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单元素养评价(八) 光
一、单项选择题
1．下列说法中正确的是( )
A．甲图肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象
B．乙图是沙漠上海市蜃楼的图像
C．丙图是圆孔衍射的图样
D．丁图为杨氏双缝实验观察到的图样，应前后移动测量头，转动遮光筒直至图样正常
2．[2022·海口模拟]如图所示为一半圆形玻璃砖的横截面，O为圆心，直径AB与水
平面平行，水平面上有一激光源P，从P射出的一束激光照射到O点时，刚好发生全反射，
反射的激光束又照射到水平面上的Q点，经测量，P、O、Q三点刚好构成一个等边三角形．
则玻璃砖的折射率为( )
A． B．
C．1.5 D．2
3．利用如图1所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图2中
甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是( )
A．甲对应单缝，乙对应双缝
B．甲对应双缝，乙对应单缝
C．都是单缝，甲对应的缝宽较大
D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大
4．[2022·山东烟台一模]如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气
射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角为θ＝30°，该三棱
镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是( )
A．该单色光在AB边界发生全反射B．该单色光从空气进入棱镜，波长变长
C．该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行
D．该单色光在AC边界发生全反射
5．如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后垂直AB
射出，a光和b光相比较，则( )
A．a光的频率高
B．a光的波长短
C．a光在三棱镜中的速度小
D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
二、多项选择题
6．图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被
检查其平面的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是( )
A．入射光C应采用单色光
B．图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的
C．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹
D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷
7.
[2022·山东莱芜模拟]如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图．
由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于
BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是( )
A．该三棱镜对a光折射率应大于等于
B．a光的频率比b光的频率小
C．b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度
D．a、b两种单色光通过同一单缝，b光的衍射现象更明显
三、非选择题8．如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验．在一半圆形玻璃砖
外面插上P、P、P、P四枚大头针时，P、P恰可挡住P、P所成的像，关于该实验
1 2 3 4 3 4 1 2
(1)(多选)以下说法正确的是________．
A．P、P及P、P之间的距离适当大些，可以提高准确度
1 2 3 4
B．P、P及P、P之间的距离取得小些，可以提高准确度
1 2 3 4
C．入射角θ适当大些，可以提高准确度
D．P、P的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关
1 2
(2)该玻璃砖的折射率n＝________．另一同学将大头针插在P′ 和P′ 位置时，沿着
1 2
P、P的方向看不到大头针的像，其原因可能是________．
3 4
9．如图甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置．
(1)在实验中应该在B处放________(选填“单缝”或“双缝”).
(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好、清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如
图乙所示的现象，调整方法是____________________________．
(3)一次实验测量完成后，小刘同学将红色滤光片改为绿色，则观察到干涉条纹的间距
________(选填“变大”“变小”或“不变”).
10．如图所示，一厚度均匀的圆柱形玻璃管内径为r，外径为R，高为R.一条光线从
玻璃管上方入射，入射点恰好位于M点，光线与圆柱上表面成30°角，且与直径MN在同一
竖直面内．光线经入射后从内壁射出，最终到达圆柱底面，在玻璃中传播时间为t，射出
1
直至到底面传播时间为t，测得t∶t＝3∶1.已知该玻璃的折射率为，求圆柱形玻璃管内、
2 1 2外半径之比r∶R.
11．[2022·山东泰安模拟]有一个有趣的实验叫“消失的硬币”，如图，把一枚硬币
放在装满水的不透明圆柱形杯子底部中央，眼睛在杯子左上边缘恰好可以看到整个硬币，
若把杯子里的水全部用吸管吸走，则硬币在视线中消失了，且眼睛恰好看到杯子的右下端
已知硬币的直径为d，杯子底部的直径为3d，杯子的高度为h：
(1)求水的折射率n；
(2)当硬币刚好从视线中完全消失时，液面下降的高度H.
单元素养评价(八) 光
1．解析：甲图肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生
的现象，这是光的干涉造成的，故A正确；乙图是光的全反射现象，产生海面上海市蜃楼
的图像，不是沙漠上海市蜃楼的图像，故B错误；丙图是泊松亮斑的衍射图样，而圆孔衍
射的图样中央亮斑较大也较亮，故C错误；丁图为杨氏双缝实验观察到的图样，分划板正
常，而干涉图样倾斜，因此应保持测量头不动，转动遮光筒直至图样正常，故D错误．答案：A
2．解析：根据题意可知，光在O点恰好发生全反射的临界角为C＝30°，根据sin C
1
＝ 可知，光的折射率为n＝2，故A、B、C错误、D正确．
n
答案：D
3．解析：根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断，单缝衍射图样为中央亮条纹最
宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，
结合图甲、乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
4．解析：该单色光从空气射向三棱镜，不可能在AB边界发生全反射，故选项A错误；
v
光从空气进入三棱镜，频率不变，波速减小，由λ＝ 知波长变短，故选项B错误；在E
f
sini
点，入射角为i＝60°，设折射角为r，由n＝ ，可得r＝30°，根据几何关系知，该
sinr
单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故选项C正确；根据对称性可知，光线射到
AC边时的入射角等于AB边时的折射角，根据光路可逆性原理知，该单色光在AC边界不会
发生全反射，故选项D错误．
答案：C
5．解析：根据题图可以看出，经过玻璃三棱镜后，b光的偏折角度大，a光的偏折角
sini
度小，根据折射定律n＝ 知，玻璃三棱镜对b光的折射率大于对a光的折射率，则a
sinr
c
光的频率低，b光的波长短，选项A、B错误；根据公式v＝ 知，a光在三棱镜中的速度大，
n
l
选项C错误；根据干涉条纹间距公式Δx＝ λ知，对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹
d
比b光的干涉条纹宽，选项D正确．
答案：D
6．解析：空气薄层干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，根据干涉的
条件，以及检查其平面的物体的条件可知，入射光为单色光，故 A正确；根据薄膜干涉的
产生可知，图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的，故B正
确；空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，当AB之间某处距离为入射光的半波
长奇数倍时，则两列光波的光程差为半波长的偶数倍，所以对应条纹是明条纹，故 C错误；
空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，检查平面
弯曲边处的空气膜厚度与右侧的空气膜厚度相同，弯曲处是凸的，故D错误．
答案：AB
7．解析：因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角
1
C≤45°，由折射定律得n＝ ，可得n≥ √2，A项正确；b光在AB、AC边有光线出射，
sinC
说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，c
B项错误；由n＝ 可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，C项
v
正确；b光的波长长，同一单缝衍射，b光衍射现象更明显，D项正确．
答案：ACD
8．解析：(1)为了提高精确度，实验时大头针之间的距离适当大一些，入射角适当大
一些，故A、C正确，B、D错误．
√3
sin60° 2
(2)根据折射定律得，玻璃砖的折射率n＝ ＝ ＝√3.另一同学将大头针插在
sin30° 1
2
P′ 和P′ 位置时，沿着P、P的方向看不到大头针的像，其原因可能是发生了全反射．
1 2 3 4
答案：(1)AC (2)√3 发生全反射
9．解析：(1)根据“用双缝干涉测量光的波长”实验的原理可知，光源发出的光经过
滤光片后，需要先经过单缝，再经过双缝，最后到达光屏．(2)应该调节测量头使分划板中
L
心刻线与条纹平行．(3)将红色滤光片改为绿色，即波长变短，根据公式Δx＝ λ可知，
d
干涉条纹的间距将变小．
答案：(1)单缝 (2)调节测量头使分划板中心刻线与条纹平行 (3)变小
10．解析：光路图如图所示：
√6
由题可得入射角i＝60°，折射率n＝ ，设折射角为γ
2
sini
由折射定律n＝
sinγ
解得γ＝45°
2√3
由几何关系可得MC＝CA＝R－r，MA＝√2MC，AD＝r，AB＝ r
3
c
设光线在玻璃中传播的速度为v，且n＝
v
√2(R−r)
MA
解得：t＝ ＝ c
1 v
n
2√3
AB r
t＝ ＝ 3
2
c
c
由t∶t＝3∶1
1 2
解得r∶R＝1∶3
答案：1∶3
11．解析：(1)由题意可知，硬币左端D的光线经水面折射，从杯子左边缘A点射出后
恰好进入眼睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端C点，如图设入射角为α，折射角为β，由折射定律得sin β＝n·sin α
在Rt△ABC、Rt△ABD中，由几何关系可得
sin β＝ 3d
√9d2+h2
sin α＝ d
√d2+h2
解得n＝3√d2+h2
√9d2+h2
(2)如图，设当液面下降至MN时硬币刚好从视线中完全消失，硬币右端E的光线经MN
面折射，从杯子左边缘A点射出后恰好进入眼睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端
C点，由△AGF与△ADC相似可得
H d
＝
h 2d
h
解得H＝
2
答案：(1)3√d2+h2 (2)h
√9d2+h2 2
