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高中物理选择性必修第一册第四章：光 一轮综合专题复习
目 录
CONTENTS
第1 节　光的折射　全反射
实验15
测量玻璃的折射率
第2 节　光的波动性
实验16
用双缝干涉测量光的波长
第1节 光的折射　全反射
第1课时 光的折射　全反射
折射定律　折射率T2、4　 全反射T1、3、5
五年高考
1.★(2025黑吉辽蒙,3,4分)如图,利用液导激光技术加工器件时,激光在液束流与气体界
面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流,甲的折射率比乙的大,则( )
A.激光在甲中的频率大　　　
B.激光在乙中的频率大
　 D
C.用甲时全反射临界角大　　　
D.用乙时全反射临界角大
解析　激光在不同的介质中传播,频率不变,A、B错误。由n= 可得折射率越大,全
反射的临界角越小,C错误,D正确。
2.★★(2025广东,4,4分)图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射
入顶角为α的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角为β,该折射率为 ( )
A.
B.
　 A　
C.
D.
解析　如图,单色光从玻璃内射出时,入射角为α,折射角为α+β,根据折射定律,可得n=
,A正确。

3.★★★(2025广西,5,4分)如图,在扇形玻璃EOG中,OE⊥OF,可见光分别从E点沿EM、
EN射向真空。该玻璃对可见光的折射率为 ,则 ( )

A.沿EM的光发生全反射,沿EN的光不发生全反射
B.沿EM的光不发生全反射,沿EN的光发生全反射
C.沿EM、EN的两束光都发生全反射
D.沿EM、EN的两束光都不发生全反射
　 C　
解析　过M点和N点分别作两条法线OM、ON,设沿EM的光的入射角为θ,沿EN的光的
入射角为α,如图所示,则在等腰三角形OEM中,∠EOM+2θ=180°,又∠EOM<90°,则θ>45
°;同理,在等腰三角形OEN中,∠EON+2α=180°,又∠EON<90°,则α>45°;根据sin C= 得C
=45°,由于α和θ均大于C,故沿EM和EN的光都发生全反射,C正确。

三年模拟
4.★★(2026届广东清远一中、茂名一中月考)某同学买了一个透明水晶球,其内部材料
折射率相同,如图甲所示。他测出球的直径为d,现有一束单色光从球上P点射向球内,
折射光线与水平直径PQ的夹角θ=30°,出射光线恰好与PQ平行,如图乙所示。已知光在
真空中的传播速度为c,下列说法正确的是 ( )
　
A.水晶球的折射率为
B.光在水晶球中的传播时间为
　 B　
C.仅换用波长更长的单色光,光在水晶球中传播的时间变长
D.若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角,光可能因发生全反射而无法射出水晶球
解析 如图所示,由几何关系可知,光射出水晶球时的折射角r=2θ,则水晶球的折射率n=
= ,A错误;光在水晶球中的传播速度v= = c,由几何关系可知传播路程s=d cos
θ= d,光在水晶球中的传播时间为t= = ,B正确;当入射光的波长变长时,频率变小,
光的折射率也变小,射入水晶球时对应的折射角变大,光在水晶球中的传播路程变短,由
v'= 可知光在水晶球中的传播速度变大,可知传播时间变短,C错误;根据几何关系可知,
光在经过折射后,从水晶球内到水晶球外的入射角始终等于从水晶球外到水晶球内的
折射角(均为θ),因为入射角β<90°,由折射定律可知θ向水晶球的光的入射角,光出射时一定不会在球内发生全反射,D错误。

5.★★★(2026届湖南多校联考一)为了装点夜景,常在喷水池水下安装彩灯。如图1所
示,水面下有一点光源S,能向各个方向同时发出a、b两种不同颜色的光,在水面上形成
一个有光射出的圆形区域。圆形区域的俯视图如图2所示,中间小圆为红、蓝复色光,
小圆外侧的环形区域只有a光射出。下列说法正确的是 ( )

A.a光为蓝光
B.a光的折射率比b光的大
　 D　
C.若光源S上移,环形区域面积变大
D.若光源S下移,中间小圆面积变大
解析　由题可知,a的全反射临界角比b的大,根据sin C= 可知,a的折射率比b的小,可知
a为红光,b为蓝光,A、B错误;如图所示,环形区域面积S1=π( - )=πh2(tan2C'-tan2C),由于
a、b两种不同颜色的光发生全反射的临界角不变,则当光源S上移时,h减小,水面发光环
形区域面积变小,C错误;中间小圆面积S2=π =πh2 tan2C,由于b光发生全反射的临界角
不变,光源S下移,h增大,中间小圆面积变大,D正确。

第2课时 光路分析
五年高考
1.★(2025河南,2,4分)折射率为 的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从
顶点入射,光线与竖直方向的夹角为45°,如图所示。该光线从圆柱内射出时,与竖直方
向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射) ( )

A.0°　　　 B.15°　　　 C.30°　　　 D.45°
　 B　
解析　作出光路如图,在射入点A发生折射,折射角r1满足 =n= ,得r1=30°,在射出
点B的折射角r2=45°,由几何关系知,出射光线与竖直方向的夹角为15°,B正确。

2.★★(多选)(2025四川,9,6分)某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图
所示,模组内置一块上下表面平行(θ<45°)的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射,经过
三次全反射后平行于入射光射出。则 ( )

A.可以选用折射率为1.4的光学玻璃
B.若选用折射率为1.6的光学玻璃,θ可以设定为30°
　 CD　
C.若选用折射率为2的光学玻璃,第二次全反射入射角可能为70°
D.若入射光线向左移动,则出射光线也向左移动
解析　如图甲所示,入射光在左下斜面发生全反射,θ≥C,A选项中n=1.4,有sin θ≥sin C=
= > =sin 45°,θ>45°,与题干矛盾,A错误;根据B选项中sin C= = > =sin 30°,θ≥
C>30°,θ不可设为30°,B错误;若第二次全反射入射角为70°,则θ=35°,根据C选项则有sin
C= = =sin 30°,θ>C=30°,C正确;将入射光线左移,如图乙所示,出射光线也左移,D正
确。

3.★★★[2024全国甲,34(2),10分]一玻璃柱的折射率n= ,其横截面为四分之一圆,圆的
半径为R,如图所示。截面所在平面内,一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线
与AB边的距离由小变大,距离为h时,光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此
时h与R的比值。

答案

解析　设AC边上入射角为α,折射角为β,在BC边上发生全反射,临界角为C',画出光路图
如图所示

则n= ,n=
由几何关系知α=β+C'
则n=
联立并代入数据得sin α= sin α-cos α,即
sin α=
可知 =sin α= 。
4.★★★(2025安徽,13,10分)如图,玻璃砖的横截面是半径为R的半圆,圆心为O点,直径
与x轴重合。一束平行于x轴的激光,从横截面上的P点由空气射入玻璃砖,从Q点射出。
已知P点到x轴的距离为 R,P、Q间的距离为 R。
(1)求玻璃砖的折射率;
(2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向,使激光能在圆心O点发生全
反射,求入射光线与x轴之间夹角的范围。

答案
(1) (2)0°<θ≤45°或135°≤θ<180°
解题导引　解答本题应注意以下关键点:
(1)激光在P点入射,根据折射定律计算玻璃砖的折射率;
(2)画图分析激光能在圆心O点发生全反射的临界条件。
解析 (1)画光路图如图1所示,
由几何关系可得:α=45°,β=30°
则n= = =
　
(2)激光能射到圆心O上,说明入射光线一定沿半径方向射入玻璃砖,画光路图如图2所
示。
由sin C= 可得C=45°,由图2可知:
θ1=45°,θ2=135°
设入射光线与x轴之间夹角为θ时可以在O点发生全反射,则
0°<θ≤θ1或θ2≤θ<180°
即0°<θ≤45°或135°≤θ<180°
5.★★★(2025湖北,13,9分)如图所示,三角形ABC是三棱镜的横截面,AC=BC,∠C=30°,
三棱镜放在平面镜上,AC边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面O点,入射角为α,O
点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为 。
(1)若α=45°,求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值。
(2)若光线从AB边折射后直接到达BC边,并在BC边刚好发生全反射,求此时的α值。

答案
(1) (2)60°
解题导引　本题中三棱镜的横截面为等腰三角形,有助于推导角度,第(2)问中光线在
BC边恰好发生全反射,全反射的临界角可以通过角度逆推求解。
解析 (1)当α=45°时,光路如图1所示,光线在镜面发生反射,由反射定律得θ=α=45°,因为
∠C=30°,AC=BC,所以∠A=75°,由几何关系可得∠OO'A=30°,所以光在AB边的入射角γ
=60°,由折射定律得n= ,解得折射角的正弦值sin β= 。


(2)如图2所示,因为光经AB边折射后,到达BC边时恰好发生全反射,则有sin δ= = ,解
得δ=45°,故∠BDO'=45°,又因为∠B=75°,所以∠BO'D=60°,则β=30°,由折射定律得n=
,解得sin γ= ,则γ=45°,由几何关系可得θ=60°,由反射定律得α=θ=60°。
总结归纳
解答光路分析问题的关键是寻找角之间的关系,有三角形内角和等于180°,互余、互补,
外角和关系,三角函数边求角等。
当光从光密介质斜射入光疏介质时必须判断是否发生全反射,否则光路图会出现错误。
三年模拟
6.★★(2025届河北部分学校模拟)如图甲为水晶透明“平安扣”,由同材质同心环形材
料组成,将“平安扣”平放在水平桌面上,过环心的横截面如图乙所示,外环的半径
为R。细光束从P点射入“平安扣”时,经一次折射后,恰好在内环上发生全反射,且从
外环上第一次的射出点为Q(图中未画出),并测得圆心角∠POQ=2θ,已知光在真空中的
传播速度为c,水晶的折射率为n。细光束在“平安扣”中由P点入射到Q点出射所经历
的时间为 ( )
　
　 A　
A. 　　　 B.
C. 　　　 D.
解析　作出光在水晶中传播的光路图如图所示,

设P点到内环发生全反射的点距离为l,根据图中几何关系和正弦定理【点拨:对非直角三角形中的边角关系,可考虑采用正弦定理求解】得 = ,光在内环上刚好发
生全反射,则sin C= ,由对称性可知,光从P点射入到从Q点射出的时间为t= ,又光在水
晶中的传播速度v= ,联立解得t= ,A正确。
7.★★★(2025届河南名校联考三)如图甲,球冠(不含底面)的表面积为S=2πRh(其中h为
球冠高度,R为球体半径)。如图乙是半球体过球心O的一个截面,用平行激光束垂直照
射整个半球体底面,发现半球体球面发光面积占整个半球面的 ,折射的同时不考
虑反射,则该半球体对激光束的折射率为 ( )
　
A. 　　　 B. 　　　 C. 　　　 D.2
　 D　
解析　如图所示,设从A点入射的光线恰好发生全反射,由半球球面发光面积占整个半
球面的 ,发光面积S1=2πRh,半球面积S2=2πR2,可得 = ,即R-h= R,可知cos C
= = ,则临界角C=30°,由全反射临界角C满足 sin C= ,解得n=2,D正确。

8.★★★(2026届安徽合肥八中开学考)如图所示,阴影部分ABC为一透明材料做成的柱
形光学元件的横截面, 为一半径为R的 圆弧,D为圆弧的圆心,ABCD构成正方形。在
B处有一单色点光源,上述材料对该单色光的折射率为n= 。已知真空中光速为c,若
只考虑首次从点光源直接射向 的光线,求:
(1)该单色光从B处射出到达D点所用的时间;
(2)从点光源射向 的光中,有一部分不能从 直接射出,这部分光射在 上的弧
长。
答案
(1) (2)
解析 (1)根据折射率与速度的关系n= ,解得v=
光从B处射出到达D点的光路如图所示
光在元件中传播的时间t1= =
光在空气中传播的时间t2=
则t=t1+t2=
(2)设从光源发出的光在E点恰好发生全反射,如图所示,

则n= ,∠1+∠2=180°
根据正弦定理有 =
故∠1=45°,∠2=135°,∠3=30°,∠EDB=180°-∠2-∠3=15°
不能从 直接射出的这部光在 上的弧长b= ×2πR= 。
巧用几何知识分析非常规透明介质情境中的光学问题
(2025山东,15,8分)由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示,器件下表面圆弧以O
点为圆心,上表面圆弧以O'点为圆心,两圆弧的半径及O、O'两点间距离均为R,
点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与OO'平行,到OO'的距离均为
R。
(1)B点与OO'的距离为 R,单色光线从B点平行于OO'射入介质,射出后恰好经过O'点,
求介质对该单色光的折射率n;
(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质,并垂直CH射出,出射点在GE的延长
创新风向·数理结合
线上,E点在OO'上,O'、E两点间的距离为 R,空气中的光速为c,求该光在介质中的传
播时间t。

答案
(1) (2)
解析 (1)如图,连接O、B作过B点的法线,从B点向OO'作垂线BN,

在△OBN和△O'BN中,根据BN= R、OB=R可知
∠OBN=30°,∠BON=60°,ON= R
OB=OO'=R,则∠OBO'= ∠BON=30°
射入B点的光线平行于OO',
故入射角i=∠BON=60°
折射角r=∠OBO'=30°
得折射率n= =
(2)设G、E的连线与上表面圆弧的交点为M,过M作法线O'M,如图所示
光线GM的延长线垂直于OO',O'E= R,
又O'M=R,可知ME= R
光线GM在上表面圆弧上的入射角α=45°
从介质中射入空气的全反射临界角的正弦值
sin C= = < =sin 45°
故45°>C,光在M点发生全反射,然后在下表面圆弧发生两次全反射,在上表面圆弧再发
生一次全反射,最后垂直CH射出介质,在介质中的总路程s=2× = R
光在介质中传播的速度v= =
光在介质中传播的时间t= =
第2节 光的波动性
光的干涉现象T4、5、6、7、8、9、10　 光的衍射和偏振现象T1、2、3
五年高考
1.★(2025北京,2,3分)下列现象属于光的衍射的是 ( )
A.雨后天空出现彩虹
B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D.水中的气泡看上去特别明亮
　 B　
解析　雨后彩虹是太阳光在水滴中经过折射、反射而形成的,是光的色散现象,A错
误。通过狭缝看日光灯观察到彩色条纹,是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象,B正确。
肥皂膜在日光照射下呈现彩色是光在肥皂膜前后表面反射后发生干涉形成的,属于薄
膜干涉,C错误。水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射,使得更多光线进
入人眼,D错误。
2.★(2024江苏,2,4分)用观看立体电影的特制眼镜观察手机液晶屏幕上的图片,透过左
镜片的图片明亮、右镜片的灰暗。旋转手机屏幕90°后,透过两镜片的图片 ( )
A.均变明亮
B.均变灰暗
C.亮度均无变化
D.左镜片的变暗,右镜片的变亮
　 D
解析 观看立体电影的特制眼镜是利用了光的偏振,左、右两镜片为透振方向相互垂
直的偏振片,用特制眼镜去观察手机液晶屏幕,透过左镜片的图片明亮,透过右镜片的图
片灰暗,可知手机液晶屏幕发出的光的偏振方向与左镜片的透振方向趋于平行,与右镜
片的透振方向的夹角接近90°,则将手机屏幕旋转90°后透过两镜片的图片,左镜片的变
暗,右镜片的变亮,D正确。
3.★(2024黑吉辽,4,4分)某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝,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。
用绿色激光照射双缝,能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条
纹中心间距变小的是 ( )

A.换用更粗的头发丝
　 A　
B.换用红色激光照射双缝
C.增大纸板与墙面的距离
D.减小光源与纸板的距离
解析　根据双缝干涉条纹间距公式Δx= λ,换用更粗的头发丝,增大了双缝之间的距离
d,可知相邻两条亮条纹中心间距变小,A正确;换用红色激光照射双缝,增大了光的波长
λ,而增大纸板与墙面的距离,是增大了双缝与光屏的距离L,可知都会使相邻两条亮条纹
中心间距变大,B、C错误;减小光源与纸板的距离,不会引起条纹间距变化,D错误。
4.★★(2024山东,4,3分)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与
待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙
所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是 ( )
　
A.滚珠b、c均合格
B.滚珠b、c均不合格
C　
C.滚珠b合格,滚珠c不合格
D.滚珠b不合格,滚珠c合格
解析　两块平板玻璃之间的薄膜干涉条纹相互平行,滚珠a、b在同一条纹上,说明两滚
珠位置薄膜厚度相同,即a、b直径相同;滚珠c在另一条纹上,说明滚珠c所在位置处薄膜
厚度与滚珠a处不同,即滚珠a、c直径不同,C正确。
5.★★★(多选)(2024广西,9,6分)如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,
一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出
的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,a l,镜面
与光屏垂直,单色光波长为λ。下列说法正确的是 ( )

　 AD　
A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为 λ
B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 λ
C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,此时单色光的波长变为nλ
D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,则
该液体的折射率为 λ
解析　作出干涉现象的原理图如图所示,根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的
虚像距离为2a,根据相邻两条亮(暗)条纹间距公式可知Δx'= λ= λ,A正确,B错误;整套
装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,光的频率f不变,根据λf=c,v=fλ1= (其中c为真空
中的光速),可得λ1= ,C错误;整套装置完全浸入某种透明溶液中,设该溶液的折射率为n
',光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Δx,有Δx= λ2,可得该单色光在该透明溶液中的
波长λ2= ,又λ2= ,解得n'= λ,D正确。
6.★★★(多选)(2025陕晋青宁,9,6分)在双缝干涉实验中,某实验小组用波长为440 nm
的蓝色激光和波长为660 nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝,双缝间距为0.5
mm,双缝到屏的距离为500 mm,则屏上 ( )
A.蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹
B.蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小
C.距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠
D.距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠
　 BC　
解析　两列光频率相同才能发生干涉,蓝光波长小于红光波长,蓝光频率大于红光频率,
所以蓝光与红光之间不能发生干涉,A错误。根据Δx= 可知,l、d相同,λ越大,Δx越大,
因蓝光波长小于红光波长,所以蓝光相邻条纹间距小于红光相邻条纹间距,B正确。蓝
光相邻亮条纹间距为Δx1= =0.44 mm,红光相邻亮条纹间距为Δx2= =0.66 mm,则1.32
mm=3Δx1=2Δx2,C正确________________________________
_________。1.98 mm=4.5Δx1=3Δx2,所以距离中央亮条纹中心1.98 mm处不
是蓝光亮条纹中心,是红光亮条纹中心,D错误。
是红光亮条纹中心】
【点拨:距离中央亮条纹中心1.32 mm处既是蓝光亮条纹中心,又
三年模拟
7.★★(2026届湖南多校联考)如图所示,把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜
放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射,从上向下观察,可以看
到一系列明暗相间的同心圆环状条纹,这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正
确的是 ( )

A.这属于光的干涉,增大玻璃板和透镜的距离,发现条纹向外移动
B.条纹是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C.条纹是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
　 B　
D.单色光的波长增大,相应条纹间距保持不变
解析　题述现象属于光的薄膜干涉,增大玻璃板和透镜的距离,条纹向圆心位置移动,A
错误;薄膜干涉是“膜”两个表面的反射光叠加后的结果,题图中的“膜”为空气夹层,
即条纹是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的,B正确,C错误;单色
光的波长增大,相应条纹间距变大,D错误。
8.★★(多选)(2026届福建泉州十校期末)附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置,从上到下液
膜厚度增加得越来越快,如图所示为液膜侧视图,用某单色光从左侧照射液膜,在左侧观
察到明暗相间的干涉条纹,已知该单色光在液膜中的波长为λ,则下面说法正确的是
( )
A.干涉条纹的分布上下均匀
B.干涉条纹的分布上疏下密
　 BC　
C.相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 λ
D.相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是λ
解析 由题意可知,液膜自上而下厚度增加得越来越快,因此对应相邻亮条纹所需的厚
度增量在下部会在更短的竖直距离内实现,故观察到的干涉条纹呈“上疏下密”分布,
A错误,B正确;从液膜的前、后表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为2d,当光程
差2d=nλ (n=0,1,2,…)时,表现为亮条纹,故相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 λ,C
正确,D错误。
9.★★★(2025届湖南长沙名校联盟联考三)如图所示,通过光学仪器可以测量金属的热
膨胀系数,将待测圆柱形金属样品置于水平的实验平台上,样品的上底面水平放置一平
整的玻璃板A,将另一平整的薄玻璃板B固定于样品正上方,且与水平方向成一非常小的
夹角。用平行单色光沿竖直方向照射薄玻璃板B,在薄玻璃板B上出现了水平方向的明
暗相间的条纹。下列说法正确的是 ( )

　 D　
A.产生明暗相间的条纹是因为光的折射现象
B.条纹出现在玻璃板B的上表面
C.温度略微升高,条纹将向左侧移动
D.介质对单色光的折射率越大,单色光产生的条纹间距越小
解析　明暗相间的条纹,是玻璃板B下表面反射的光与经过B透射后再经过玻璃板A的
上表面反射到B的下表面的光发生干涉导致的,即条纹出现在B的下表面,A、B错误;当
温度略微升高时,金属受热膨胀,A板向上移动,“薄膜”变薄,条纹向右侧移动,C错误;
如图所示,设条纹间距为Δx、波长为λ,根据几何关系可得两玻璃板夹角的关系为tan θ=
,介质对光的折射率越大,单色光的频率越大,则波长越短,条纹间距Δx越小,D正确。

10.★★★(2025届山东大教育联盟模拟)一束在真空中波长为660 nm的红光垂直照射
在竖直放置的肥皂膜上,肥皂膜对该光的折射率为1.5。由于重力作用,肥皂膜形成上薄
下厚的楔形结构。已知光由空气射向肥皂膜时,反射光会存在半波损失,致使在肥皂膜
表面两束相干光传播路程之差为kλ膜(λ膜为光在肥皂膜中的波长,k=0,1,2,…)处为暗条
纹。若观察到肥皂膜上某处出现了亮条纹,则该处的膜厚度可能为 ( )
A.165 nm　　　 B.220 nm
C.495 nm　　　 D.550 nm
　 D　
解析　根据n= ,λ= ,λ膜= ,可得光在肥皂膜中的波长为λ膜= = nm=440 nm,若观察
到肥皂膜上某处出现了亮条纹,根据题意可得在此处肥皂膜表面两束相干光传播路程
之差满足Δs=2d=(2k+1) (k=0,1,2,…),可得该处的膜厚度满足d=(2k+1)×110 nm(k=0,1,
2,…),当k=0时,d1=110 nm;当k=1时,d2=330 nm;当k=2时,d3=550 nm,D正确。
双缝干涉与偏振现象的综合应用
(2025山东,3,3分)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴
对称,光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧,单色平行光沿
OO'轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片P2置于双缝右侧,P1、P2透振方向
平行。保持P1不动,将P2绕OO'轴转动90°的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正
确的是 ( )
　 A　
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A.条纹间距不变,亮度减小　　　
B.条纹间距增大,亮度不变
C.条纹间距减小,亮度减小　　　
D.条纹间距不变,亮度增大
解析　根据相邻两条亮条纹(或暗条纹)间距公式Δx= λ,其中λ为照射光的波长、d为双
缝间距、l为屏到双缝的距离,可知在双缝左侧或右侧放置偏振片P1和P2不会影响条纹
间距,即条纹间距不变。两偏振片透振方向原来平行,而后P2绕OO'轴转动90°过程中透
过P2的光不断减少,可知屏上干涉条纹的亮度也会不断减小,A正确。
实验15 测量玻璃的折射率
1.(2025上海,3)物理兴趣小组在用插针法做“测量玻璃的折射率”实验时,某同学先在
平行玻璃砖的一侧将两个大头针竖直插入a、b两处,然后从c处一侧观察,将第三个大
头针插入c处时,遮住a、b两处的大头针;再将第四个大头针插入d处时,应遮住____
______________处的大头针,依据图中所标数据,可得出该玻璃的折射率为__________
____。
　
a、b、c　
解析　由题图玻璃砖折射光路图可得将第四个大头针插入d处时,应把前三个大头针都
遮住,根据光的折射定律,可知该玻璃的折射率为 。
2.(2024浙江6月,16-Ⅲ,3分)如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分
别记为A和B、顶角大小为θ)的折射率。

①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef;
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3
能挡住_______________(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置__________(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率n=_____
______。
　
　　不需要　
　 P1和P2　
解析　③P3如果挡住P1和P2的像,说明经过P1和P2的光线也经过P3,只有这样才能通过P3
确定出射光线。
④如图所示,光线垂直ab射入玻璃砖时不改变传播方向,P1和P2的连线与ef的交点O'为
此光线在玻璃砖与空气界面发生折射时的出射点,连接P3与O'可得出射光线,所以不需
要第四枚大头针确定出射光线的位置。

⑤由几何关系可得玻璃砖的折射率n= = 。
3.(2024安徽,11,6分)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。
(1)为测量玻璃的折射率,按图甲所示进行实验,以下表述正确的一项是___________。(填
正确答案标号)

A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a'
　 B　
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使P2把P1
挡住,这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧,插上大头针P3,使它把P1、
P2都挡住,再插上大头针P4,使它把P1、P2、P3都挡住,这样就可以确定出射光线和出射
点O2
C.实验时入射角θ1应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到
空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿
光,如图乙所示。此实验初步表明:对于同一种介质,折射率与光的频率有关,频率大,折
射率________(填“大”或“小”)。
　　大　
(3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束激光分别入射玻璃砖和某透明介质,如图
丙、丁所示。保持相同的入射角α1,测得折射角分别为α2、α3(α2<α3),则玻璃和该介质的
折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“>”或“<”)。此实验初步表明:对于一定频
率的光,折射率与介质材料有关。
　　>　
解析 (1)在白纸上画出一条直线a作为界面,把长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一个
长边与a对齐,用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将
玻璃砖取下,画出直线a'代表玻璃砖的另一边,而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和
下边分别画出直线a和a',A错误;B选项表述正确;为了减小实验误差,实验时应使入射角
θ1尽量大一些,C错误。
(2)由题图乙可知,入射角相同,绿光的折射角小于红光的折射角,根据光的折射定律n=
,可知绿光的折射率大于红光的折射率,又因为绿光的频率大于红光的频率,所以频
率大,折射率大。
(3)根据折射定律可知,玻璃的折射率为n玻璃= ,该介质的折射率为n介质= ,其中α2<
α3,所以n玻璃>n介质。
实验16 用双缝干涉测量光的波长
1.(多选)(2024江西,9,6分)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法
正确的是 ( )
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小,测量头中观察到的条纹数目越多
　 BC　
解析　光具座上依次摆放元件时应将单缝放在双缝之前,A错误。进行双缝干涉测光
的波长实验时,所用透镜为凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,可使光更集中,B正确。单缝
的作用是获取线光源,相当于点光源的线性排列,C正确。根据Δx= λ可知,双缝间距d
越小,条纹间距Δx越大,在视野一定的测量头中观察到的条纹数目越少,D错误。
2.[2025北京,15(2)]用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。


①双缝应该放置在图1中___________处(填“A”或“B”)。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为_____________
___________________mm。
184、3.186也正确)　　
　 3.185(3.
　 B　
解析　①双缝应置于单缝之后,故双缝应放在B处;
②手轮上的读数为3 mm+18.5×0.01 mm=3.185 mm。
3.[2022海南,14(1),4分]用双缝干涉实验测量某单色光的波长。
①如图所示的实验装置中,a、b器材分别为___________(填“A”或“B”)。

A.单缝、双缝　 B.双缝、单缝
②测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为x,双缝到毛玻璃屏的距离为L,已
　 A　
知双缝间的距离为d,则该单色光的波长λ=___________(用x、L和d表示)。
　 　
解析　①由双缝干涉原理可知,先用滤光片得到单色光,然后用单缝得到细长的光源,最
后用双缝得到两束相干光,故a、b分别为单缝、双缝,A正确。
②第一条亮纹中心到第六条亮纹中心间距是x,则相邻亮条纹间距为Δx= ,根据Δx=
可得光的波长λ= = 。
4.[2021浙江6月,17(2)]如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中

①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是___________(单选)。
A.旋转测量头
B.增大单缝与双缝间的距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
　 C　
②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是___________(单选)。
A.减小单缝与光源间的距离
B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离
D.增大双缝与测量头间的距离
　 D　
解析　①旋转测量头只能调节分划板的刻线与干涉条纹是否平行,不能调节清晰程度,
A错误;增大单缝与双缝之间的距离既不能调节干涉条纹间距,也不能调节清晰程度,B
错误;调节单缝与双缝平行,更容易发生清晰的双缝干涉现象,C正确。
②根据双缝干涉条纹间距公式Δx= 可知,增加双缝到屏幕(测量头)的距离L、光的波
长λ,减小双缝间距d都可以增大条纹间距,由此可知,D正确。
5.[2024河北,11(1)]某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其
中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。

该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一
条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为_________(填“红光”或“绿光”)。
　　绿光　
解析　根据双缝干涉条纹间距Δx= λ可知,在其他条件不变时,波长越长,条纹间距越
宽,红光的波长更长,由表中数据可知单色光1条纹间距较窄,故单色光1为绿光。

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