（五年高考真题）2016届高考物理 专题十五 光学（全国通用）
考点一 光的折射和全反射
1．[2015·新课标全国Ⅱ，34(1)，5分](难度★★★)(多选)如图，一束光沿半径方 向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、 b两束光线．则( )
A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．在真空中，a光的波长小于b光的波长 C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失 E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间
距
大于b光的干涉条纹间距
解析 由题图可知,a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可以判断 出玻璃
砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；根据n＝可知，
cv在玻璃中,a光的
传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于 b光的频率,根据λ＝可知，
ν在真空中a光的波长小于b光的波长，故B正 变大，因为a光的折射率大，则折射
确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐
c光线a首先消失,故D正确；a光的波长小于b光
的波长，分别用a、b光在 同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条 纹间距，故E错误．
答案 ABD
棱
2．(2015·安徽理综，18，6分)(难度★★★)如图所示，一束单色光从空气入射到
镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′ 和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角 为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )
1
α＋θsin2
A.
αsin
2C.
sin θ
α＋θsin2
B.
θsin
2D.
sin αθ
sin （α－）2
α
sin（θ－）
2
解析 由题图可知,a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可以判断 出玻璃
砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；根据n＝可知，
cv在玻璃中,a光的
传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于 b光的频率,根据λ＝可知，
ν在真空中a光的波长小于b光的波长，故B正 变大，因为a光的折射率大，则折射
确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐
c光线a首先消失,故D正确；a光的波长小于b光
的波长，分别用a、b光在 同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条 纹间距，故E错误．
答案 A
两
3．(2015·福建理综，13，6分)(难度★★)如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为
束单色光a、b,波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为 na、nb，则( )
A．λa＜λb，na＞nb C．λa＜λb，na＜nb
B．λa＞λb，na＜nb D．λa＞λb，na＞nb
解析 由题图知，三棱镜对b光的折射率较大，所以na＜nb.又因为光的频率 越大，介
质对光的折射率就越大，故b光的频率大于a光的频率，又根据c ＝λν，所以b光的波长小于a光的波长，即λa＞λb，所以B正确，A、C、D
答案 B
人
2
错误．
4．(2015·天津理综,2，6分)(难度★★)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐
张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度 看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．右图是彩虹成因的 简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光( )
A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能
D．以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时，一定是a 光
解析 由题图可知，a光的折射率大于b光的折射率，即na＞nb，有fa＞fb， B错误，
c1C正确；由v＝知a光在玻璃中的传播速度小于b光，A错误；由 sin C＝知a光的全反
nn射临界角小于b光，D错误．
答案 C
5．(2015·四川理综，3，6分)(难度★★)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束 a、 b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图．a、b光相比( )
1
A．玻璃对a光的折射率较大 B．玻璃对a光的临界角较小 C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短
解析 由图可知，b折射程度较大，故玻璃对b的折射率较大，A错误；由 sin C＝知b的临界角较小,B错误；由v＝知，b在玻璃中的传播速度较小， C正确；由t＝
播时间较长，D错误．
ncnsv知,b在玻璃中传播距离大且传播速度小，故b在玻璃中的传
答案 C
6．(2014·北京理综，20，6分)(难度★★)以往，已知材料的折射率都为正值(n＞
3
0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n＜0)， 称
＝n，但
sin i为负折射率材料．位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足 sin r是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中 行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射
有一上下表面平
出．若该材料对此电磁波的
折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传 播路径的示意图是( )
解析 折射线与入射线应位于法线的同一侧，故选项A、D错误．因为材料 折射率
n＝－1,在电磁波由空气进入介质的入射点，sin α＝－sin (－β)，得 α＝β，则C项
错；故正确选项为B.
答案 B
7．[2014·重庆理综，11(1)，6分](难度★★★)打磨某剖面如图所示的宝石时，必 须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从 MN 边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光 到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确 的是( )
线第一次射到OP边并反射
A．若θ＞θ2，光线一定在OP边发生全反射 B．若θ＞θ2，光线会从OQ边射出 C．若θ＜θ1，光线会从OP边射出 D．若θ＜θ1，光线会在OP边发生全反射
解析 作出θ1＜θ＜θ2时的光路如图所示.由图中几何关系有i1＝90°－θ，
2θ＋90°－i1＋90°－i2＝180°,即i1＋i2＝2θ.则有i2＝3θ－90°.可见θ越大 时
i2越大、i1越大．要使光线在OP上发生全反射，应有i1≥C，即θ≤90°
C－C；要使光
线在OQ上发生全反射，应有i2≥C，即θ≥30°＋.可见在OP 边和OQ边都发生全反射时
3应满足θ1＜30°＋≤θ≤90°－C＜θ2.故当θ ＞θ2时一定有θ＞90°－C,光线一定不
3
4
C会在OP边上发生全反射,同时也一 定有θ＞30°＋，即光线若能射在OQ边上，一定会
3发生全反射，故A、B 皆错误．当θ＜θ1时，一定有θ＜90°－C，即光线一定在OP边发生全反射， C错误，D正确．
C
答案 D
砖，
8．(2014·福建理综，13，6分)(难度★★)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃
O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )
解析 光束沿玻璃砖半径射向O点，在界面处入射角大于临界角时，发生全 反射，小
于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A正确，C错误；当 光束由空气射向玻璃砖时，由发生全反射的条件可知B错误；在玻璃中的折
答案 A
射角应小于入射角，D错误．
9．(2014·四川理综，3，6分)(难度★★★)如图所示，口径较大、充满水的薄壁 圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球．则( )
A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
解析 设发光小球在P点,如图甲,当发光小球不在缸底中心O时，仍有光线 从侧面
发生全反射现象，
射出,所以A错误；光从水面射入空气时,当入射角大于临界角时，会
如图乙，只有在入射角θ小于临界角C的范围内光才能从 水面射出，B错误；光从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变，C错 误；光在水中的传播速度v＝，光在空气中的传播速度近似等于真空中的传
播速度c，所以D正确．
cn
5
答案 D
空
10．(2013·福建理综,14，6分)(难度★★)一束由红、紫两色光组成的复色光，从 气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分 色光的是( )
离成两束单
解析 本题考查光的折射，意在考查考生对折射率以及折射定律的理解．红 光和紫
光的折射率不同，红光的折射率较小,对比各选项中的图象可知选B.
答案 B
在
11．(2013·浙江理综,16，6分)(难度★★)与通常观察到的月全食不同，小虎同学
2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的.小虎画了月 全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )
A．地球上有人用红色激光照射月球 B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
解析 小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红的，这是由于太阳光中 的红光
经地球的大气层折射到月球而形成的，则C项正确，其他选项错误．
答案 C
12．(2013·天津理综,8，6分)(难度★★★★)(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面 如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖 右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点， 入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，
当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光
6
斑消失,继续增大θ角，当θ＝β时，光 屏NQ区域B光的光斑消失，则( )
A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 π
D．β＜θ＜时，光屏上只有1个光斑
2
解析 当θ较小时，屏上NQ区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射 程度不
同的结果，当θ＝α时NQ区域A光消失，说明A光发生了全反射，A 光发生全反射的1
临界角为α，同理，B光发生全反射的临界角为β，由于β>α， 由n＝可知，Bsin C光的折射率小，A项正确；由v＝可知，B光在半圆形 玻璃砖中传播速度较大，B项错误；α<θ<β时,NQ区域只有一个光斑，而由
于光的反射，在NP区域还有一个光斑，β<
cnπ
θ<时，两种单色光全部发生 全反射．在NQ区域没有光斑,在NP区域有一个由全反射形
2成的光斑，D项 正确．
答案 AD
13．[2015·江苏单科,12B(3)](难度★★)人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所 示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点．已知光 线的入射角为30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求该人造树脂材
料的折射率n.
解析 设折射角为γ，由折射定律n＝由几何关系知 sin γ＝
sin i，其中i＝30° sin γ
BP－OA22，且OP＝（BP－OA）＋AB OP449
(或n＝1.5) 14
7
代入数据解得n＝
答案
449
(或n＝1.5) 14
体，
14．[2015·山东理综，38(2)](难度★★★)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱
过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以 角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减 小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射．求A、B两点间 的距离．
解析 光路如图；
sin i0
当光线从A点射出时，设折射角为r，由光的折射定律可知：n＝，则A 点到左
sin rR1
端面的距离为x1＝；若在B点发生全反射时，则sin C＝，故B 点离左端面的距
tan rnn2－sin2i0
离x2＝Rtan C，联立解得A、B间的距离为Δx＝x2－x1＝ R(2－)
sin i0n－1
1
n2－sin2i0
答案 R(2－) sin i0n－1
1
横
15. [2015·海南单科，16(2)，8分](难度★★★)一半径为R的半圆柱形玻璃砖，
ππ
截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角γ(γ＜)．与玻璃砖的底平面成 ( －γ)角
32度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经 柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射 出的光．求底面透光部分的宽度．
出．若忽略经半圆柱内表面反射后射
解析 光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN 上时，根
据几何知识，入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反 射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角， 即在MN上发生全反射，不能射出，
8
光线①右侧的光线射到MN上的角小于 临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角θ1＝90°，折射角即为 γ，从MN上垂直射出．根据几何知识，底面透光部分的宽度OE＝Rsin γ
答案 Rsin γ
16．[2014·新课标全国Ⅱ，34(2)，10分](难度★★★)一厚度为h的大平板玻璃水 平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半 纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片 圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折
射率．
径为R的圆
恰好能完全遮挡住从
解析 如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到 玻璃上
表面的A′点折射，根据折射定律有
nsin θ＝sin α①
式中，n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角．
现假设A′恰好在纸片边缘．由题意，在A′点刚好发生全反射，故 πα＝②
2
设AA′线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有 sin θ＝
LL2＋h2
③
由题意，纸片的半径应为
R＝L＋r④
联立以上各式得
n＝1＋（
hR－r）⑤
2
9
答案 1＋（
hR－r）
截
2
17．[2014·新课标全国Ⅰ，34(2)，9分](难度★★★)一个半圆柱形玻璃砖，其横
面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的 折射率为n＝2.
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表 面射出，
则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
(2)一细束光线在O点左侧与O相距
3
R处垂直于AB从下方入射，求此光 2
线从玻
璃砖射出点的位置．
解析 (1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射 角恰好
等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能 从玻璃砖射出，如图．
1
由全反射条件有sin θ＝①
n由几何关系有OE＝Rsin θ②
由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l＝2OE③ 联立①②③式，代入已知数据得l＝2R④ (2)设光线在距O点
3
R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关 系及①2
式和已知条件得
α＝60°＞θ⑤
光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图．
由反射定律和几何关系得
OG＝OC＝
3
R⑥ 2
10
射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出． 答案 (1)2R (2)见解析
18．[2014·山东理综，38(2)](难度★★★)如图，三角形ABC为某透明介质的横 截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射， 第一次到达AB边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的 折射率为2.求：
(1)入射角i；
(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用 到：sin
6＋2
或tan 15°＝(2－3)． 4
75°＝
解析 (1)根据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C， 由折射
定律得
1sin C＝①
n代入数据得C＝45°②
设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得
r＝30°③
由折射定律得
n＝sin i④ sin r联立③④式，代入数据得
i＝45°⑤
(2)在△OPB中，根据正弦定理得 ＝⑥
sin 75°sin 45°
11
OPL
设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得
OP＝v-t⑦ cv＝⑧ n联立⑥⑦⑧式，代入数据得
t＝6＋2
L⑨ 2c6＋2
L 2c现
答案 (1)45° (2)
19．[2014·江苏单科，12B(3)](难度★★★)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈 出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电 鳞片结构的示意图见题图．一束光以入射角i从a点入射，经过
子显微镜下
折射和反射后从b点
出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气 层厚度为h.取光在空气中的速度为
c，求光从a到b所需的时间t.
解析 设光在鳞片中的折射角为r，折射定律sin i＝nsin r 在鳞片中传播的路程l1＝
2nd2
2dcl1
，传播速度v＝，传播时间t1＝，解得t1＝cos rnvcn－sin i22
2h ccos i同理，在空气中的传播时间t2＝则t＝t1＋t2＝
2nd2
2h
cn2－sin2 iccos i22nd2h答案 ＋ 22
ccos icn－sin i＋20．[2013·江苏，12B(3)，4分](难度★★)右图为单反照相机取景器的示意图， ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC.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)
12
解析 由题意知，光线经界面CD和EA两次反射后传播方向改变了90°，
光线在
两界面上反射时，反射角与入射角的和都为45°，则对应的入射角α ＝22.5°
则折射率最小值n＝答案
1
sin 22.5°
状
1
sin 22.5°
21．[2012·新课标全国卷，34(2)，9分](难度★★★★)一玻璃立方体中心有一点 光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只 射不能透出立方体．已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与 最小值．
经过一次折
立方体表面积之比的
解析 光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，则表示光线第一次 到达表
膜．
面时需要发生反射，则全反射区域不需要镀膜，非全反射区域需要镀
考虑从玻璃立方体中心O点发出一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面 发生折
射，由折射定律可知
nsin θ＝sin α①
式中，n为折射率，θ为入射角，α为折射角．
现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点． π
由题意，在A点恰好发生全反射，故αA＝②
2
如图所示，设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有 sin θA＝
RAa2
③
2
R2A＋（）
式中a为玻璃立方体的边长．
由①②③式，并代入数据得RA＝＝④ 22n－12
由题意，上表面所镀面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆，所求的镀
膜面积
aa
13
S′与玻璃立方体的表面积S之比为
S′6πR2A＝2⑤ S6a由④⑤两式得答案
π
4
S′π＝ S4
考点二 光的干涉、衍射和偏振
1．[2015·重庆理综，11(1)，6分](难度★★)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一 次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照
射到透明玻
璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带， 光路如图所示．M、N、P、Q点的颜色分别为( )
A．紫、红、红、紫 C．红、紫、紫、红
B．红、紫、红、紫 D．紫、红、紫、红
解析 玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射 定律可
知M点为紫色、N点为红色，P点为红色，Q点为紫色，故A项正确．
答案 A
2．(2014·天津理综，8，6分)(难度★★★)(多选)一束由两种频率不同的单色光组 成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示， 则a、b两束光( )
A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长 B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小 C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小
D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动
14
能大
解析 由图知na＞nb，则由n＝知va＜vb，故由t＝知ta＞tb，A正确；由 sin
cvdvC＝知Ca＜Cb，故B正确；因对同种介质频率越大、波长越短时折射率 越大，故λnLd方程Ekm＝hν－W＝
1
a＜λb，结合双缝干涉条纹宽度Δx＝λ可知C错误；由光电效应
ch－W可知，同一金属W相同时，a光频率高，用a光
λ
能大，D错误．
答案 AB
照射时逸出的光电子最大初动
3．(2014·大纲全国，17，6分)(难度★★)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长 589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹 中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为( )
A．2.06×10 m B．2.06×10 m C．1.68×10 m
－4－7
－4
为
D．1.68×10 m
10 m，
－4
－3
－9
ll1.00×589×10
解析 由Δx＝λ可得双缝间距d＝·λ＝m＝1.68× －2
dΔx0.350×10
选项C正确．
答案 C
4. [2014·江苏单科，12B(1)](难度★★)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏 上观察到题(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题 所示．他改变的实验条件可能是( )
(乙)
图
A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
解析 由(甲)和(乙)两图可知改变条件以后条纹变宽，由Δx＝λ可知，只有
ldB
正确．
15
答案 B
的
5．(2014·浙江理综，18，6分)(难度★★★)(多选)关于下列光学现象，说法正确 是( )
A．水中蓝光的传播速度比红光快 B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹 间距更宽
解析 因为频率f蓝>f红，则n蓝>n红，又因为在水中v＝，得到v蓝 cn线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，则B错；在岸 边看水中物体时比实际深度浅，则C项正确；Δx＝λ，λ间距更宽，D项正确． 答案 CD Ld红 ＞λ 蓝 ，同一装 置L/d相同，所以用红光时条纹 6．(2012·天津理综，6，6分)(难度★★★)(多选)半圆形玻璃砖横截面如图，AB 为直径， O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点 到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的 情况如图所示，则a、b两束光( ) A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大 C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能 D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大 解析 根据题意，a、b两束光在半圆形玻璃界面以相同入射角入射时b光发 生了全 1 反射而a光没有发生全反射，根据sin C＝可知b光折射率大，根据 n折射率定义式nsin ic＝可知选项B错误；又根据n＝可知b光在同一均匀介 质中传播速度小于a光，选sin rv项A正确；b光折射率大，其频率也大，则a光 若能使某种金属发生光电效应，b光也一定能使该金属发生光电效应，选项 C正确；a光频率低则波长长，根据Δx＝λ可知a光 Ld 16 双缝干涉条纹间距大， 答案 ACD 选项D正确． 7．[2012·江苏单科，12B(1)]如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和 Q， A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的 强度变化情况是( ) A．A、B均不变 B．A、B均有变化 D．A有变化，B不变 C．A不变，B有变化 解析 白炽灯光属于非偏振光，通过偏振片P后的自然光变成了偏振光，当 P转动 时，通过偏振片P后光强不变，选项B、D错误；同时，P的偏振方 向发生变化，使B处光强发生变化，选项A错误，C正确． 答案 C 8．(2012·全国理综，16)(难度★★★)(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作 为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( ) 黄 A．改用红光作为入射光 C．增大双缝到屏的距离 B．改用蓝光作为入射光 D．增大双缝之间的距离 红 解析 根据条纹间距Δx＝·λ可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ， λ，选项A正确；λ 黄 ld>λ >λ 蓝 ，选项B错误；增大到屏的距离l，Δx增 大，选项C正确；增大 双缝间距d，Δx减小，选项D错误． 答案 AC 缝 9．(2011天津理综，6，6分)(难度★★★)(多选)甲、乙两单色光分别通过同一双 干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx，若 Δx甲＞Δx乙，则下列说法正确的是( ) A．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生 B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 17 解析 Δx＝λ，Δx甲＞Δx乙，故λ Ld甲 ＞λ 乙 ，故B正确；光都具有偏振现象， 故 A错误；由c＝λf可知f甲＜f乙，故甲光的光子能量小于乙光的光子能量， 故C错误；在同一均匀介质中，波长大的光传播速度大，故D项正确． 答案 BD 6 10．[2015·江苏单科，12B(2)](难度★★)用2×10 Hz的超声波检查胆结石，该 超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s和1 500 m/s，则该超声波在 结石中的波长是胆汁中的________倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的 ________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射． 波长较短，遇到结石时 vλ1v1 解析 根据λ＝，在传播过程中，频率保持不变，所以＝＝1.5；根据 波长越 fλ2v2 长越容易发生衍射，所以超声波遇到结石时，不容易发生衍射． 答案 1.5 不容易 考点三 实验：测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长 1．[2015·北京理综，21(1)](难度★★) “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸 上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示．在 玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后 在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时，应 使________(选填选项前的字母)． 图1 A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 C．P3同时挡住P1、P2的像 解析 在插上大头针P3时，应使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4时， 应使P4挡住 P3，同时挡住P1、P2的像．所以选项C正确． 答案 C 绿 2．[2015·新课标全国Ⅰ，34(1)](难度★★★)在双缝干涉实验中，分别用红色和 色的激光照射同一双缝．在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与 绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1____Δx2(填“＞”、“＝”或“＜”)．若 实验中红光的波长为630 18 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第 则双缝之间的距离为________ mm. 6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm， 解析 双缝干涉条纹间距Δx＝λ，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹 间距较 ld10.5 mml－3 大，即Δx1＞Δx2.相邻条纹间距Δx＝＝2.1 mm＝2.1×10 m， 根据Δx＝λ可 5dlλ 得d＝＝0.3 mm. Δx 答案 0.3 mm 3．[2012·江苏物理，12B(2)](难度★★★)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃 砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插 入第四个大头针 D时，要使它____________．图是在白纸上留下的实验痕迹， 其中直线a、a′是描在纸 上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率 n＝________．(计算结果保留两位有效数字) 解析 大头针A、B确定的是入射光线的方位,大头针C、D确定的是与之对 应的出 射光线的方位．故达到目的时四个针位于同一光路上，D能挡住C及 A、B的像．如图所示，连接AB、CD并延长分别与a、a′相交于E、F两点， 再连接EF即可得到与入射光线AB对应的折射光线,过E点作a的垂线，则 AB、EF与垂线间的夹角即为入射角及对应的折射角． sin i解法1：用量角器测出入射角i及折射角r，查正弦表,由n＝可得折射率． sin r解法2：以E点为圆心，适当长度为半径作圆,设圆与AB、EF相交于G、H， 过G、H作法线的垂线GI与HJ，用刻度尺测出GI与HJ的长度，则n＝. GIHJ 19 答案 挡住C及A、B的像 1.8(1.6～1.9都算对) 4．[2012·福建理综，19(1)，6分](难度★★★)在“用双缝干涉测光的波长”实验 中(实验装置如下图)： ①下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母) ．．．．．． A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 齐 C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两 亮纹间距Δx＝a/(n－1) ②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为________mm. 条 B．测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心 对 解析 ①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是 否沿遮光筒的轴线传播,故A错误.因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹 中心之间的距离，故B正确．微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差， 故C正确．答案为A. ②手轮上固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为47.0×0.01 mm，故测量 结果为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm. 答案 ①A ②1.970 20