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选择题对点练(十) 光学
一、单项选择题:本题共7 小题,每小题4 分,共28 分,在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题目要求的。
1.(2025 重庆南开中学质检)某款条形码扫描笔的工作原理如图所示,发光二极管发出的
光频率为ν0,将扫描笔笔口打开,在条形码上匀速移动,遇到黑色线条光几乎全部被吸收;
遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面(截止频率0.8ν0),产生光电流,如果光
电流大于某个值,会使信号处理系统导通,将条形码变成一个个脉冲电信号。则( )
A.扫描笔在条形码上移动的速度不影响相邻脉冲电信号的时间间隔
B.频率为ν0的光照到光电管的金属表面立即产生光电子
C.若发光二极管发出频率为0.5ν0的光,扫描笔缓慢移动,也能正常识别条形码
D.将光电管中的金属更换成截止频率更大的材料,更易使得信号处理系统导通
2.(2025 山东济宁二模)某光学组件的剖面如图所示,反光的滑块右侧为圆锥面,圆锥面与
右侧玻璃片之间形成很薄的间隙,现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片。从右向左
观察玻璃片时,下列说法正确的是( )
A.会观察到环形衍射条纹
B.越接近玻璃片中心,相邻两条纹间的距离越小
C.滑块稍向左移的过程中,观察到的环形条纹会向内收缩
D.若改用紫光照射,条纹会变得更加稀疏
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3.某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性,A 处为狭缝片,B 处为光传感器,光从
A 的正上方向下射向B。仅改变一个量,先后在电脑上获得的光照强度关于位置分布的
图像如图乙、丙所示,下列判断可能正确的是( )
A.A 处为单缝,图乙对应的缝宽小
B.A 处为单缝,图乙对应的光源频率高
C.A 处为双缝,图乙对应的双缝间距大
D.A 处为双缝,图乙对应的AB 距离大
4.(2025 重庆模拟)图甲为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质,用激光由真空沿半圆
柱体的径向射入,入射光线与法线成θ 角,由光学传感器CD 可以探测反射光的强度。实
验获得从AB 面反射回来的反射光的强度随θ 角变化的情况如图乙所示。光在真空中传
播速度为c,则该激光在这种透明新材料中( )
A.折射率为√3
2
B.传播速度为√3
2
c
C.θ=0°时,反射光强度为0
D.反射光的强度随θ 角的增大而增大
5.(2025 福建福州模拟)为了装点夜景,常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示,水面下有
一点光源S,同时发出两种不同颜色的a 光和b 光,在水面上形成了一个有光射出的圆形
区域,俯视图如图乙所示,环状区域只有b 光,中间小圆为复色光,下列说法正确的是( )
3
A.在水中传播速度a 光比b 光大
B.a 光光子的能量小于b 光光子的能量
C.水对a 光的折射率小于对b 光的折射率
D.若点光源S 向下远离水面移动,则中间小圆面积变大
6.(2025 江西赣州二模)图甲为牛顿环,内由两块玻璃砖组成,并用三颗螺丝固定,玻璃砖的
横截面如图乙所示。在红光照射下,可看到如图丙所示的明暗相间的条纹。则( )
A.出现明暗相间的条纹是因为光的衍射
B.拧紧三颗螺丝时,会发现条纹变密集
C.若换成蓝光照射,会发现条纹变稀疏
D.若条纹如图丁所示,可能是玻璃板B 上表面对应位置有凹陷
7.(2025 山东日照二模)为了研究光的干涉现象,某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的
标准平板玻璃上,玻璃柱体上表面水平,如图甲所示。用波长为2 的红光垂直照射玻璃柱
体上表面,从上向下看,在图乙的P 点观察到亮条纹。下列说法正确的是( )
A.从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹
B.若将玻璃柱体向上移动距离Δd=1
2
λ,P 点再次出现亮条纹
C.若更换形状相同、折射率更小的玻璃柱体,则P 点亮条纹可能消失
D.若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面,条纹间距变宽
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二、多项选择题:本题共3 小题,每小题6 分,共18 分。在每小题给出的四个选项中,有多
项符合题目要求,全部选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分。
8.(2025 广西河池二模)如图为一直角梯形玻璃砖ABCD,一束单色光MO 从空气以入射
角i 斜射到AB 面上,经AB 面和CD 面折射后,射出玻璃砖(光路未画出),不考虑玻璃砖内
的多次反射,A 向B 和D 向C 可无限延伸,则( )
A.经CD 面折射出的光线与MO 平行
B.增大入射角i,该光可能在CD 面发生全反射
C.光在O 点发生折射说明光是纵波
D.光在O 点发生折射是因为光在空气中和在玻璃中的传播速度不同
9.(2025 天津新华中学统练)关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是( )
A.图甲是光的双缝干涉原理图,若只减小挡板上狭缝S1、S2间的距离d,则屏上两相邻亮
条纹的中心间距将减小
B.图乙是用偏振眼镜观看立体电影,说明光是一种横波
C.图丙中肥皂膜看起来是彩色的是因为光的衍射
D.图丁表示一定波长的光照射到不透明的圆盘上,会在后方影子中心的适当距离处出现
一个亮斑是光的衍射现象
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10.(2025 山东滨州二模)如图所示,直角三角形ABC 为玻璃棱镜的截面,其中∠A=30°,AC
边长为2 m。C 点固定在地面上,AB 边与地面平行。单色光从AB 边的中点D 垂直AB
边射入棱镜,光线经棱镜折射后打在水平地面上的光点比无棱镜时侧移了√3
6
m。光在
真空中的传播速度为3×108 m/s。现让光线与AB 边成30°角斜向右下方从D 点射入玻
璃棱镜,则( )
A.棱镜对单色光的折射率为√2
B.棱镜对单色光的折射率为√3
C.斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为7.5×10-9 s
D.斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为2.5√3×10-9 s
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参考答案
1.B 解析 扫描笔在条形码上移动的速度越快,相邻脉冲电信号的时间间隔就越短,所以
扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔,故A 错误;频率为ν0
的光照到光电管发生光电效应是瞬间的,会立刻产生光电子,故B 正确;发光二极管发出
频率为0.5ν0的光,小于截止频率,无法产生光电流,无法正常识别条形码,故C 错误;将光
电管中的金属更换成截止频率更大的材料,此时发光二极管发出光的频率不一定超过截
止频率,可能不会发生光电效应,因此不一定会使信号处理系统导通,故D 错误。
2.C 解析 玻璃片上呈现的是薄膜干涉条纹,故A 错误;无论滑块在哪个位置,沿着半径
自内向外每相同距离空气间隙厚度的变化都相同,两列反射光路程差相同,因此相邻两条
纹间的距离相同,条纹的密集程度都不会改变,故B、D 错误;同一条纹所对应的间隙厚度
相同,滑块向左滑动时,沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向内侧移动,两列反射光
的路程差为某确定值的地方都向内侧移动,因此所有环形条纹的半径都会变小,即观察到
的环形条纹会向内收缩,故C 正确。
3.D 解析 从题图乙、丙的光照强度分布看,都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间
条纹,这更符合“双缝干涉”而非“单缝衍射”特征(单缝衍射往往中央亮纹最宽、最亮,
旁侧亮纹迅速减弱),因此A 处为双缝,图乙的条纹间距大于图丙的,说明图乙对应光源频
率低或者双缝间距小,A、B 错误。双缝干涉的相邻亮纹间距满足Δx= λl
d
,其中d 为双缝
中心间距、l 为屏(或传感器)到双缝的距离、λ 为光的波长,图乙的相邻亮纹间距大于图
丙的,光的频率不变的情况下:若双缝间距不变,图乙对应的A、B 距离大;若A、B 距离不
变,则图乙对应的双缝间距小,故D 正确,C 错误。
4.B 解析 根据题图乙可得当θ=60°时激光发生全反射,根据折射定律得n=
1
sin 60° = 2√3
3
,故A 错误;根据速度公式v=c
n = √3
2
c,故B 正确;θ=0°时,仍然要发生反射现
象,所以反射光强度不为0,故C 错误;根据图像可得当θ≥60°时,激光发生全反射,则反射
光的强度不变,故D 错误。
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5.D 解析 作出光路图,如图所示,
在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射,入射角等于临界角,由于a 光照射
的面积较小,可知a 光发生全反射的临界角较小,根据sin C=1
n
可知,水对a 光的折射率大
于对b 光的折射率,根据v=c
n
可知,在水中传播速度a 光比b 光小,A、C 错误;由于水对a
光的折射率较大,则a 光的频率较大,根据ε=hν 可知,a 光光子的能量大于b 光光子的能
量,B 错误;设中间小圆的半径为R,对于a 光刚好发生全反射时,有tan C= R
h
,若点光源S
向下远离水面移动,即h 增大,则中间小圆的半径R 增大,中间小圆面积变大,D 正确。
6.D 解析 出现明暗相间的条纹是光的干涉现象,故A 错误;拧紧三颗螺丝时,两块玻璃
砖间的空气膜厚度变薄,根据薄膜干涉原理可知,条纹变稀疏,故B 错误;蓝光波长比红光
短,根据干涉条纹间距公式,波长变短,条纹间距会变小,条纹应变得更密集,故C 错误;若条
纹如图丁所示,局部条纹向中心弯曲,根据等厚干涉原理,同一条纹对应空气薄膜厚度相
同,此处条纹弯曲说明玻璃板B 上表面对应位置有凹陷,使得空气薄膜厚度变化异常,导
致条纹出现弯曲,故D 正确。
7.B 解析 由于空气膜等厚处是条形的,因此形成的干涉条纹是条形的,由于空气膜的厚
度越向外增加得越快,因此条纹间距越来越小,条纹越来越密,故A 错误;在图乙的P 点观
察到亮条纹,则有P 点的光程差Δx=2d=nλ,若将玻璃柱体向上移动距离Δd=1
2
λ,则光程差
为Δx'=2×(d + 1
2 λ)=2d+λ=(n+1)λ,所以P 点再次出现亮条纹,故B 正确;P 点亮条纹与折
射率无关,故C 错误;若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面,由于紫色光波长小于红色光
波长,条纹间距变窄,故D 错误。
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8.BD 解析 因光线射到AB 面的折射角小于射到CD 面的入射角,可知经CD 面折射出
的光线与MO 不平行,选项A 错误;因光线射到CD 面的入射角大于光线从AB 面射出的
折射角,增大入射角i,光线射到CD 面的入射角可能会大于临界角,即该光可能在CD 面
发生全反射,选项B 正确;纵波和横波都能产生折射现象,光在O 点发生折射不能说明光
是纵波,选项C 错误;光在O 点发生折射是因为光在空气中和在玻璃中的传播速度不同,
选项D 正确。
9.BD 解析 根据Δx= L
d
λ 可知,若只减小挡扳上狭缝S1、S2间的距离d,则屏上两相邻亮
条纹的中心间距将增大,故A 错误;题图乙是用偏振眼镜观看立体电影,说明光是一种横
波,故B 正确;阳光下肥皂膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成
的,故C 错误;光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造
成的,故D 正确。
10.BC 解析 根据题意,光线从AB 边垂直射入棱镜在AC 边发生折射的光路图如图甲
所示,
甲
由题意知FG=√3
6
m,几何关系可知EF=0.5 m,则有sin α=
FG
√( FG)
2+( EF )
2 = 1
2,可知
α=30°,由几何关系知θ1=30°,故θ2=θ1+α=60°,则折射率n=sin θ2
sin θ1
=√3,故A 错误,B 正确;
分析可知光线斜射入棱镜,到射出棱镜的光路图如图乙所示,由题意可知从D 点斜射入
玻璃棱镜时的入射角为60°,则有n=sin 60°
sin θ4
,解得θ4=30°,由几何关系可知θ4=θ5=30°,可
知在M 点的入射角有sin (90°-30°)>sin C=1
n
,可知在M 点发生全反射,光最终垂直BC 边
9
的N 点射出棱镜,由几何关系可知DM=AD= AC cos30°
2
,MN=MCcos 30°,MC=AC-
AM=AC-ADcos 30°×2,因为n=c
v
,则斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间t=
s
v = DM + MN
v
,代入题中数据,联立解得,t=7.5×10-9 s,故C 正确,D 错误。
乙
