广州二中应元学校高中物理选修一第四章《光》检测卷(答案解析)

一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A ．紫光的波长比红光的波长大
B ．频率越高的电磁波在真空中传播速度越快
C ．光的偏振现象说明光是纵波
D ．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
2．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 3．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1n ，外层材料的衍射率为2n ，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（ ）
A ．1122n L n n t n C >=，
B ．21122n L n n t n C
>=， C ．1122n L n n t n C
=<， D ．21122n L n n t n C <=， 4．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
5．半径为R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，两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3n =
面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ）
A ．4R
B ．3R
C ．2
R D ．R
6．下列光现象中应用了光的偏振现象的是（ ） A ．全息照相
B ．立体电影
C ．医用纤维式内窥镜
D ．增透膜 7．两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，光路如图所示，下列说
法正确的是（ ）
A ．单色光1的频率比2低
B ．射出后的两束单色光平行
C ．在玻璃中单色光1的波长比2长
D ．在玻璃中单色光1的传播速度比2大 8．如图所示，MN 是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是
A ．反射光线与折射光线的夹角为120°
B ．该液体对红光的折射率为3
C ．该液体对红光的全反射临界角为45°
D ．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是30°
9．某种介质对空气的折射率是2 ，一束光从该介质射向空气，入射角是 60°，则下列光路图中正确的是（图 中 I 为空气，Ⅱ为介质）（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 10．如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d 的立方体A 和半径为d 的半球体B 分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方(对B 来说是最高点)竖直向下分别观察A 、B 中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是
①看到A中的字比B中的字高
②看到B中的字比A中的字高
③看到A、B中的字一样高
④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高
A．①④B．只有①C．只有②D．③④
11．光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为( )
A．2B．3C．
2
2
D．
3
3
12．如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射．逐渐增大入射角，下列对观察到的现象的描述中正确的是（）
A．反射光线和折射光线的夹角逐渐增大
B．折射角和入射角的比值不变
C．反射光线和折射光线都逐渐减弱
D．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
13．如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()
A．A、B、C三个位置都出现亮条纹
B．B位置处出现暗条纹
C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D．以上结论都不对
14．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同
C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同
15．用两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′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折
射率将（）
A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定
二、填空题
16．2009年诺贝尔物理学奖授予华商物理学家高，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献。

光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的__________（选填“大”或“小”），而光在光纤内芯（内层玻璃）的传播速率比在外套（外层玻璃）的传播速率
__________（选填“大”或“小”）。

17．两束单色光A、B垂直射入同一长方体玻璃砖的上表面，单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面。

则玻璃砖对单色光_______。

（选填“A”或“B” ）的折射率较大。

用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到单色光__________（选填“A”或“ B”）产生的条纹间距较大。

18．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）
19．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率__________，振动方向___________，具有恒定的________。

激光散斑测速应用了光的干涉原理，二次曝光照相获得的散斑对相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，已知二次曝光时间间隔为△t，双缝到屏的距离为L，相邻两条纹间距为△x，激光波长为λ，则运动物体的速度表达式为_____。

20．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可以测量光屏上光强的分布。

某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(填“单缝”或“双缝”)。

当研究干涉现象时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝屏与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)。

21．下列说法正确的是_________．
A．泊松亮斑是光的衍射现象
B．彩虹现象与光的全反射有关
C．全息照相利用了激光的干涉原理
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
E.不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
22．某同学利用游标卡尺观察教室内日光灯的衍射现象．他将游标卡尺的两个测量脚逐渐靠近，将眼睛紧贴着狭缝观察日光灯，并让狭缝与日光灯管平行．当游标卡尺之间的狭缝足够小的时候，他观察到了光的衍射现象，此时游标卡尺如下图．
（1）请读出此时游标卡尺的读数________________．
（2）请描述他看到的现象：_______________________________．
23．如图所示，一根长为L的直光导纤维的折射率为n，光从它的一个端面射入，又从另一端面射出，所需的最长时间是________.(设光在真空中的光速为c)
24．如图所示，含有a、b两种单色光的一细光束，沿半径方向从真空射入横截面为半圆形的透明介质中．a、b两种单色光从介质中射出时方向如图所示．则a、b两种单色光在介质中的折射率n1：n2=______，两种单色光在介质中的速度v1：v2=______．
25．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°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为______， （2）图中P 3、P 4两位置中______（填“P 3”或“P 4”）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________，
26．如图所示，一个半径为R 、透明的14球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知2OA R =，该球体对蓝光的折射率为3．则它从球面射出时的出射角β=___．若换用一束紫光同样从A 点射入该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置___（填“偏左”、“偏右”或“不变”）．
三、解答题
27．如图，玻璃球冠的折射率为3，底面的半径是球半径的32
倍，在过球心O 且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A 点，求该光线经从底面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

28．如图所示，一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC ，∠A =60°，∠C =90°，D 点是AC 的中点，AD 间距离为a 。

一条光线从D 点与AC 边成45°方向射入棱镜，已知道玻璃的折射率n 2，求：
(1)光从玻璃棱镜中射出时，出射光线的出射角；
(2)若真空中光速为c ，光线在棱镜中经过的时间t 。

29．如图，直角三角形ABC 为一棱镜的横截面，∠A =90°，∠B =30°．一束光线平行于底边BC 射到AB 边上并进入棱镜，然后垂直于AC 边射出．
（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB 边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC 边上恰好有光线射出．求此时AB 边上入射角的正弦．
30．一细光束以一定的入射角从空气射到等腰直角棱镜的侧面AB 边的中点D ，光线进入棱镜后直接射向AC 边．逐渐调整光线在AB 面的入射角，当入射角45α=︒时，光线射到AC 边上的E 点(E 点未画出)，此时AC 边恰好无光线射向空气．已知AB 边长为L ，90A ∠=︒，45B ∠=︒，真空中光束为c ，求：
①该棱镜的折射率n ；
②光线由D 点到E 点所用的时间．。