《好题》高中物理选修一第四章《光》检测题(答案解析)

一、选择题

1．(0分)[ID：127984]如图甲、乙所示的2种明暗相间的条纹分别是甲、乙两种单色可见光分别通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮条纹）。则甲光和乙光波长的大小关系为（ ）

A．甲光大

B．乙光大

C．一样大

D．无法确定

2．(0分)[ID：127982]光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的衍射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法中正确的是（ ）

n1Lnn，tA．1 2n2Cn12LB．n1n2，t

n2Cn12LD．n1n2，t

n2Cn1Lnn，tC．1 2n2C3．(0分)[ID：127981]一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是（ ）

A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍 B．若不充入介质，则实现“开”功能

C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能 D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能

4．(0分)[ID：127980]ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，

ABBC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束

光（ ）

A．相同条件下，b光比a光更容易发生衍射 B．在棱镜内，a光的传播速度比b光的小

C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小 D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小

5．(0分)[ID：127976]一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示下列说法正确的是（ ）

A．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度

B．在真空中，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象 C．增大空气一侧的入射角，a光线先消失

D．在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距 6．(0分)[ID：127971]下列说法正确的是（ ）

A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射 B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉现象 C．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振

D．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象

7．(0分)[ID：127970]如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（ ）

A．a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样 B．a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短

D．在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大 8．(0分)[ID：127968]下列关于光的干涉、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的特性 B．3D电影是利用了光的干涉特性

C．日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 D．通过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

9．(0分)[ID：127954]如图所示，OO是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是平行于OO轴的两束不同单色细光束，a、b到OO的距离相等，光屏MN与OO垂直，左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑p，以下说法正确的是（ ）

A．a在该玻璃体中的折射率比b的小 B．a通过该玻璃体的时间比b短

C．由该玻璃体进入空气时，a的临界角比b小 D．a比b更容易发生衍射

10．(0分)[ID：127950]如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）

A．若三种色光在三棱镜发生全反射，则a光的临界角最小 B．a、b、c三色光在真空传播，a光的波长最长 C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中传播，a光速度最大

D．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 11．(0分)[ID：127949]关于甲、乙、丙三个光学现象，下列说法正确的是（ ）

甲：激光束通过双缝产生明暗条纹

乙：单色光通过劈尖空气薄膜产生明暗条纹

丙：激光束通过细丝产生明暗条纹

A．三个现象中产生的明暗条纹均为干涉条纹 B．甲中，双缝的间距越大，条纹间距越大

C．乙中，若被检查平面上有个凹陷，此处对应条纹会向右凸出 D．丙中，如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了

12．(0分)[ID：127936]如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）。已知该光线在玻璃砖中的传播速度为传播速度，则下列说法错误的是（ ）

2c，c为光在真空中的2

A．平行玻璃砖的折射率为2 B．入射点A与出射点B之间的距离为C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°

D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d

23d 3二、填空题

13．(0分)[ID：128082]如图所示，一束复色光射到三棱镜上，从三棱镜另一面射出两单色光A、B，两种色光中折射率较小的是______；如果增大入射角，则先发生全反射的是______；如果A、B两种光使用同一装置做双缝干涉实验，条纹间距较大的是______。

14．(0分)[ID：128068]如图所示，正三角形ABC是一个玻璃三棱镜的截面图。正三角形的边长为L，一束单色光垂直AB面射入，在BC面恰好发生全反射，从AC面射出。这种单色光从空气进入玻璃后，单色光的波长变__________（选填“长”或“短”）；玻璃对这种单色光折射率n=__________；该单色光在三棱镜中的传播时间t=__________。（光在真空中的传播速度为c）

15．(0分)[ID：128066]如图所示，截面ABCD为矩形的透明设备放置在真空环境中，AB= 2a，频率为ν的光L 1入射到上表面与AD的夹角为θ=30°，折射到AB面中点时恰好发生全反射，则该设备材料的折射率为 ___；若真空中的光速为c，则光从射入到第一次射出需要的时间为____；若有另一束光L2能和L1发生干涉，则L2的频率____ν（填“大于”“等于”或“小于”）。

16．(0分)[ID：128058]一束光从水中射向空气，其频率将___________，波长将

___________（选填“变长”或“变短”），波速将_________（选填“变大”“不变”或“变小”）． 17．(0分)[ID：128024]学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

（1）若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为______， （2）图中P3、P4两位置中______（填“P3”或“P4”）处所对应的折射率大， （3）若保持∠AOF＝30°不变，用该装置能测量的最大折射率的值不超过________， 18．(0分)[ID：128019]如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC，现在有一束单色光从空气中以θ=45的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为

15，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为________，全

反射的临界角为____，角∠A=________。

19．(0分)[ID：127995]纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复. (1)这是利用了激光的_____________ A．单色性 B．方向性好 C．高能量 D．偏振性

(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次，1nm等于____________。

20．(0分)[ID：127994]如图所示，在双缝干涉实验中，激光的波长为7.30107m，屏上

P点距双缝S1和S2的路程差为7.30107m，则在这里出现的应是________（选填“亮条

纹”或“暗条纹”）。

三、解答题

21．(0分)[ID：128189]空气中一束单色光斜射到厚度为d的上下表面平行的透明介质砖，光路如图所示。已知光线在上表面的入射角i53，折射角r37，光线在上表面的反射光线为A，进入介质中的光线经下表面反射后再经上表面折射出的光线为B，已知

sin530.8，sin370.6，求：

（1）该透明介质的折射率； （2）光线A、B之间的距离；

（3）从光线B射入透明介质到刚折射出透明介质的过程中光线A传播的距离。

22．(0分)[ID：128184]如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从AC面入射，然后在CD界面外侧观察PP12的像，但他始终无法在CD界面外侧找到PP12的像，却意外地在BD界面外侧看到了PP3P4，用以12的像，于是按原方法钉了两枚大头针P标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。

23．(0分)[ID：128169]如图所示，一横截面半径为R的四分之一圆弧的透明柱体水平放置。该柱体的BC面是反光材料，一束单色光竖直向下从A点射向柱体的弧面BD，进入柱体内部后，经过一次反射后恰好从柱体D点射出。已知光在真空中传播的速度为c，入射角i=60°，求：

(i)该透明柱体的折射率n； (ii)光在该柱体中的传播时间t。

24．(0分)[ID：128120]如图所示，某种材料制成的半球体，左侧面镀有水银，CD为半球底面直径，O为球心，直线OB垂直CD，且与半球面交于B点．现有一单色光平行BO方向

从半球面上的A点射入半球，经CD面反射后恰好从B点射出半球．半球的半径为R，入射时单色光线与OB的距离d=光在B点的反射．

①求单色光从B点射出时的折射角；

②已知光在真空中的传播速度为c，求单色光在半球内传播的总时间t．

3R，透明半球对该单色光的折射率n3，不考虑单色2

25．(0分)[ID：128116]有一截面为正方形物体ABCD静止浮在水面上，刚好在一半在水下，正方形边长l=1.2m，AB侧前方s10.8m处有一障碍物．一潜水员在障碍物前方

s23.0m处下潜到深度为h1的P处时，看到A点刚好被障碍物挡住．已知水的折射率

n4．求： 3

（1）深度h1；

（2）继续下潜h2恰好能看见CD右侧水面上方的景物，则h2为多少？

26．(0分)[ID：128103]测定玻璃的折射率某同学用如下方法：先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上，画出两侧界面MN、PQ，在玻璃砖的一侧用激光照射，在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点A、B，两光线的位置如图所示.测得入射光线与界面的夹角θ1为45°，光屏上两光点之间的距离L=3.0 cm，玻璃砖的厚度h=2.0 cm，求玻璃的折射率.

【参考答案】

2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案

**科目模拟测试

一、选择题 1．B 2．B 3．C 4．C 5．B 6．A 7．B 8．B 9．C 10．A 11．D 12．C

二、填空题 13．ABA 14．短 15．等于 16．不变变长变大 17．P42 18．【解析】 19．BC 20．亮条纹

三、解答题 21． 22． 23． 24． 25． 26．

2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析

【参考解析】

**科目模拟测试

一、选择题 1．B 解析：B

对于同一窄缝，波长越长，衍射条纹越宽，由图可知，乙光波长较长。 故选B。

2．B

解析：B

如图所示，欲使光在n1和n2的界面上发生全反射，需有：n1光在介质n1中的传播最长路程为

n2

x传播速度为

L sinC n1v故最长时间为

Ln1n12Lxt vCsinn2C故选：B。

3．C

解析：C A．根据公式可知

vc nvf

频率不变，波长变为原来的三分之二，A错误；

B．单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，入射角为45 ，根据全反射的条件，临界角为

sinC122 sin45n32不充入介质，即发生全反射，光不可以通过2，实现“关”功能，B错误；

CD．由光密进入光梳，可能发生全反射，可能无法进入2，处于关状态，从光疏进入光密，不会发生全反射，则一定处于开状态，C正确D错误。 故选C。

4．C

解析：C

AB．由图可知，光线在CD界面上，相同的入射角时只有a光射出，说明b光产生全反射，说明b光比a光的折射率大，所以全反射临界角小，由速度vc可知，在同种介质n中，a光传播速度比b光大，a光波长大，频率小，在相同条件下，a光比b光更容易产生衍射，AB错误； C．由折射率公式nsini，可以确定，以相同的入射角从空气斜射到水中，b光偏折的sinL，同一装置，a光的波长大，所以条纹间d更厉害，所以b光的折射角较小，C正确； D．在双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距x距大，D错误。 故选C。

5．B

解析：B

A．光路图如图所示

在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由v中a光的传播速度小于b光的传播速度，故A错误；

c知，在玻璃nB．由于b光的偏折程度较小，故其折射率较小，所以其波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象，故B正确；

C．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，故C错误；

D．a光的折射率大，频率大，则波长小，根据x间距，故D错误。 故选B。

L，a光的条纹间距小于b光的条纹d6．A

解析：A

A．波长越长越容易发生衍射现象，声波比可见光波长长，所以遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射，A正确；

B．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出频率不相同，则可测量血流速度，B错误；

C．镜头上的增透膜，是运用振动情况相反，相互减弱，从而减少光的反射，是利用光的干涉现象，C错误；

D．透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用空气薄层两个反射面，得到频率相同的光，从而相互叠加，形成光的干涉条纹，D错误。 故选A。

7．B

解析：B

AB．双缝干涉图样的条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则知a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确； C．根据xL可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成a图样的光的波d长比形成b图样光的波长长，故C错误；

D．波长越长，频率越小，折射率越小；形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小，故D错误。 故选B。

8．B

解析：B

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A正确，不符合题意；

B．3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误，符合题意；

C．日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正确，不符合题意；

D．过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，故D正确，不符合题意。 故选B。

9．C

解析：C

A．通过玻璃体后，a光的偏折程度比b光的大，则a在该玻璃体中的折射率比b的大，故A错误； B．根据

vc n可知，a光的折射率较大，则a光在玻璃体中的速度较小，则a通过该玻璃体的时间比b长，故B错误； C．根据

sinC1 n可知，a光的折射率较大，则a的临界角比b小，故C正确；

D．由于a光的折射率较大，所以a的频率较大，波长较短，波动性较弱，故a比b更不容易发生衍射，故D错误。 故选C。

10．A

解析：A

AB．根据光的偏射程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光的波长最短，根据临界角公式

sinC可知，a光的临界角最小，故A正确，B错误； C．c光的折射率最小，由公式

1 nvc n可得，三色光在玻璃三棱镜中传播时，c光速度最大，故C错误； D．c光的波长最长，a光的波长最短，而干涉条纹的间距

l d则a光形成的干涉条纹的间距最小，故D错误。 故选A。

x11．D

解析：D

A．丙为衍射条纹，故A错误； B．根据单色光双缝干涉间距公式

xL d双缝的间距越大，条纹间距越小，故B错误；

C．乙中，若被检查平面上有个凹陷，则此处光程差变大，会提前出现亮条纹，所以条纹会向夹角处弯曲，即此处对应条纹会向左凸出，故C错误；

D．衍射条纹的宽窄与狭缝的宽窄有关，狭缝越窄，条纹越宽，即如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了，故D正确。 故选D。

12．C

解析：C

A.玻璃砖的折射率为：

ncvc2 2c2选项A正确；

B.作出光的传播路径如图所示：

由折射定律有：

n解得：

sinsin452 sinsinβ=30°

因此入射点A与出射点B之间的距离为：

xAB2dtan选项B正确； C.设临界角为C，则有：

23d 3sinC解得：

12 n2C=45°

选项C错误；

D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD至少为：

LCD2dtanC2d

选项D正确。

本题选错误的，故选C。

二、填空题 13．ABA

解析：A B A

[1]由题图可知，B光折射率较大，B光的频率大，A光折射率较小，A光的频率小； [2]由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，如果增大入射角，则B光先发生全反射；

[3]在同种介质中，A光的波长比B光的波长长，如果A、B两种光使用同一装置做双缝干涉实验，根据

Δx＝

可知，条纹间距较大的是A光。

lλ d14．短

解析：短 23L c3[1][2][3]设玻璃的折射率为n，光在玻璃中的传播速度为v，发生全反射的临界角为C，则由题意知C=60°，所以

n又因为

1123 sinCsin603c vn所以

v光在玻璃中的路程

c3c n23L 2sx1sin60Lx1sin60t解析：sL15．等于 vc77a 等于 2c2sin60[1]设该设备材料的折射率为n，在AD面上，设折射角为α，则由折射定律n。

sin在AB面上，恰好发生全反射，则

sin90联立解得n1 n7。 22a2an7a cosc n[2]由几何关系，光从射入到第一次射出所走过的路程为

s光在介质中传播的速度

v则需要的时间

t联立解得ts v7a。 2c[3]发生干涉时，两束光的频率相等，所以若有另一束光L2能和L1发生干涉，则L2的频率等于ν。

16．不变变长变大

解析：不变 变长 变大

[1]由于频率取决于波源，所以一束光从水中射向空气，其频率将不变， [2][3]光从水中射向空气波速变大，由公式vf可知，波长将变长。

17．P42

解析：3 P4 2

试题分析：（1）OP3与OC的夹角为30°，则入射角为60°，根据折射率定律

nsin3， sin（2）P4位置的入射角大，在折射角一定的情况下，故折射率就大． （3）入射角和折射角相等，则折射率为1．

（4）当发生全反射时，为所能测量最大折射率，故为2 考点：考查了光的折射

点评：对于折射定律应用时，要注意公式n射．

sinr的使用条件是光从真空射入介质发生折sini18．【解析】

解析：2 45 15 【解析】

[1]光线以θ=45的入射角自直角边AB射入，折射时的偏向角为15，所以折射角为

r30

由折射定律可得

sinsin45n2 sinrsin30[2]由恰好发生全反射得

sinC则有

11 n2C45

[3]而光线射到AC面时刚好发生了全反射，则光线发生全反射时，入射角为45，所以入射光线与直线AC的夹角也为45，由于进入玻璃里的折射光线与直线AB的夹角为60，由三角形知识可得：

CAB60451519．BC

解析：BC 109m

(1)[1]激光用于医疗卫生，修复人体器官及对DNA分子修复等，是因为激光有非常好的方向性和非常高的能量 故选BC；

(2)[2]纳米是长度单位，波长经常用纳米作单位，1nm109m。

20．亮条纹

解析：亮条纹

屏上P点距双缝S1和S2的路程差为s7.30107m，则有

7.30107mn27.30107m 22s即P点距双缝S1和S2的路程差为半波长的偶数倍，故在P点出现亮条纹。

三、解答题 21． （1）n410d ；（2）FG0.9d；（3）x33（1）根据

nsini sinr解得

（2）如图所示

根据几何关系可知

而

代入数据解得

（3）光在介质中传播速度

而

折射光线在介质中传播的时间为解得

光线A传播的距离为

解得

n43 EF2dtanr

FGEFcosi

FG0.9d

vc3n4c EHHFdcosrtEHHFv t10d3c xct

x103d22．

要求有以下步骤：

①连接P1、P2，确定AC界面入射点O点； ②连接P3、P4，确定BD界面入射点O1点；

点）； ③关于CD作O点O点（或O1点的对称点O1

），确定连线和CD界面交点为O2； ④连接O与O1 （或O与O1⑤连接O2与O点与O1点的连线就是玻璃砖内的光路，正确表示实际光路。

23．

(i)n3；(ii)t3R c(i)光路图如图所示，设折射角为r，由光的折射定律有

sin60n sinr由对称性和几何知识有

i=∠ACD=r+∠CFE=2r

解得

r=30°

n3 （ii）设光在透明柱体中传播的距离为s，根据几何关系有：

sxAF2Rcos303R

vc nt解得

s vt①=60°②t3R24． c3R． c①该单色光在半球内传播的光路如图所示：

设光在A点的入射角为θ1，则有：sin1设折射角为θ2.则有：nd3，可得θ1=60° R2sin1，可得θ2=60° sin2由几何关系可知，光线在B点的入射角θ2=30°

在B点，由nsin，可得：=60° sin1②由图可知：OE33333R，EF=OF-OE=RRR，AE=2EF=R 32363光线在球内的总路程为：s=AE+EB=3R 光线在球内的传播速度大小为：v光线在球内的传播时间为：tcc n3s3R vc25．

①h14m ；②h21.0m

解：①设过A点光线，恰好障碍物挡住时，入射角、折射角分别为、，则：s

sins1l2 ①

s421sin ns22s2h12 ②

sin ③ sin由①②③解得：h14m

②潜水员和C点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：sinC13 ④ n4tanCs1s2l5l3.4h2 ⑤

h1h22由④⑤解得：h21.0m

26．

44 【解析】

光路图如图所示，

可知OO′与AB的距离相等，由几何原理得：

sinL2Lh()222L4h2L23

42.023.0253.0sin(900)531.44． 由折射率定义得：nsin6