《光》课堂限时训练一
1．以下自然（生活）现象或实验与“光是一种波”的观点不相符的是（ ）
A．用标准平面检查光学平面的平整程度
B．白光照射水面油膜呈现彩色图样
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹
D．柏油马路和湖面上反射的耀眼的眩光，它会使人的视觉疲劳。戴上一种由偏振片制成的太阳镜，可解决眩光问题
2．以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（ ）
A．由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大
B．图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大
C．图丙中，若将薄片向左移动，条纹间距将变小
D．图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变
3．（多选）光刻机是生产芯片的核心设备。浸没式光刻技术是在传统的光刻技术中(其镜头与光刻胶之间的介质是空气)将空气介质换成液体，利用光通过液体介质波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后，该曝光光波（ ）
A．在液体中的传播频率变为原来的1.44倍
B．在液体中的传播速度变为原来的1.44倍
C．在液体中的曝光波长约为134nm
D．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.44倍
4．每年夏季，我国多地会出现如图甲所示的日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率较大
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光小
C．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
D．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大
5．“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。某同学观看太空水球光学实验后，想研究光在水球中的传播情况，于是找到一块横截面如图所示的半圆柱形玻璃砖模拟光的传播，半圆的半径为R，O为圆心。入射光线以的方向射入玻璃砖，入射点Q到圆心O的距离为，光线恰好从玻璃砖圆弧的中点E射出。
（ⅰ）求玻璃砖的折射率；
（ⅱ）现使光线向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出。（不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光）
1．C
【详解】AB．用标准平面检查光学平面的平整程度及白光照射水面油膜呈现彩色图样，均属于薄膜干涉，是光的干涉现象，能够说明光是一种波，故AB正确，不符合题意；
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是光的色散现象，不能够说明光是一种波，故C错误，符合题意；
D．偏振片制成的太阳镜，可解决眩光问题，利用了光的偏振，光能够发生偏振，说明光是一种横波，能够说明光是一种波，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】A．由图可知，当驱动力频率小于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大；当驱动力频率大于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越小，振动幅度越小，故A错误；
B．根据条纹间距与波长的关系
若将单色光由蓝色光改为绿色光，波长变长，两相邻亮条纹间距离将变大，故B正确；
C．若将薄片向左移动，即减小空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会变大，故C错误；
D．当M固定不动，缓慢转动N时，从图示位置开始转动90°的过程中，光屏P上的光亮度逐渐变暗，则M、N的振动方向垂直时光屏P上的光亮度最暗，故D错误。
故选B。
3．CD
【详解】A．频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故A错误；
B．光在液体中的传播速度为，解得传播速度约为原来的0.7倍，故B错误；
C．加上液体时光刻胶的曝光波长为，不加液体时，有，联立代入数据可得在液体中的曝光波长约为134nm，故C正确；
D．由以上分析可知，在液体中曝光光波的传播速度变为原来的0.7，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的1.44倍，故D正确。
故选CD。
4．B
【详解】A．由光路可知，a光的偏折程度较小，则折射率较小，则频率较小，选项A错误；
B．在冰晶中，根据
可知，b光的折射率较大，则传播速度比a光小，选项B正确；
C．根据
可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，选项C错误；
D．根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的波长小，则相邻亮条纹间距小，选项D错误。
故选B。
5．（ⅰ）；（ⅱ）
【详解】（ⅰ）光线入射到玻璃砖表面，入射角，设对应折射光线的折射角为，如图所示
由几何关系得
即得
根据折射定律有
即得
（ⅱ）若使光线向左平移距离，折射光线，到达圆弧面的入射角恰好等于临界角，则
在应用正弦定理有
联立解得《光》课堂限时训练三
1．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的干涉产生的
D．图4示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的镜面反射引起的
2．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A．速度相同，波长相同 B．速度不同，波长相同
C．速度相同，频率相同 D．速度不同，频率相同
3.如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ）
A． B． C． D．
4．如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（ ）
A．在边的折射角为 B．在边的入射角为
C．不能从边射出 D．不能从边射出
5．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（ ）
A．玻璃砖的折射率为1.5 B．之间的距离为
C．光在玻璃砖内的传播速度为 D．光从玻璃到空气的临界角为30°
6．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角和折射角，做出图像如图乙所示。则（ ）
A．光由A经O到B，
B．光由B经O到A，
C．光由A经O到B，
D．光由B经O到A，
7.如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形，，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。
1．A
【详解】A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，故A正确；
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的薄膜干涉产生的，故B错误；
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C错误；
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小．
A．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项A错误；
B．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项B错误；
C．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项C错误；
D．速度不同，频率相同，与结论相符，选项D正确；
故选D．
3.【答案】C
【解析】设光线在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律
光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中
光线在AB两点发生全反射，有全反射定律
即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知
故选C。
4.【答案】C
【解析】A．光线从O点入射，设折射角为，由折射定律有
解得
即该束单色光在边的折射角为，故A错误；
B．设边长，则，作出光路图如图所示。
由几何关系可知光在边的入射角为，故B错误；
C．设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C，有
即，而光在MN边的入射角大于，所以光在MN边发生全反射，不能从边射出，故C正确；
D．根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点时的入射角为30°，小于全反射临界角，所以光在B点折射出玻璃砖，故D错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】AB．作出两种情况下的光路图，如图所示
设，在A处发生全反射故有
由于出射光平行可知，在B处射出，故
由于
联立可得，，故AB错误；
C．由
可得，故C正确；
D．由于
所以临界角不为30°，故D错误。
故选C。
6.【答案】B
【解析】由图线可知
解得
因是入射角，是折射角，且折射角大于入射角，故光由B经O到A。
故选B。
7.【答案】
【解析】由题意可知做出光路图如图所示
光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为，根据
有
则折射角为30°；，因为，所以光在BC面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知，即为等腰三角形，则
又因为与相似，故有
由题知
联立可得
所以M到A点的距离为《光》课堂限时训练二
1．下列关于光的说法合理的是（ ）
A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
B．图乙是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
C．图丙中的M、N是偏振片，Р是光屏。当M固定不动、N缓慢转动时，光屏Р上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波
D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、（、到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹中心
2．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖为长方体，某同学在纸上画出的界面、与玻璃砖实际位置的关系如图所示。光与成夹角从上表面射入玻璃砖，从下表面射出，该同学其他实验操作均正确，且均以、为界面画光路图，下列说法正确的是（ ）
A．该同学测得的折射率与真实值相比偏小
B．该同学测得的折射率与真实值相比不变
C．若增大，在另一侧可能观察不到出射光线
D．若玻璃砖在纸面内转过了一个较小的角度，入射光线与出射光线可能不平行
3．在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示：
（1）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有 。
A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量
B．《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量
C．《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，如图所示，测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长 。
（3）下列关于实验过程中的若干现象的表述正确的有 。
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B．将光源向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．实验装置中，器材B的作用是使射向单缝的光更集中
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
4．半径为的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，点为圆心，与直径垂直的足够大的光屏紧靠住玻璃砖的左侧，与垂直。一细光束沿半径方向与成角射向点，光屏区域出现两个光斑，两光斑间的距离为，真空中的光速为，求：
（1）此玻璃的折射率；
（2）改变角度的大小直到光屏上恰好只剩下一个光斑，计算此种情况下光从射入玻璃砖至传播到光屏所用的时间。
1．D
【详解】A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，利用的是光在内芯中发生全反射，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误；
B．图乙是“牛顿环”，一种薄膜干涉现象，故B错误；
C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光度将明、暗交替变化，即偏振现象，只有横波才有偏振现象，表明光波是横波，故C错误；
D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若P1到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，说明P1点是振动加强的点，则P1处是亮纹，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】AB．如图所示
该同学作出的折射光线为图中虚线，实际折射光线为图中实线，由此可知折射角的测量值大于真实值，根据折射定律可知折射率的测量值与真实值相比偏小，故B错误，A正确；
C．若增大θ，入射角减小，折射后从玻璃射入空气的入射角一定小于临界角，故一定能折射出玻璃，且入射角减小，平移距离减小，一定能在另一侧能观察到出射光线，故C错误；
D．若玻璃砖在纸面内转过了一个较小的角度，由光路可逆可知，入射光线与出射光线仍平行，故D错误。
故选A。
3． B AC/CA
【详解】（1）[1]先测量n个条纹的间距再求出，采用的是放大测量取平均值。
A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；
B．《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故B正确；
C．《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量，属于多次测量取平均值，故C错误。
故选B。
（2）[2] 第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则相邻亮条纹间距为
结合
可得
（3）[3]A．由知，将滤光片由蓝色的换成红色的，光的波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确；
B．将光源向双缝移动一小段距离后，不影响L与d，故干涉条纹间距不变，故B错误；
C．器材B为凸透镜，具有汇聚光线的作用，使光线更集中，故C正确；
D．去掉滤光片后，得到的是白光的干涉条纹，即彩色干涉条纹，故D错误。
故选AC。
4．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，由折射定律和反射定律画出光路图，如图所示
由几何关系有
又有
可得
则有
解得
则此玻璃的折射率
（2）根据题意可知，由于改变角度的大小直到光屏上恰好只剩下一个光斑，此时发生全反射，则有
解得
又有可得，光在玻璃砖内的传播速度为
则光在玻璃砖内的传播时间为
由几何关系可得，光从玻璃砖内射出后到光屏的距离为
则从玻璃砖内射出后到光屏的传播时间为
则光从射入玻璃砖至传播到光屏所用的时间
