2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章 光 单元测试（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章 光 单元测试（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 443.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-15 23:35:53 | ||
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文档简介
光 单元测试
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39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．）
1．一束红光由空气射入玻璃，这束红光的（ ）
A．频率不变，波长变长 B．速度不变，波长变短
C．频率增高，波长变长 D．速度变慢，波长变短
2．如图所示，汽车防弹玻璃的折射率为，其厚度为30mm，一束激光射向防弹玻璃，入射光线与玻璃界面成角，则激光第一次从玻璃另一界面射出的时间为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是（ ）
A．a光的波长小于b光的波长
B．a光的频率大于b光的频率
C．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
D．在真空中，a光的传播速度比b光大
4．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（ ）
A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的
C．介质的折射率为 D．介质的折射率为
5．在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片，其目的是( )
A．减弱反射光，从而使景物的像清晰
B．增强反射光，从而使景物的像清晰
C．增强透射光，从而使景物的像清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像清晰
6．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
7．一束平行单色光，通过双缝后，在屏上得到明暗相间的条纹，则（ ）
A．相邻的明条纹或暗条纹的间距不等
B．将双缝中某一缝挡住，则屏上一切条纹将消失，而出现一亮点
C．将双缝中某一缝挡住，屏上出现间距不等的明、暗条纹
D．将双缝中某一缝挡住，屏上的明、暗条纹位置不变，但亮度减半
8．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（ ）
A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样
D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样
9．如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（ ）
A．P和P1处都为亮条纹
B．P和P1处都为暗条纹
C．P处是亮条纹，P1处是暗条纹
D．P处是暗条纹，P1处是亮条纹
10．铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（ ）
A．此操作利用了光的偏振原理
B．N的上表面B处向上凸起
C．若出现两条相连的直线干涉条纹，则说明两条相连的干涉条纹所对应的空气薄膜厚度相等
D．干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
12．如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置（上表面为圆形平面，纵截面为等腰三角形）紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红色光垂直于上表面照射，从装置的正上方向下观察，可以看到（ ）
A．系列不等间距的三角形条纹 B．一系列明暗相间的等间距圆形条纹
C．若将红光换成白光，则看到黑白相间的条纹 D．若将红光换成紫光，则看到的亮条纹数将变少
13．一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，该液体的折射率约为（ ）
A．1.55 B．1.25 C．1.95 D．2.00
二、多项选择题（本题共3小题，每小题4分，12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）
14．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三种色光中，a光的频率最大
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大。
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从某一介质中射入空气，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
15．如图是由不同材料制作的等腰直角三角形和半圆形玻璃砖，将它们放在水平面并相切于A点，是半圆形玻璃砖的直径，O是半圆形玻璃砖圆心。现将该光源放置在A点左侧P处，垂直水平面向上发射激光，经过半圆弧上某点M后，恰好又能经过B点，已知，，与水平方向夹角恰好为，等腰直角三角形玻璃砖的折射率。下列说法正确的是（ ）
A．半圆形玻璃砖的折射率
B．的距离为
C．半圆弧玻璃砖上M点到水平面的距离为
D．从P射出的激光，经过等腰直角三角形和半圆形玻璃砖的时间之比为
16．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知，光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A．此玻璃的折射率为
B．光线从B到D需用时
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．若增大，光线不可能在DM段发生全反射现象
E．若减小，从AD段射出的光线均平行于AB
三、实验题
17．（8分）做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。
（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1=_______mm，x2=_______mm；
（2）相邻亮纹的间距△x=_______mm；
（3）计算单色光的波长的公式=________（用L、d、x1、x2表示）
（4）代入数据计算单色光的波长=________m（结果保留两位有效数字）.
18．（8分）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率，画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：_________（写出一点即可）。
（2）小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时，以通过入射光线P1P2（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，P′和Q′分别为垂足，如图乙所示，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，则玻璃砖的折射率n=_________。
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示，其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相比_________填（“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
四、解答题
19．（10分）如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖。其中，边长为L。一束单色光从边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在面发生全反射，最后从边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。作出光路图并求出玻璃砖的折射率n。
20．（11分）一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm。人眼在筒侧壁上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点，求液体的折射率及光在此液体中的传播速度（已知光速为c）。
21．（12分）图示为某种材料制成的透明器件，其横截面由三角形和半圆形组成，，半圆的半径为R，圆心在O点，P点在上且。现有一光线沿纸面与面成角从Р点入射到面上，折射后恰好通过O点。已知光在真空中的速度大小为c，，求：
（1）透明材料的折射率n；
（2）光从Р点入射到第一次射出透明体的传播时间t。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．D
【详解】
光在介质中传播，周期和频率由光源决定，所以红光的周期及频率保持不变，根据速度
玻璃的折射率大于空气，所以速度减小，波长
所以波长变短。
故选D。
2．C
【详解】
光经过防弹玻璃，从另一界面射出时方向不变，发生偏折，根据题意可知入射角，设折射角为β，由折射定律
解得
光在防弹玻璃中的速度
光在防弹玻璃中的路程
则光在防弹玻璃中的传播时间
故选C。
3．C
【详解】
AB．由折射光路可知，a光的偏折程度较小，折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较大，AB错误；
C．根据可知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大，C正确；
D．在真空中各种光的传播速度均相同，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
AB．光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，光是从介质射入真空的，A错误，B正确；
CD．由折射定律可知，介质的折射率为
CD错误。
故选B。
5．A
【详解】
当偏振片的方向与偏振光的方向平行时，允许偏振光通过，当它们相互垂直时，偏振光不能通过。拍摄日落时水下景物时为了使照片清楚，则要过滤掉水面的反射光，所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，从而减弱反射光，使景物的像清晰。
故选A。
6．B
【详解】
A．根据图像可知
由于a光的折射率较小，则临界角较大，入射时大，a光的折射率较大，则临界角较小，入射时小，故无法确定先后，A错误；
B．由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，B正确；
C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，C错误；
D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误。
故选B。
7．C
【详解】
双缝干涉实验中明暗相间的条纹是等间距的，如果挡住一缝则变成单缝衍射，这时的条纹中央部分较宽，明暗相间的条纹间距不相等。
故选C。
8．A
【详解】
衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双方干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹；
单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小孔衍射，丁是小圆板，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600nm的橙色光，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400nm的紫色光时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时在P1处是暗条纹；故C正确，ABD错误；
故选C。
10．C
【详解】
薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．此操作利用了光的薄膜干涉原理，故A错误；
B．当条纹向右弯曲（Q），说明等高线右移，即现在B处的空气薄膜高度和左边点的空气薄膜高度相同，则B处向上凸起，故B正确；
C．两条相连的直线干涉条纹，说明此处的平面表面光滑，而标准板相对于待检查平面是倾斜的，则所对应的空气薄膜厚度有一定的差值，故C错误；
D．干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的，故D错误。
故选B。
12．B
【详解】
AB．由于截面是等腰三角形，从圆心向外，经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同，根据光的干涉原理，从装置的正上方向下观察，可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹，A错误，B正确；
C．若将红光换成白光，则看到明暗相间的彩色条纹，C错误；
D．由于红光的波长比紫光的长，若将红光换成紫光，则看到条纹间距减小，从而亮条纹数将增多，D错误；
故选B。
13．A
【详解】
如图所示，设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点，且在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示。
设液体的折射率为n，由折射定律有
nsini1=sin r1
nsini2=sin r2
由题意知
r1+r2=90°
联立①②③式得
由几何关系可知
联立得
n≈1.55
故选A。
14．AD
【详解】
A．a光经色散后偏折程度最大，说明a光折射率最大，频率最大，A正确；
B．a频率最大，波长最短，干涉条纹间距最小，B错误；
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的折射率依次减小，由
知三者传播速度依次增大，C错误；
D．折射率越大越容易发生全反射，b光恰能发生全反射，a光的折射率比b光大，由
知a临界角更大些，所以能发生全反射，D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．假设从B发射某束激光，恰好经过M点，然后经过界面后到达P点，其光路图如图所示
根据光路可逆性，从P竖直向上发射的激光恰好到达B点。根据几何知识可知，射向M点的光线的入射角γ等于，折射角等于，根据折射率
可知
A正确；
B．根据上图可知就等于M点到水平面距离，所以
B错误；
C．根据几何知识M点到水平面距离
C正确；
D．激光在等腰直角三角形的光速为
在半形玻璃砖的光速
时间之比为
D错误。
故选AC。
16．ABC
【详解】
A．由题图可知光线在D点的入射角为
折射角为
由折射率的定义得
解得
A正确；
B．光线在玻璃中的传播速度为
v＝c
由题图知
所以光线从B到D需用时
B正确；
CD．若增大∠ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45°，而临界角满足
即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；
E．要使出射光线平行于AB，则入射角必为30°，E错误。
故选ABC。
17． 2.190 7.868 1.420
【详解】
（1）螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加为2.190mm；
螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为7.868mm；
（2）[根据条纹图可知
（3）（4）根据干涉的条纹公式，可得
代入数据可得
18． ①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 1.5 偏小 不变
【详解
（1）①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可）；
（2）玻璃砖的折射率
（3）图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
题图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
19．；
【详解】
根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在面上的入射角，由于光在面恰好发生全反射，故临界角
玻璃砖的折射率
解得
20．，
【详解】
题中的“恰能看到”，表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的光线。由此可做出符合题意的光路图。在作图或分析计算时还可以由光路可逆性原理，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点。根据题中的条件做出光路图如图所示
由图可知
折射率
再根据
得传播速度
21．（1）；（2）
【详解】
（1）设折射角为r，光路图如图所示
入射角
由折射定律有
在中，根据正弦定理有
其中
解得
（2）在中，根据正弦定理有
解得
光从P点入射到第一次射出透明体的传播时间
又
解得
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一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39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．）
1．一束红光由空气射入玻璃，这束红光的（ ）
A．频率不变，波长变长 B．速度不变，波长变短
C．频率增高，波长变长 D．速度变慢，波长变短
2．如图所示，汽车防弹玻璃的折射率为，其厚度为30mm，一束激光射向防弹玻璃，入射光线与玻璃界面成角，则激光第一次从玻璃另一界面射出的时间为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是（ ）
A．a光的波长小于b光的波长
B．a光的频率大于b光的频率
C．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
D．在真空中，a光的传播速度比b光大
4．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（ ）
A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的
C．介质的折射率为 D．介质的折射率为
5．在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片，其目的是( )
A．减弱反射光，从而使景物的像清晰
B．增强反射光，从而使景物的像清晰
C．增强透射光，从而使景物的像清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像清晰
6．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
7．一束平行单色光，通过双缝后，在屏上得到明暗相间的条纹，则（ ）
A．相邻的明条纹或暗条纹的间距不等
B．将双缝中某一缝挡住，则屏上一切条纹将消失，而出现一亮点
C．将双缝中某一缝挡住，屏上出现间距不等的明、暗条纹
D．将双缝中某一缝挡住，屏上的明、暗条纹位置不变，但亮度减半
8．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（ ）
A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样
D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样
9．如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（ ）
A．P和P1处都为亮条纹
B．P和P1处都为暗条纹
C．P处是亮条纹，P1处是暗条纹
D．P处是暗条纹，P1处是亮条纹
10．铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图所示条纹中的P和Q情况，这说明（ ）
A．此操作利用了光的偏振原理
B．N的上表面B处向上凸起
C．若出现两条相连的直线干涉条纹，则说明两条相连的干涉条纹所对应的空气薄膜厚度相等
D．干涉条纹是由M下表面的入射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的
12．如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置（上表面为圆形平面，纵截面为等腰三角形）紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红色光垂直于上表面照射，从装置的正上方向下观察，可以看到（ ）
A．系列不等间距的三角形条纹 B．一系列明暗相间的等间距圆形条纹
C．若将红光换成白光，则看到黑白相间的条纹 D．若将红光换成紫光，则看到的亮条纹数将变少
13．一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，该液体的折射率约为（ ）
A．1.55 B．1.25 C．1.95 D．2.00
二、多项选择题（本题共3小题，每小题4分，12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）
14．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三种色光中，a光的频率最大
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大。
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从某一介质中射入空气，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
15．如图是由不同材料制作的等腰直角三角形和半圆形玻璃砖，将它们放在水平面并相切于A点，是半圆形玻璃砖的直径，O是半圆形玻璃砖圆心。现将该光源放置在A点左侧P处，垂直水平面向上发射激光，经过半圆弧上某点M后，恰好又能经过B点，已知，，与水平方向夹角恰好为，等腰直角三角形玻璃砖的折射率。下列说法正确的是（ ）
A．半圆形玻璃砖的折射率
B．的距离为
C．半圆弧玻璃砖上M点到水平面的距离为
D．从P射出的激光，经过等腰直角三角形和半圆形玻璃砖的时间之比为
16．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知，光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A．此玻璃的折射率为
B．光线从B到D需用时
C．该玻璃球的临界角应小于45°
D．若增大，光线不可能在DM段发生全反射现象
E．若减小，从AD段射出的光线均平行于AB
三、实验题
17．（8分）做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。
（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1=_______mm，x2=_______mm；
（2）相邻亮纹的间距△x=_______mm；
（3）计算单色光的波长的公式=________（用L、d、x1、x2表示）
（4）代入数据计算单色光的波长=________m（结果保留两位有效数字）.
18．（8分）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率，画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：_________（写出一点即可）。
（2）小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时，以通过入射光线P1P2（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，P′和Q′分别为垂足，如图乙所示，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，则玻璃砖的折射率n=_________。
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示，其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相比_________填（“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
四、解答题
19．（10分）如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖。其中，边长为L。一束单色光从边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在面发生全反射，最后从边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。作出光路图并求出玻璃砖的折射率n。
20．（11分）一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm。人眼在筒侧壁上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点，求液体的折射率及光在此液体中的传播速度（已知光速为c）。
21．（12分）图示为某种材料制成的透明器件，其横截面由三角形和半圆形组成，，半圆的半径为R，圆心在O点，P点在上且。现有一光线沿纸面与面成角从Р点入射到面上，折射后恰好通过O点。已知光在真空中的速度大小为c，，求：
（1）透明材料的折射率n；
（2）光从Р点入射到第一次射出透明体的传播时间t。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．D
【详解】
光在介质中传播，周期和频率由光源决定，所以红光的周期及频率保持不变，根据速度
玻璃的折射率大于空气，所以速度减小，波长
所以波长变短。
故选D。
2．C
【详解】
光经过防弹玻璃，从另一界面射出时方向不变，发生偏折，根据题意可知入射角，设折射角为β，由折射定律
解得
光在防弹玻璃中的速度
光在防弹玻璃中的路程
则光在防弹玻璃中的传播时间
故选C。
3．C
【详解】
AB．由折射光路可知，a光的偏折程度较小，折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较大，AB错误；
C．根据可知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大，C正确；
D．在真空中各种光的传播速度均相同，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
AB．光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，光是从介质射入真空的，A错误，B正确；
CD．由折射定律可知，介质的折射率为
CD错误。
故选B。
5．A
【详解】
当偏振片的方向与偏振光的方向平行时，允许偏振光通过，当它们相互垂直时，偏振光不能通过。拍摄日落时水下景物时为了使照片清楚，则要过滤掉水面的反射光，所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，从而减弱反射光，使景物的像清晰。
故选A。
6．B
【详解】
A．根据图像可知
由于a光的折射率较小，则临界角较大，入射时大，a光的折射率较大，则临界角较小，入射时小，故无法确定先后，A错误；
B．由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，B正确；
C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，C错误；
D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误。
故选B。
7．C
【详解】
双缝干涉实验中明暗相间的条纹是等间距的，如果挡住一缝则变成单缝衍射，这时的条纹中央部分较宽，明暗相间的条纹间距不相等。
故选C。
8．A
【详解】
衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双方干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹；
单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小孔衍射，丁是小圆板，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600nm的橙色光，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400nm的紫色光时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时在P1处是暗条纹；故C正确，ABD错误；
故选C。
10．C
【详解】
薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．此操作利用了光的薄膜干涉原理，故A错误；
B．当条纹向右弯曲（Q），说明等高线右移，即现在B处的空气薄膜高度和左边点的空气薄膜高度相同，则B处向上凸起，故B正确；
C．两条相连的直线干涉条纹，说明此处的平面表面光滑，而标准板相对于待检查平面是倾斜的，则所对应的空气薄膜厚度有一定的差值，故C错误；
D．干涉条纹分别由M下表面的反射光线和N的上表面的反射光线干涉形成的，故D错误。
故选B。
12．B
【详解】
AB．由于截面是等腰三角形，从圆心向外，经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同，根据光的干涉原理，从装置的正上方向下观察，可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹，A错误，B正确；
C．若将红光换成白光，则看到明暗相间的彩色条纹，C错误；
D．由于红光的波长比紫光的长，若将红光换成紫光，则看到条纹间距减小，从而亮条纹数将增多，D错误；
故选B。
13．A
【详解】
如图所示，设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点，且在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示。
设液体的折射率为n，由折射定律有
nsini1=sin r1
nsini2=sin r2
由题意知
r1+r2=90°
联立①②③式得
由几何关系可知
联立得
n≈1.55
故选A。
14．AD
【详解】
A．a光经色散后偏折程度最大，说明a光折射率最大，频率最大，A正确；
B．a频率最大，波长最短，干涉条纹间距最小，B错误；
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的折射率依次减小，由
知三者传播速度依次增大，C错误；
D．折射率越大越容易发生全反射，b光恰能发生全反射，a光的折射率比b光大，由
知a临界角更大些，所以能发生全反射，D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．假设从B发射某束激光，恰好经过M点，然后经过界面后到达P点，其光路图如图所示
根据光路可逆性，从P竖直向上发射的激光恰好到达B点。根据几何知识可知，射向M点的光线的入射角γ等于，折射角等于，根据折射率
可知
A正确；
B．根据上图可知就等于M点到水平面距离，所以
B错误；
C．根据几何知识M点到水平面距离
C正确；
D．激光在等腰直角三角形的光速为
在半形玻璃砖的光速
时间之比为
D错误。
故选AC。
16．ABC
【详解】
A．由题图可知光线在D点的入射角为
折射角为
由折射率的定义得
解得
A正确；
B．光线在玻璃中的传播速度为
v＝c
由题图知
所以光线从B到D需用时
B正确；
CD．若增大∠ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45°，而临界角满足
即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；
E．要使出射光线平行于AB，则入射角必为30°，E错误。
故选ABC。
17． 2.190 7.868 1.420
【详解】
（1）螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加为2.190mm；
螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为7.868mm；
（2）[根据条纹图可知
（3）（4）根据干涉的条纹公式，可得
代入数据可得
18． ①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 1.5 偏小 不变
【详解
（1）①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可）；
（2）玻璃砖的折射率
（3）图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
题图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
19．；
【详解】
根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在面上的入射角，由于光在面恰好发生全反射，故临界角
玻璃砖的折射率
解得
20．，
【详解】
题中的“恰能看到”，表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的光线。由此可做出符合题意的光路图。在作图或分析计算时还可以由光路可逆性原理，认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点。根据题中的条件做出光路图如图所示
由图可知
折射率
再根据
得传播速度
21．（1）；（2）
【详解】
（1）设折射角为r，光路图如图所示
入射角
由折射定律有
在中，根据正弦定理有
其中
解得
（2）在中，根据正弦定理有
解得
光从P点入射到第一次射出透明体的传播时间
又
解得
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