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4. 单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示，下列说法正确的是
（　　）
A. 甲、乙图为干涉图样，丙、丁图为衍射图样
B. 甲图中条纹间距越大，该单色光的波长越长
C. 乙图中单缝越宽，中央亮纹越宽
D. 丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越明显
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解析：　题图甲中，条纹间距相等为单色光的双缝干涉图样，图乙中，
条纹间距不相等为单色光的单缝衍射图样，题图丙为单色光通过小圆孔的
衍射图样，题图丁为单色光通过小圆盘的衍射图样，A错误；题图甲中，
根据干涉条纹间距公式Δx＝λ知条纹间距越大，该单色光的波长越长，B
正确；题图乙中单缝越宽，衍射现象越不明显，中央亮纹越窄，C错误；
图丙中圆孔尺寸越大，衍射图样现象越不明显，D错误。
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5. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次
曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的
速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时
间间隔为Δt、双缝到屏的距离为l以及相邻两条亮纹间距为Δx。若所用激光
的波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是（　　）
A. v＝ B. v＝
√
C. v＝ D. v＝
解析：　双缝干涉相邻亮（或暗）条纹间距Δx＝λ，又由d＝v·Δt，可得v
＝，选项B正确。
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6. 一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖
上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B. 在真空中，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C. 增大空气一侧的入射角，a光线先消失
D. 在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
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解析：根据题意作出光路图如图所示，在玻璃砖上表
面发生折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较
大，由v＝知，在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播
速度，A错误；由于b光的偏折程度较小，故其折射率较小，所以其波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象，B正确；两列光折射后经反射再从玻璃进入空气发生折射，由几何关系可知，第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，C错误；a光的折射率大，频率大，则波长小，根据Δx＝λ，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，D错误。
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7. 如图甲所示，发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照
明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。LED的原理结构如图乙
所示，管芯的发光面紧贴半球形透明介质，人们能从半球形表面看到发出
的光。已知半球的球心O点为发光面AB的中点，半球和发光面的半径分别
为R和r，则（　　）
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A. 发光面射出的光进入透明介质后，光的颜色发生了变化
B. 若半球形表面（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，则介质的
折射率应小于
C. 若透明介质的折射率为1.7，发光面的直径为 2 mm，为了半球形表面
（弧面）的任意位置都有整个发光面的光射出，R必须大于3.4 mm
D. 无论R和r大小关系如何，不可能在半球形表面（弧面）任意位置都有
整个发光面的光射出
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解析：　光的颜色由频率决定，所以光进入透明介质后，光的颜色不
变，故A错误；从发光面的两端点A或B沿垂直AB方向射出的光线有最大的
入射角，如果此时不发生全反射，那么任意位置都有光射出，可得sin C＝
＞，则有＞n，介质的折射率应小于，故B正确，D错误；由n＜，解
得 R＞nr＝1.7 mm，则R必须大于1.7 mm，故C错误。
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二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个
选项符合题目要求。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. 如图a所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的
滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的
挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则（　　）
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A. 完成操作1后，光屏上出现的是图b图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B. 完成操作1后，光屏上出现的是图c图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C. 完成操作2后，光屏上出现的是图b图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D. 完成操作2后，光屏上出现的是图c图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
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解析： 　图b中的条纹为明暗相间的等间距条纹，是干涉图样，操作1是
双缝干涉实验，故完成操作1后，光屏上出现图b图案，由波长越长，干涉
条纹间距越大可知，甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确，B错误；图c
为明暗相间、中间最宽且不等间距的条纹，是衍射图样，操作2是单缝衍
射实验，故完成操作2后，光屏上出现图c图案，由波长越长，衍射条纹中
央亮纹越宽可知，丙是红色条纹，丁是蓝色条纹，C错误，D正确。
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9. 如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹
角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出
c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　）
A. 射到Q点的光在玻璃中的传播速度较小，波长较短
B. 若稍微增大入射角θ，射出c板后的两束单色光与入射光不平行
C. 若射出后的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则
射到P点的光形成干涉条纹的间距小
D. 若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表
面时，在该界面上不可能发生全反射
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√
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解析：根据红光和蓝光的折射率特点，射到P点的应该是蓝光，射到Q点的应该是红光，由n＝可知，红光在玻璃中的折射率小，因而其在玻璃中的传播速度较大，波长较长，A错误；根据光的折射规律，画出光线经过平行玻璃板折射后的光路图，由几何关系可知在平行玻璃板上下两侧的入射光线和出射光线应该是平行的，即使平行玻璃板增加到三块，这个规律仍然存在，故射出板后的两束单色光仍与入射光平行，B错误；由Δx＝λ可知，蓝光形成干涉条纹的间距小，故C正确；
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光从空气射入平行玻璃板时入射角大于折射角，入射角达不到90°，
则玻璃中的折射角就小于全反射临界角，根据光路可逆性，光从b板上
表面射入到其下表面时，其入射角也一定小于全反射临界角，故在该
界面上不可能发生全反射，D正确。
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10. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光
信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°
时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　）
A. 水的折射率为
B. 水的折射率为
C. 当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人
员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D. 当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向
与水面夹角大于60°
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解析： 只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他
发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反
射，由几何关系得sin（90°－41°）＝，解得n＝
，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射
激光时，可得入射角θ2＝30°，根据折射定律有n＝，折射角θ1大于
30°，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角β小于60°，C正确，
D错误。
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三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. （7分）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
（1）双缝干涉实验装置如甲图所示。
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A. 光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前
B. 实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰的干涉
条纹
C. 为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D. 如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、单缝均可以撤去
下列说法中正确的是 。
ABD　
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解析：光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A正确；实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰的干涉条纹，选项B正确；为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝，选项C错误；如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、单缝均可以撤去，选项D正确。
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（2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻线与某
亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所
示，读数为 mm；转动手轮，当分划板中心刻
线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332 mm，已知装置中双缝间距为
0.2 mm，双缝到屏的距离是1.0 m，则测得此单色光的波光为
m（保留两位有效数字）。
2.332（2.331～2.334）　
6.0×10－
7　
解析：由题图乙可知手轮上的刻度读数为2 mm＋0.332 mm＝2.332 mm，条纹间距Δx＝λ，解得 λ＝Δx＝×＝6.0×10－7 m。
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12. （8分）用圆弧状玻璃砖做“测定玻璃折射率”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P1、P2，然后在
玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在
的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1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，其中O
为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。
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（1）在图甲上补画出光路以及入射角i和折射角r。
答案：见解析图
解析：连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。
（2）用所测物理量计算折射率的公式为n＝ 。
解析：由折射定律可得n＝。
　
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（3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入
射角应适当 （选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）。
解析： 为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧
面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。
（4）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，由图像可知该玻璃砖的折射
率n＝ 。
解析： 图像的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃砖
的折射率为1.5。
小一些　
1.5　
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13. （10分）一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射
（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至AB边的E点，如
图所示。逐渐减小i，E点向B点移动，当sin i＝时，恰好没有光线从AB边
射出棱镜，且DE＝DA。求棱镜的折射率。
答案：1.5
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解析：如图所示，当折射光线在AB边恰好不能射出时，在AB边上的入射角等于全反射临界角C0。DA＝DE，各个角度如图中所示。由几何关系可知α＝90°－C0，90°－r＋2α＝180°，解得r＝90°－2C0，由全反
射知识得 sin C0＝，由折射定律有n＝，代入sin i＝，解得 n＝1.5（ n＝－ 舍去）。
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14. （14分）如图所示，一柱形玻璃的横截面是半径为R的圆，圆心为
O，以O为原点建立直角坐标系xOy。一单色光平行于x轴射入玻璃，入射
点的坐标为（0，d），单色光在玻璃中的折射率为n＝，不考虑单色光
经圆弧面反射后的情况。
（1）当d多大时，该单色光在圆弧面上刚好发生全反射？
答案：R　
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解析：如图1，当单色光射到圆弧面上的入射角等于临界角θ时，单色光
在圆弧面上刚好发生全反射，则sin θ＝，解得θ＝45°
根据几何关系得d＝Rsin θ＝R。
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（2）当d＝R时，求该单色光照射到x轴上的横坐标。
答案：（＋1）R
解析：如图2，设单色光射到圆弧面上的入射角为β，折射角为α，由折射定
律有n＝
在△OEF中，由正弦定理有＝
又因为sin β＝＝
联立解得OF＝（＋1）R。
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15. （15分）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，
其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制（可
视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射
角的2倍）。透明介质的折射率n＝2，屏障间隙L＝0.8 mm。发光像素单元
紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。
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（1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度θ控制为60°，求屏障
的高度d；
答案： 1.55 mm　
解析：发光像素单元发出的光射到屏障上被屏障吸收，射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界面，折射后从界面射向空气，能够射出介质的光在界面的入射角正弦值sin i＝，折射角为r＝＝30°，由折射定律有n＝，代入数据解得d＝ mm≈1.55 mm。
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（2）若屏障高度d＝1.0 mm，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单
元宽度x最小为多少时，其可视角度θ刚好被扩为180°（只要看到像素单元
的任意一点，即视为能看到该像素单元）。
答案：0.35 mm
解析： sin i'＝，折射角为r'＝＝90°，由折射定律有n＝
，代入数据解得x＝mm≈0.35 mm。
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