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第十六章 光学
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项
符合要求，选对得4分，选错得0分。
1．（2022·黑龙江·大庆实验中学高三开学考试）如图所示为一束太阳光射到截面为六角形
的冰晶上时的光路图， 、 为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法不正确的是（
）
A．在冰晶中， 光的传播速度较大
B．通过同一装置发生双缝干涉， 光的相邻条纹间距较大
C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时， 光的临界角较小
D．用同一装置做单缝衍射实验， 光的中央亮条纹更宽
2．（2022·浙江宁波·模拟预测）如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝
各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球
形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径
R至少为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·浙江温州·一模）如图所示 是底角为 的等腰梯形的棱镜横线面，与底
边 平行两束单色光a、b（间距可调）从 边射入，经 边反射从 边射出（图中
未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足 ，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两束光不可能从 边同一位置射出
B．a光从 边射出位置一定离底边 更近
C．b光从 边射入到 边射出时间一定更短D．a，b两束光从 边射入到 边射出时间可能一样长
4．（2022·广东·惠州一中高三阶段练习）如图所示，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，
∠A＝30°．一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对
红光的折射率为（ ）
A．1.5 B． C． D．2.0
5．（2022·湖南·长沙市明德中学高三开学考试）如图所示，一束含有两种频率的复色光斜
射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入
射面一侧射出，分成了两束单色光a和b、则下列说法正确的是（ ）
A．a、b两束出射光不会是平行的
B．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距
C．在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小
D．若将该复色光从玻璃砖斜射向空气中，逐渐增大光在玻璃中的入射角，则在空气中的
折射光，b光最先消失
6．（2022·河北衡水·高三阶段练习）如图甲所示，a、b两束激光分别通过同一套双缝干涉
装置，它们的第5条亮条纹分别在屏上的 点和 点；如图乙所示，由a、b两束微光组成
的复合光通过三棱镜后形成I、Ⅱ两条光线，则下列说法中正确的是（ ）
A．a激光的波长较长 B．光线Ⅱ是b激光的传播光路
C．b激光在三棱镜中传播时间较短 D．激光a与b有可能形成稳定的干涉图样
7．（2022·河北秦皇岛·高三开学考试）如图所示，由波长为 和 的单色光组成的一束
1 2复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在
屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P 和P 分别是波长为 和
1 2 1 2
的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面
M和N位置射出。已知两束光照射某种金属时均可以发生光电效应。则（ ）
A． < B．波长为 的光对应的折射率大
1 2 1
C．N是波长为 的光的出射位置 D．波长为 的光对应的电子最大初动能大
1 1
8．（2022·江苏·南京市第二十九中学高三阶段练习）对于以下的光学现象说法中正确的是
（ ）
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝 、 间的距离d，相邻亮条纹间距离
将减小
B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检
测的平面在此处是凹下的
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一
暗交替变化，此现象表明光波是纵波
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合
题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）如图所示，玻璃砖 在纸面上的横截面由正
方形 和 圆面 组成，玻璃砖折射率为 。一束单色光在纸面内以 的入射角
从空气射向 边的中点，则该束单色光（ ）A．在 边的折射角为
B．在 边的折射角为
C．一定能从 边射出
D．第一次从 边射出的折射角小于
10．（2022·山西·高三开学考试）玻璃三棱镜的横截面为直角三角形ABC， ，O
点和D点分别为 和 边的中点，如图所示，现有两束同种单色光从O点入射，两束
光线正好分别从C点和D点射出，已知玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于 ，则下列
说法正确的是（ ）
A．两束折射光线的折射角相等
B．两束光从O点入射的入射角之和等于90°
C．若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与 边成60°夹角可以射出
D．若某光束在玻璃三棱镜中射向O点时与 边成45°夹角可以射出
11．（2022·浙江·宁波市鄞州高级中学高三开学考试）下列四种光学现象，对其原理解释
正确的是（ ）
A．图甲为薄膜干涉的应用，可检验平面的平整度，条纹间距左窄右宽
B．图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，说明光具有波动性
C．图丙为立体电影原理，和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理相同
D．图丁为水中明亮的气泡，其原理与光导纤维的原理相同
【答案】BD
【解析】A．图甲为薄膜干涉的应用，可检验平面的平整度，条纹间距相等，A错误；
B．图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，说明光具有波动性，B正确；
C．图丙中立体电影利用了光的偏振现象，而增透膜利用了光的干涉，C错误；
D．图丁中水中明亮的气泡是全反射现象，与光导纤维原理相同，D正确。故选BD。
12．（2022·河北邢台·高三开学考试）如图所示，平行直线为一透明材料制成的光学器件
的截面，a、b两束光均从界面上的P点射入器件，然后到达Q点。已知器件的厚度为d，
两束光与界面的夹角分别为30°、和45°PQ连线与界面的夹角为60°，光在真空中的传播速
度为c、下列说法中正确的是（ ）
A．器件对两束光的折射率之比为
B．a光可能在Q点发生全反射
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．两束光在器件中传播时间之比为
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13.（2022·浙江·效实中学高二期中）小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑
纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点内侧固定一发光二极管（可看成点光源），
用支架悬挂在桌面上方，如图所示。然后进行了如下操作：
A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度d；
B．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的圆形光
斑的边缘；
C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑
再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为h；
D．计算出该材料的折射率n；
E．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值。
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d＝
______cm。（2）在步骤C中，为了达到实验要求，应该向______（选填“上”或“下”）调整圆锥
纸筒。
（3）多次测量后小明发现 ，则该长方体透明物质的折射率n为______（结果可用
根式表示）
14.（2022·北京东城·高二期末）某同学用如图甲所示的实验装置测量光的波长。他使用绿
色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的干涉条纹。
（1）某次实验时分划板中心刻线在某亮条纹中央位置时，螺旋测微器如图乙所示，则其读
数为___________ 。
（2）若要减小相邻两条亮条纹间的距离，以下措施可行的是___________。
A．只增大单缝到双缝的距离 B．只换用间距更大的双缝
C．只换用更长的遮光筒 D．只换用红色的滤光片
四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题
16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出
最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15.（2022·河南·高三开学考试）如图所示，半圆玻璃砖可绕过圆心的垂直轴转动，圆心O
与足够大光屏的距离 ，初始半圆玻璃砖的直径与光屏平行时，一束光对准圆心、
垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上 点留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O
点顺时针方向转动 （ ）时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过 角时，
光屏上光点位置距离 点为 ， ，则：
（1）此时光束射出玻璃砖的折射角是多少度？
（2）该玻璃砖的折射率为多少？16．（2022·四川省德阳市第三中学高三开学考试）如图所示， 平静湖面岸边的垂钓者，
眼睛恰好位于岸边 点正上方 的高度处，水面与 点同高，浮标 离 点 远，鱼
饵灯 在浮标正前方 处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率
，求∶
（1）鱼饵灯离水面的深度；
（2）若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 间
射出。
17．（2022·四川成都·高三开学考试）2021年12月9日，“天宫课堂” 第一课正式开讲，
某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到
一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖的折射率为 ，外圆半径为
2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离为x=
R，光线b经折射后恰好与内柱面相切；光在真空中的传播速度为c。求：
（1）该玻璃砖的内圆半径r；
（2）光线a、b在外圆界面内传播的时间差 t （不考虑光线反射）。
∆
18．（2022·江苏南京·高三开学考试）如图所示，真空中有一个半径为R的均匀透明球，两条相同光线与球的一条直径平行且处于同一平面中，与该直径的距离均为 ，两
光线折射后正好交于球面。求：
（1）该透明材料的折射率；
（2）光线在球中传播的时间（不考虑光线在球中的多次反射）。
（已知光在真空中的速度为c）
32．（2022·河南·商丘市第一高级中学高三阶段练习）随着望远镜技术的发展，屋脊棱镜
结构的望远镜应运而生，“直角屋脊棱镜”或“阿米西棱镜”，可回转和反转图象以及以
偏转光线，以保持正确的视觉方向。如图所示为屋脊棱镜的横截面图，一单色光从AD
面的P点射入后，在AB面恰好发生全反射，然后从CD面的N点射出，且出射光线与在P
点的入射光线垂直。
（1）画出棱镜中完整的光路图；
（2）求折射率n以及入射角i。
