(好题)高中物理选修一第四章《光》测试(答案解析)

1、一、选题1 分ID：127968下关于光干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是 （ ）A激光全息照相是利用了激光相干性好特性B 电是利用了光的干涉特性C落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰过手指间的缝隙观察日光，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象2 分ID：127963半为 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为 O，束平行单色 光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直AOB=60，若玻璃对此单色光的折射率 则两条光线经柱面和底面折射后的交点与 点距离为（ ）A4BR3CR23 分ID： 一单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法 中正确的是（ ）

2、A此介质的折射率等于 1.5B介质的折射率等于 C光线从此介质射向真空中时，入射角大于等于 45时可发全反射现象光线从介质射向真空中时入射角小于 30可能发生全反射现象4 分ID：127959光以 入射角从玻中射到玻璃与空气的界面上，恰好没有光线 射到空气中，则光线在该玻璃中的传播速度为（ ）A 8 / B 8 / C 8 m / s 3.464 m / 5 分ID：127934如所示，在真空和某介质的界面 MN 上生折射，由图可( A光是从真空射入介质的B质的折射率为C质的折射率为 3射光线与折射光线的夹角 6 分ID： 雨太阳光入射水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图 中的圆代表水滴

3、过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内、 代四条不同 颜色的出射光线，则它们可能依次是A紫光、黄光、蓝光和红光B光、蓝光、黄光和红光C光、蓝光、黄光和紫光光、黄光、蓝光和紫光7 分ID：如，半圆玻璃砖置于光屏 PQ 的下一束白光沿半径方向从 A 点入玻璃，在 O 点生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点观察到各色光在光屏上陆续消 失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ）A减弱，紫光B弱，红C增强，紫光强红1 2a 1 2a ba b8 分ID： 如所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 时在

4、光屏 P 上观察到 干涉条纹要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以A增大 与 S 的距B小双缝屏到光屏的距离C绿光换为红光绿光换为紫光9(0 )：127913a、 两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，图所示 发现 b 的射光线靠近法线，由此可判( )Aa 比 更易发生衍射现象B光从介质射向空气中a、b 要发生全反射的临界角分别为 、 ， C CC介质中 b 的度较大色光 b 的频率较低10 分ID：如所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水 井（水面在井口之下），两井底部各有一只青蛙，则（ ）A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B井中的青蛙

5、觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星C井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星只青蛙觉得井口一样大，天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星11 分ID：某学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率 n图甲所示， 是 圆心， 是法线AO、BO 分别表示某次测量时光线空气和玻璃砖中的传播路径该同 学测得多组入射角 和射角 r，做出 sin 图像如图乙所示则A光由 A 经 O 到 ，B由 B 经 到 ，C由 经 O 到 ，由 经 到 ，12 分ID：用面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界 面 aa和 bb，慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置

6、上，而实验中其他操 均正确，测得的折射率将（ ）A偏大B小C不变法确定二、填空题13 分ID：沙漠地区，太阳照射下，地面附近的空气温度升高，密度降低， 折射率减小，光线从高向低照射时发生全反射，形“海蜃。现将此原理简化为光在 两层空气间发生全反射，已知上层空气折射率为 n，面附近空气折射率为 1（忽略下层 空气厚度）。则形成“海市蜃”在地平_（填上”或下），请完成光 路图_。要发生全反射，光线从上层空气进入下层空气的射角的正弦值至少为 _。14 分ID：由种透明物体制成的等腰直角棱镜 ABO，两腰都为 ，两腰 与 和 轴都重合，如图所示，从 BO 边 点视 A 棱，发现 A 棱的位在 D 点，

7、在 、 两点插上大头针，测出 点坐标为0，12）D 点坐标为9，）则该透明 物质的折射率为_15 分ID：行玻璃砖底面涂有反射层，一束由 、 两种单色光组成的复合光 以 45 入射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射、射再折射后从玻璃砖上表面射出，如图 所示是其部分光路图。不考虑光在玻璃砖上表面的反射，则玻璃砖对单色_(选填 “a”“b”)的折射率大；单色_(选填“a”或b”)在璃中传播的时间长；束单色 光从玻璃砖上表面出射后相互选填平或不行。16 分ID：束光从水中射向空气，其频率_，波长将 _（选填变”或变短）波速（填变大不变或变小） 分ID：128033小明同学从新闻上看,2017 年 月“复

8、”将在京沪高铁以 350 公里时速运行为了一睹复号容颜小明利用国庆假带相机爬上京沪高铁旁边的 小山岗刚爬上小山他听火车笛声而笛声越来越尖,由他判断火车填 “向驶来或离远”为了能拍到复号的晰图片他起带来的单反相机相机的 镜头呈淡紫这因为镜头上镀了一层,据知可知此膜可以减少光的反射损 失为免火车车窗玻璃反射光使照片不清他要在镜头前加上_ 18 分ID：图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜，现在有一束单色光从空气中以 的入射角自直角边 AB 射入，折射时的偏转角为 后光线射到 面刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率， 反射的临界角为_，。19 分ID：图所示MN 是一条通过透明半

9、球体球心的直线，现有一束由两 种单色细光束组成的复色光 AB 平 MN 射向球体，经透明半球体的作用后分裂为两， 其中 a 光与 MN 的角为 ， 光束与 MN 的角为 15，知 与 间距离为 半径的一半。则该透明半球体对 光折率_。让这两束单色光分别通过同一 双缝干涉装置后，条纹间距较宽的_ （填“或b）光。20 分ID：一光从真空进入某质，方向如图所示，则该介质的折射率为 _，光在真空中的传播速度为 ，光在该介质中的传播速度。三、解题21 分ID：图所示， ABC 为腰棱镜， B 30 边为 L， 一束单色光从 面 D 点斜射入棱镜，入射光线与 面行，三棱镜对光的折射率为 ，考虑光线在面的

10、反射。（）断光线 面上能否发全反射； （）光在三镜中传播的时间。22 分ID：图，截面是半径为 R 的圆形玻砖固定在空中，上表面 AB水平， 为圆的圆心，一束单色光斜射在 AB上的 Q 点（ 是AO的中点），光线与 AB面的夹角为 ，射光线刚好从圆弧的最低点 C 直射玻璃砖，照射在地面上的 E 点， 点离地面的高度 CD 等 ，光在真空中传播速度为 ，：（）璃砖对的折射率；（）从 Q 点传播到 点用的时间。23 分ID：如所示，截面为半圆形玻璃砖的半径为 R一束单色平行光向右 垂直直面射向玻璃砖，在玻璃砖右侧可看到圆弧面上有三分之一的区域被照亮。已知光在 真空中的速度为 ，：(1)该璃砖对此单

11、色光的折射率；(2)自同点入射的光在玻璃砖中的传播时间同，计算得出最短传播时间（不考虑光在玻 璃砖内的多次反射）。24 分ID：图所示，一束激光从 O 点空气射入厚度均匀的介质，经下表面 反射后，从上面的 A 点出已知入射角为 i 与 O 相 l介质的折射率为 试介质的 厚度 d.25 分ID：图为一光导纤(可化为一长玻璃)的意图，玻璃丝长为 L， 折射率为 n， 代表端面已知光在真空中的传播速度为 .(1)为光线能从玻璃丝的 端传播到另一端面求光线在端面 AB 上入射角应满的 条件；(2)求线从玻璃丝的 端面传播到另一端面所需的最长时间26 分ID：如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组

12、，半圆的直径为 d正三角形的边长也为 ，一束单色光从 AB 边中 D 垂于 BC 射入玻璃砖中，结果 折射光线刚好通过半圆的圆心 ，在真空的传播速度为 ，：光玻璃砖中传播的时间（不考虑光的反射.入光线的方向不变，将光在 AB 面的入射点下移，使折射光线刚好能照射到圆的底 部，入射点沿 移动的距离为多少？这时光束在圆的底经玻璃砖折射后的折射角为多 少？【参考答案】2016-2017 年度第考试试卷 考答案科模测试一选题123C4C5C67C8C9101112二填题13方因为根据类似于平镜成像的原理人眼总是默认光线直线传播的1415 平行16变变长变大向他驶来薄膜干(或光的干涉偏振片或振片镜头【析

13、】笛声越来越尖锐即频率 越来越高根据多普勒效应可知火车向他驶来镜头镀了一层膜是薄膜干涉增加入射光量为避 免火车车窗玻璃反射光使照片不清晰应在镜头18解析】1920三解题2122232425262016-2017 年度第考试试卷 考解析【参考解析】科模测试一选题1解析：A激光全息照相是利用了激光相干性好获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故 正确，不符合题意；B 电是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故 错误，符合题意；C落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，这是 利用光的偏振现象，故 C 正，不符合题意；手指间的缝隙观察日光灯可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象

14、，故 D 正，不 符合题意。故选 。2B解析：光路图如图所示可知60，由折射率 n sin 可得，2，由几何关系得：光线射到底边上时的入射角3，光线在底边折射时，由折射定律得 n 4sin 3可得4，由几何知识得 CO CB ，以ROC 3在 中可得，所求距离 OC tan30 错， 正。 故选 。3C解析：据折射定律n sin i 45 2 30故 AB 错误；光从介质射向空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于90 反射，此时入射角为 ，有时，即发生全n 2 sin 90sin 解得C 45 即入射角大于等于 45 全反射现象，故 C 正， 错误。 故选 。4C解析：由题意可知玻璃全反

15、射的临界角=45根据光的折射定律可知，玻璃的折射率 2sin 光线在该玻璃中的传播速度 3 m/s 8 n 2故 正， 错。故选 。5C解析：A.光线的入射角为 折射角为 ，知光线有介质进入真空，故 A 错误；sin BC.据折射定律得 n 3sin，故 B 错， 正确；反射角等于入射角，则反射镜与界面的夹角为 ，则反射光线与折射光线的夹角为 90，故 错误1 21 26B解析：【解析】试题分析：由折射图象可知 a 光偏折程度最大，说明水滴对 a 的射率最大，故 a 的率最大，由v f可知， 的波长最小，abcd 偏程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光B 正确；考点：考查了光的折射名师点睛

16、：根据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得频率、 波长等的大小时关系，即可判断各光可能的顺序7C解析：光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大， 发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失C 正确。 故选 。8C解析：据光的干涉产生的条纹间距满足该关系 /d，此可知，增加 S 与 的距，条纹间 距减小A 选错误；减小双缝到屏的距离，条纹间距减小 选错误；将绿换成红 光，波长增加，条纹间距增大C 选出正确；绿光换成紫光，波长变小，条纹间距减小D 选项错误9A解析：如图，由sin1 2可知， 的射率大于 的射率，所以 b

17、 的频率较大，波长较短，而 a 的率较小，波长较长，波动性较强，故 比 b 更容易发生衍射，故 A 正确， 错误；BsinC 1n可知临界角 ， 错；a bC cv可知介质中v v b，故 C 错误故选 A10解析：如图所示枯井中的青蛙看到井外的范围，可根据光的直线传播确定。而外界光线斜射到水面时，入 射角大于折射角，根据光线可逆性，故水井中的青蛙看到的范围超出光直线传播看到的范 围，即水井中的青蛙看到井外的范围较大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星 星。故选 A11解析：由图线可知sin i 0.6 2 1 sin r n，可得 n=1； i 是射角， 是射角，折射角大于入射角，故光由

18、 经 到 A故选 B12解析：两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率时，其入射光线与最终射出的光线是平行的关系，尽 管玻璃砖被向上移动，改变了真实的折射点，但是折射光线始终与入射光平行由于玻璃 砖平移，所以测量的入射光线与真实的入射光线重合，所以通过以上分析可知，折射角没 有误差，所以测量结果不变故选 。【点睛】本题考查了利用玻璃砖测折射率的实验误差分析，类似的问题还有将玻璃砖向下侧移等， 判断关键就在于折射光线是否有误差二填题13方因为根据类似于平镜成像的原理人眼总是默认光线直线传播的解析：方 因根据类似于平面镜成像的原理，人眼总是默认光线直线传播的。sin C 1形的海蜃”在地平线下方； 2光图

19、如图光线射到介质的分界面处时发生全反射，反向延长线的交点为看到的像点，因为根据类似 于平面镜成像的原理，人眼总是默认光线直线传播的。3要生全反，则sin 90sin 即光线从上层空气进入下层空气的入射角的正弦值至少为sin C 14 43由题，作出光路图，如图所示由折射定律，得棱镜的折射率n sin r sin CDO sin i sin CAO由几何知识得sin CDO sin CAO OC 0.8CD OC 12 0.6AC 20解得n 4315aa 平行解析： a 平 1光图如图示，a ba ba ba b光线进入玻璃砖时， 光偏折程度较大，则 a 光的折射率较大。 2设璃砖的度为 d入

20、射角为 ，折射角为 r，折射率为 n。 则有：n isin r光在玻璃中的传播速度：v c光在玻璃砖中的路程：x 2d r光在玻璃砖中的传播时间：t xv解得光在玻璃中的传播时间：t c n2 2i采用特殊值法比较：假设 光折射率为 3 ， 光折射率为 ，代入上式可得：( 2 ( 2t : : 2则t 。3根光路可性原理知两束单色光从玻璃砖上射出后折射角相等，且等于原来的入射 角，所以两者相互平行。16不变变长变大解析：变 变 变1由频率取于波源，所以一束光从水中射向空气，其频率将不变，23从水中射向空气波速变大，由公式v f可知，波长将变长。17向他驶来薄膜干涉(或光的干涉偏振片(或偏振片镜

21、头)【解析】笛声越来越 尖锐即频率越来越高根据多普勒效应可知火车向他驶来镜头镀了一层膜是薄膜 干涉增加入射光量为避免火车车窗玻璃反射光使照片不清晰应在镜头解析：他驶来 薄干(或 光干 偏片或振片镜)【解析】笛声越来越尖锐，即频率越来越高，根据多普勒效应可知，火车向他驶来， 镜头镀了一层膜是薄膜干涉，增加入射光量，为避免火车车窗玻璃反射光使照片不清晰，应在镜头前加上偏振片 18【解析】解析： 2 45 【解析】1光以 = 45的入射角自直角边 射，射时的偏向角为15r 30，所以折射角为由折射定律可得sin sin 45 2sin r 2由好发生反射得 1sin 则有 453而线射到 AC 面刚

22、好发生了全反射，则光发生全反射时，入射角为 45，所以入射光线与直线 AC 的角也为 由进入玻璃里的折射光线与直线 的夹角为 三角形知识可得： 45 解析： 3b1作 a、 两单色光束的出射光线如图所示：由几何关系知两单色光的入射角都为r=30a 光b 光的折射角分别为由 n sin isin r=60，=45可得 、 两色光折射率分别n 3an 2b2由在同一明半球体中折射率大的色光波长短，因此 a b又光通过双缝干涉装置后的条纹间距为 Ld故 光干涉条纹间距较宽。 201 介的折射率n sin i sin 2 sin r sin 302根v c 2 cn 三解题21（）发生全射；23c（）在棱镜传播的路径如图所示由几何关系可知，光线在 面的入射i 设折射角为 r ，折射定律有 isin r解得由几何关系可知，光线在 ABr 面上的入射角由于1 3 3 C n 2 R t R t 因此C ，由此可以判断光线在 AB 面上能发生全反射。（）几何关可知 eq oac(,，)ADE 是腰三角形，因此DE 边形 DEFC 为行四边形，因此 因此 L光在介质中传播的速度v cn因此光在三棱镜中传播的时间t 3Lv 22（） n 152；（2） t 4（）几何关可知，光线在 面