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章末檢測(cè)試卷(四)
(滿分：100分)
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1．(2023·瀘州市高二月考)下面列舉的關(guān)于光的現(xiàn)象中，說(shuō)法正確的是(　　)
A．在水面的油膜上常常看到彩色條紋是因?yàn)楣獾纳?br/>B．光學(xué)儀器鏡頭上的增透膜利用了光的干涉
C．雨后出現(xiàn)彩虹是因?yàn)楣獾母缮?br/>D．水中升起的氣泡看起來(lái)特別亮是因?yàn)楣庥蓺馀葸M(jìn)入海水時(shí)發(fā)生了全反射
2. (2023·大慶市高二期中)兩束不同頻率的單色平行光束a、b從空氣射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(α>β)，下列結(jié)論中正確的是(　　)
A．水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率小
B．在水中的傳播速度，光束a比光束b小
C．若增大光束a的入射角，則可能發(fā)生全反射
D．若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角比光束a的臨界角大
3. (2023·邯鄲市高二期末)如圖所示，真空中折射率為的某種透明介質(zhì)的截面是直角三角形abc，be垂直ac于e，α＝60°。一束單色光從ac邊上ce之間的d點(diǎn)垂直射入透明介質(zhì)，則該束單色光第一次射出透明介質(zhì)時(shí)的出射角為(　　)
A．30° B．45° C．60° D．75°
4. (2024·重慶沙坪壩區(qū)高二期末)如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理圖，單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)位于雙縫S1和S2的中垂線上，入射光波長(zhǎng)為600 nm，實(shí)驗(yàn)屏上P0和P處為兩條相鄰的亮條紋。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．雙縫S1和S2到P點(diǎn)的距離差為300 nm
B．增加雙縫和屏之間的距離，條紋間距將隨之減小
C．若換成波長(zhǎng)為400 nm的入射光，則P點(diǎn)處將形成暗條紋
D．遮住S1，則屏上不能形成明暗相間的條紋
5．a(chǎn)、b兩種單色光用同一雙縫干涉裝置在空氣中實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖樣分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．在水中，單色光a比單色光b傳播速度大
B．從水中斜射進(jìn)入空氣，單色光a比單色光b全反射臨界角大
C．將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，得到的干涉圖樣條紋間距變大
D．將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)小雙縫間距，可使干涉圖樣條紋間距不變
6. (2023·濟(jì)南市期中)在一塊平板玻璃上放置一如圖所示的薄透鏡，在兩者之間形成空氣膜，現(xiàn)讓單色光豎直射向薄透鏡，在薄透鏡上方向下觀察，觀察到的現(xiàn)象是(　　)
A．只能看到同顏色的平行反射光
B．平行、等間距的明暗相間的直干涉條紋
C．同心、內(nèi)密外疏的明暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋
D．若薄透鏡的高度h不變僅增大半徑R，則相鄰條紋的間距變大
7．(2023·常州市高二期中)在水面下方一定深度放有一單色點(diǎn)光源，從水面上方觀察發(fā)現(xiàn)，能看到單色光的圓形區(qū)域的直徑為d1；現(xiàn)用某種透明的液體替換水，其他條件不變，在液面上方觀察，能看到單色光的圓形區(qū)域的直徑為d2，若水與該種液體對(duì)光源所發(fā)出的單色光的折射率分別為n1和n2，則d12與d22的比值為(　　)
A. B.
C. D.
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8．(2024·成都市高二期中)霓是大氣中有時(shí)和虹一起出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象，也叫“副虹”。它的形成原理與彩虹大致相同，太陽(yáng)光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是經(jīng)過(guò)水珠的兩次折射和兩次反射形成的，其成因的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則a、b兩光相比較(　　)
A．b光的頻率更低
B．在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更快
C．分別照射同一狹縫，a光通過(guò)狹縫時(shí)的衍射現(xiàn)象更明顯
D．從水中射入空氣時(shí)，b光發(fā)生全反射的臨界角更大
9. (2023·湖南卷)一位潛水愛(ài)好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．水的折射率為
B．水的折射率為
C．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°
D．當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°
10．(2023·臺(tái)州市高二期末)真空中半徑為R的半圓柱體玻璃磚的截面圖如圖所示，固定放置一塊平行于半圓柱體底面的平面鏡。一束單色光從玻璃磚底面上的P點(diǎn)垂直射入玻璃磚，從玻璃磚側(cè)面上的Q點(diǎn)射出，經(jīng)平面鏡反射后從玻璃磚側(cè)面再次進(jìn)入玻璃磚，從M點(diǎn)垂直玻璃磚底面射出。已知O、P間的距離為，平面鏡與玻璃磚底面間的距離為R，真空中的光速為c。則(　　)
A．玻璃磚的折射率為
B．光從Q點(diǎn)折射進(jìn)入空氣時(shí)與法線的夾角為60°
C．光從P點(diǎn)傳播到M點(diǎn)的時(shí)間為t＝
D．僅改變?nèi)肷潼c(diǎn)P的位置，光在玻璃磚內(nèi)側(cè)面不可能發(fā)生全反射
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11．(8分)在完成“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)。
(1)(2分)實(shí)驗(yàn)需測(cè)定的相鄰條紋間距Δx指的是圖中的________。
(2)(6分)實(shí)驗(yàn)中，目鏡中心刻度線對(duì)齊第n條亮條紋中心和第條亮條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖甲和圖乙所示，圖甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_(kāi)_______ mm。已知雙縫間距d＝0.4 mm，雙縫到屏的距離l＝1.0 m，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______ nm。
12．(8分)在用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫(huà)出經(jīng)過(guò)P1、P2點(diǎn)的入射光線。
(1)(4分)在圖甲中畫(huà)出該入射光線的兩次折射光線。
(2)測(cè)量AB分界面上的入射角i和折射角r。
(3)(2分)為了保證在弧面CD處有出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB處的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填“小一些”“大一些”或“無(wú)所謂”)。
(4)(2分)多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫(huà)出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n＝________。
13．(10分)如圖所示是我國(guó)航天員在“天宮”空間站進(jìn)行的水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)，在水球中心注入空氣，形成球形氣泡，兩球面球心均在O點(diǎn)。讓一束單色光從外球面上A點(diǎn)與AO連線成53°角射入水球中，光束經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面B點(diǎn)相切。已知?dú)馀輧?nèi)球面半徑R1＝3a，外球面半徑R2＝5a，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：
(1)(4分)水的折射率；
(2)(6分)改變?nèi)肷浣牵審腁點(diǎn)進(jìn)入水球的折射光線剛好在內(nèi)球面發(fā)生全反射，此時(shí)在A點(diǎn)入射角為多少。
14．(12分)(2023·甘肅慶陽(yáng)市高二期末)如圖所示，AB為豎直放置的平面鏡，一束光線與鏡面成30°角射到平面鏡上，反射后在與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P。現(xiàn)在將一塊玻璃磚(虛線所示)貼在平面鏡上，則進(jìn)入玻璃磚的光線經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)牟ＡТu左表面射出，打在光屏的P′點(diǎn)，P′在P的正下方3.0 cm的位置。已知光在真空中的傳播速度為3.0×108 m/s，玻璃磚對(duì)光的折射率為，求：
(1)(5分)玻璃磚的厚度d；
(2)(7分)光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t。
15．(16分)(2023·成都市高二期中)如圖所示，ABDO為某玻璃材料的截面，ABO部分為直角三角形棱鏡，∠A＝30°，OBD部分是半徑為R的四分之一圓柱狀玻璃，O點(diǎn)為圓心。一束單色光從P點(diǎn)與AB成30°角斜射入玻璃材料，剛好垂直O(jiān)A邊射出，射出點(diǎn)離O點(diǎn)R。現(xiàn)將光束繞P點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平方向，觀察到BD面上有光線從Q點(diǎn)射出，Q點(diǎn)未畫(huà)出。求：
(1)(7分)玻璃材料的折射率n；
(2)(9分)光束從Q點(diǎn)射出的方向與OQ連線夾角的正弦值。
章末檢測(cè)試卷(四)
1．B　[在水面的油膜上常常看到彩色條紋是因?yàn)楣獾母缮妫蔄錯(cuò)誤；光學(xué)儀器鏡頭上的增透膜利用了光的干涉，故B正確；雨后出現(xiàn)彩虹是因?yàn)楣獾恼凵洌蔆錯(cuò)誤；氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生全反射的緣故，故D錯(cuò)誤。]
2．A　[根據(jù)已知條件，可知兩束光入射角相等，折射角滿足α>β，根據(jù)折射定律n＝，可知b光束的折射率較大，A正確；
根據(jù)v＝，因b光的折射率較大，所以b光在水中的傳播速率較小，B錯(cuò)誤；
發(fā)生全反射的條件必須滿足光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，則光從空氣射入水中不可能發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤；
根據(jù)臨界角公式sin C＝，因b光的折射率較大，則光束b的臨界角比光束a的臨界角小，D錯(cuò)誤。]
3．B　[由nsin C＝1，可得單色光在該透明介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角為45°，由幾何關(guān)系知，在bc邊入射時(shí)的入射角為60°>45°，發(fā)生了全反射，在ab邊入射時(shí)的入射角為30°，有n＝，解得θ＝45°，故選B。 ]
4．C　[由題可知，來(lái)自雙縫的光傳播到P點(diǎn)處的光程差為λ，即雙縫S1和S2到P點(diǎn)的距離差為600 nm，A錯(cuò)誤；根據(jù)條紋間距Δx＝λ可知，增加雙縫和屏之間距離，條紋間距將隨之增大，B錯(cuò)誤；若換成波長(zhǎng)為400 nm的入射光，來(lái)自雙縫的光傳播到P點(diǎn)處的光程差為1.5λ，故P點(diǎn)處將形成暗條紋，C正確；遮住S1，光通過(guò)S2發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上能形成明暗相間的條紋，D錯(cuò)誤。]
5．D　[由題圖甲和乙可知，單色光a干涉條紋間距小，由Δx＝λ可知，單色光a的波長(zhǎng)短，因此單色光a的頻率高，則在水中單色光a的折射率大于單色光b的折射率，即na>nb，水對(duì)單色光a的折射率大，由v＝可知，在水中，單色光a比單色光b傳播速度小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由sin C＝可知，從水中斜射進(jìn)入空氣，單色光a比單色光b全反射臨界角小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于光從空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變短，由Δx＝λ可知，將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，得到的干涉圖樣條紋間距變小，適當(dāng)調(diào)小雙縫間距d，可使干涉圖樣條紋間距不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]
6．D　[設(shè)形成空氣膜的傾角為θ，相鄰亮條紋的間距為d，根據(jù)幾何關(guān)系可知d＝＝，由于傾角θ保持不變，則觀察到的現(xiàn)象是：同心、等間距的明暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋，故A、B、C錯(cuò)誤；若薄透鏡的高度h不變僅增大半徑R，則形成空氣膜的傾角θ減小，根據(jù)d＝可知相鄰條紋的間距變大，故D正確。]
7．D　[如圖，設(shè)光在液面發(fā)生全反射的臨界角為C，透光面半徑r，點(diǎn)光源所在處深度H，根據(jù)全反射臨界角公式可得sin C＝
則tan C＝＝
根據(jù)幾何關(guān)系可得r＝Htan C
解得r＝
由題意，圓形區(qū)域的直徑分別為d1、d2，可得＝，故選D。]
8．AD　[由題圖可知，在第一次折射時(shí)，a、b兩光的入射角相同，b光的折射角明顯大于a光的折射角，由折射率公式n＝，可知b光折射率小，頻率也小，故A正確；在相同介質(zhì)中傳播時(shí)，由v＝可知，由于b光折射率小于a光折射率，所以在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更慢，故B錯(cuò)誤；分別照射同一狹縫，由產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，a、b光相比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯，因?yàn)閎光的頻率小，波長(zhǎng)大，所以b光的衍射現(xiàn)象更明顯，故C錯(cuò)誤；從水中射入空氣，滿足從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)的條件，由臨界角公式sin C＝可知，由于b光折射率小于a光折射率，可知b光臨界角更大，故D正確。]
9．BC　[他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說(shuō)明α＝41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，則sin 49°＝，則n＝，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i1＝30°，則根據(jù)折射定律有折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確，D錯(cuò)誤。]
10．BC　[光路圖如圖所示，
結(jié)合幾何關(guān)系有sin α＝，γ＝β－α，＝，玻璃磚的折射率n＝，聯(lián)立解得β＝60°，n＝，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)光在玻璃磚中的傳播時(shí)間為t1，在真空中的傳播時(shí)間為t2，則有t1＝，t2＝，n＝，光從P點(diǎn)傳播到M點(diǎn)的時(shí)間為t＝t1＋t2＝，故C正確；根據(jù)sin C＝＝，根據(jù)幾何關(guān)系有sin C＝，解得OP＝R，所以當(dāng)OP>R時(shí)，光在玻璃磚內(nèi)側(cè)面能發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。]
11．(1)C　(2)8.70　630
解析　(1)實(shí)驗(yàn)需測(cè)定的相鄰條紋間距Δx指的是相鄰亮條紋中心間的距離，即圖中的C。
(2)題圖甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
8 mm＋35×0.02 mm＝8.70 mm
題圖乙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
24 mm＋23×0.02 mm＝24.46 mm
相鄰條紋的間距為
Δx＝ mm＝1.576 mm
根據(jù)公式Δx＝λ
解得λ≈630 nm。
12．(1)見(jiàn)解析圖　(3)小一些　(4)1.5
解析　(1)如圖所示
(3)為了保證能在弧面CD上有出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會(huì)使光線在CD面上發(fā)生全反射。
(4)圖像的斜率k＝＝n，由題圖乙可知斜率為1.5，即該玻璃的折射率為1.5。
13．(1)　(2)37°
解析　(1)折射角正弦sin r＝＝0.6，折射率n＝＝＝
(2)設(shè)在A點(diǎn)的入射角為i′時(shí)，光束折射到內(nèi)球面上恰好發(fā)生全反射，則：
sin C＝＝，在△AOC中，＝，n＝，
解得i′＝37°
14．(1) cm　(2)×10－10 s
解析　(1)光路圖如圖所示
由n＝
解得θ2＝30°
由題意及光路圖得Δs＝PP′＝EF＝AF－AE＝2dtan θ1－2dtan θ2
代入數(shù)值解得d＝ cm
(2)根據(jù)光在玻璃磚里傳播速度與折射率的關(guān)系＝n，而光在玻璃磚里的路程為s＝2·
所以光在玻璃磚里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝
解得t＝×10－10 s。
15．(1)　(2)
解析　(1)如圖所示
光線從AB界面的P點(diǎn)進(jìn)入玻璃棱鏡，根據(jù)幾何關(guān)系，可得入射角θ1＝90°－30°＝60°，由于法線OP與AB垂直，所以折射角θ2＝30°，根據(jù)＝n，得折射率n＝。
(2)如圖所示
當(dāng)光線轉(zhuǎn)至水平方向入射，入射角大小仍為θ3＝60°，由折射定律可知，折射角θ4＝30°，折射光線交OD邊于F點(diǎn)，由題已知∠A＝30°，PC⊥AO，得在OD邊界上的入射角為θ5＝60°，由于發(fā)生全反射的臨界角為C，比較sin C＝章末檢測(cè)試卷(四)
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2023·瀘州市高二月考)下面列舉的關(guān)于光的現(xiàn)象中，說(shuō)法正確的是
A.在水面的油膜上常常看到彩色條紋是因?yàn)楣獾纳?br/>B.光學(xué)儀器鏡頭上的增透膜利用了光的干涉
C.雨后出現(xiàn)彩虹是因?yàn)楣獾母缮?br/>D.水中升起的氣泡看起來(lái)特別亮是因?yàn)楣庥蓺馀葸M(jìn)入海水時(shí)發(fā)生了全反射
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
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12
在水面的油膜上常常看到彩色條紋是因?yàn)楣獾母缮妫蔄錯(cuò)誤；
光學(xué)儀器鏡頭上的增透膜利用了光的干涉，故B正確；
雨后出現(xiàn)彩虹是因?yàn)楣獾恼凵洌蔆錯(cuò)誤；
氣泡看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生全反射的緣故，故D錯(cuò)誤。
13
14
15
2.(2023·大慶市高二期中)兩束不同頻率的單色平行光束a、b從空氣射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象(α>β)，下列結(jié)論中正確的是
A.水對(duì)光束a的折射率比水對(duì)光束b的折射率小
B.在水中的傳播速度，光束a比光束b小
C.若增大光束a的入射角，則可能發(fā)生全反射
D.若光束從水中射向空氣，則光束b的臨界角
比光束a的臨界角大
√
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發(fā)生全反射的條件必須滿足光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，則光從空氣射入水中不可能發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤；
1
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3
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6
7
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12
13
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A.30° B.45°
C.60° D.75°
√
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4.(2024·重慶沙坪壩區(qū)高二期末)如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)原理圖，單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)位于雙縫S1和S2的中垂線上，入射光波長(zhǎng)為600 nm，實(shí)驗(yàn)屏上P0和P處為兩條相鄰的亮條紋。下列說(shuō)法正確的是
A.雙縫S1和S2到P點(diǎn)的距離差為300 nm
B.增加雙縫和屏之間的距離，條紋間距將隨之減小
C.若換成波長(zhǎng)為400 nm的入射光，則P點(diǎn)處將形成
暗條紋
D.遮住S1，則屏上不能形成明暗相間的條紋
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由題可知，來(lái)自雙縫的光傳播到P點(diǎn)處的光程差為λ，即雙縫S1和S2到P點(diǎn)的距離差為600 nm，A錯(cuò)誤；
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若換成波長(zhǎng)為400 nm的入射光，來(lái)自雙縫的光傳播到P點(diǎn)處的光程差為1.5λ，故P點(diǎn)處將形成暗條紋，C正確；
遮住S1，光通過(guò)S2發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上能形成明暗相間的條紋，D錯(cuò)誤。
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5.a、b兩種單色光用同一雙縫干涉裝置在空氣中實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖樣分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是
A.在水中，單色光a比單色光b傳播速度大
B.從水中斜射進(jìn)入空氣，單色光a比單色光b全反射臨界角大
C.將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，得到的干涉圖樣條紋間距變大
D.將原雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置放入水中做實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)小雙縫間距，可使干
涉圖樣條紋間距不變
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6.(2023·濟(jì)南市期中)在一塊平板玻璃上放置一如圖所示的薄透鏡，在兩者之間形成空氣膜，現(xiàn)讓單色光豎直射向薄透鏡，在薄透鏡上方向下觀察，觀察到的現(xiàn)象是
A.只能看到同顏色的平行反射光
B.平行、等間距的明暗相間的直干涉條紋
C.同心、內(nèi)密外疏的明暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋
D.若薄透鏡的高度h不變僅增大半徑R，則相鄰條紋的間距變大
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7.(2023·常州市高二期中)在水面下方一定深度放有一單色點(diǎn)光源，從水面上方觀察發(fā)現(xiàn)，能看到單色光的圓形區(qū)域的直徑為d1；現(xiàn)用某種透明的液體替換水，其他條件不變，在液面上方觀察，能看到單色光的圓形區(qū)域的直徑為d2，若水與該種液體對(duì)光源所發(fā)出的單色光的折射率分別為n1和n2，則d12與d22的比值為
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根據(jù)幾何關(guān)系可得r＝Htan C
8.(2024·成都市高二期中)霓是大氣中有時(shí)和虹一起出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象，也叫“副虹”。它的形成原理與彩虹大致相同，太陽(yáng)光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是經(jīng)過(guò)水珠的兩次折射和兩次反射形成的，其成因的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則a、b兩光相比較
A.b光的頻率更低
B.在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更快
C.分別照射同一狹縫，a光通過(guò)狹縫時(shí)的衍射現(xiàn)象更明顯
D.從水中射入空氣時(shí)，b光發(fā)生全反射的臨界角更大
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二、多項(xiàng)選擇題
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分別照射同一狹縫，由產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，a、b光相比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯，因?yàn)閎光的頻率小，波長(zhǎng)大，所以b光的衍射現(xiàn)象更明顯，故C錯(cuò)誤；
C.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接
收激光光束的方向與水面夾角小于60°
D.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水
面夾角大于60°
9.(2023·湖南卷)一位潛水愛(ài)好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說(shuō)法正確的是
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當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i1＝30°，則根據(jù)折射定律有折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確，D錯(cuò)誤。
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三、非選擇題
11.在完成“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)。
(1)實(shí)驗(yàn)需測(cè)定的相鄰條紋間距Δx指的是圖中的____。
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C
實(shí)驗(yàn)需測(cè)定的相鄰條紋間距Δx指的是相鄰亮條紋中心間的距離，即圖中的C。
(2)實(shí)驗(yàn)中，目鏡中心刻度線對(duì)齊第n條亮條紋中心和第(n＋10)條亮條紋中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖甲和圖乙所示，圖甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_(kāi)_____ mm。已知雙縫間距d＝0.4 mm，雙縫到屏的距離l＝1.0 m，所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)____ nm。
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題圖甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
8 mm＋35×0.02 mm＝8.70 mm
題圖乙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
24 mm＋23×0.02 mm＝24.46 mm
相鄰條紋的間距為
解得λ≈630 nm。
12.在用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫(huà)出經(jīng)過(guò)P1、P2點(diǎn)的入射光線。
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(1)在圖甲中畫(huà)出該入射光線的兩次折射光線。
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答案　見(jiàn)解析圖
如圖所示
(2)測(cè)量AB分界面上的入射角i和折射角r。
(3)為了保證在弧面CD處有出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB處的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填“小一些”“大一些”或“無(wú)所謂”)。
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小一些
為了保證能在弧面CD上有出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會(huì)使光線在CD面上發(fā)生全反射。
(4)多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫(huà)出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n＝_____。
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13.如圖所示是我國(guó)航天員在“天宮”空間站進(jìn)行的水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)，在水球中心注入空氣，形成球形氣泡，兩球面球心均在O點(diǎn)。讓一束單色光從外球面上A點(diǎn)與AO連線成53°角射入水球中，光束經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面B點(diǎn)相切。已知?dú)馀輧?nèi)球面半徑R1＝3a，外球面半徑R2＝5a，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：
(1)水的折射率；
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(2)改變?nèi)肷浣牵審腁點(diǎn)進(jìn)入水球的折射光線剛好在內(nèi)球面發(fā)生全反射，此時(shí)在A點(diǎn)入射角為多少。
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設(shè)在A點(diǎn)的入射角為i′時(shí)，光束折射到內(nèi)球面上恰好發(fā)生全反射，則：
答案　37°
的光線經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)牟ＡТu左表面射出，打在光屏的P′點(diǎn)，P′在P的正下方3.0 cm的位置。已知光在真空中的傳播速度為3.0×108 m/s，玻璃磚對(duì)光的折射率為 ，求：
(1)玻璃磚的厚度d；
14.(2023·甘肅慶陽(yáng)市高二期末)如圖所示，AB為豎直放置的平面鏡，一束光線與鏡面成30°角射到平面鏡上，反射后在與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P。現(xiàn)在將一塊玻璃磚(虛線所示)貼在平面鏡上，則進(jìn)入玻璃磚
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光路圖如圖所示
解得θ2＝30°
由題意及光路圖得Δs＝PP′＝EF＝AF－AE＝2dtan θ1－2dtan θ2
(2)光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t。
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15.(2023·成都市高二期中)如圖所示，ABDO為某玻璃材料的截面，ABO部分為直角三角形棱鏡，∠A＝30°，OBD部分是半徑為R的四分之一圓柱狀玻璃，O點(diǎn)為圓心。一束單色光從P點(diǎn)與AB成30°角斜射入玻璃材料，剛好垂直O(jiān)A邊射出，射出點(diǎn)離O點(diǎn) 。現(xiàn)將光束繞P點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蛟诩埫鎯?nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)至水平方向，觀察到BD面上有光線從Q點(diǎn)射出，Q點(diǎn)未畫(huà)出。求：
(1)玻璃材料的折射率n；
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如圖所示
(2)光束從Q點(diǎn)射出的方向與OQ連線夾角的正弦值。
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如圖所示
當(dāng)光線轉(zhuǎn)至水平方向入射，入射角大小仍為θ3＝60°，
由折射定律可知，折射角θ4＝30°，折射光線交OD
邊于F點(diǎn)，由題已知∠A＝30°，PC⊥AO，得在OD邊界上的入射角為θ5＝60°，

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