上海东门中学高中物理选修一第四章《光》检测(含答案解析)

一、选择题
1．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
2．某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为2，该三棱镜的AB 边竖直放置，60BAC ∠=︒，45B ∠=︒，当一束水平单色光照射在三棱镜AB 边上时，光在AC 边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（ ）
A ．30
B ．45︒
C ．60︒
D ．75︒
3．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
4．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
5．如图为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，AB表示端面，某单色平行光束照射到端面，要使光线不从玻璃丝的侧面透射出来，已知玻璃丝对该光的折射率为n，则入射角的正弦值sin i应满足的条件是（）
A．2
sin1
i n
>-B．2
sin1
i n
≤-
C．
2
2
1
sin
n
i
n
-
≥D．
2
2
1
sin
n
i
n
-
<
6．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F 点，已知入射方向与边AB的夹角为θ=30︒，E、F分别为AB、BC的中点，则（）
A3
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变大
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
7．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
8．关于光的下列说法正确的是（）
A．偏振现象说明光是横波
B．偏振现象说明光是纵波
C．用光导纤维束传送图像信息，是利用光的衍射现象
D．用光导纤维束传送图像信息，是利用光的干涉现象
9．以线状白炽灯为光源，通过狭缝观察该光源，可以看到（）
A．黑白相间的条纹，这是光的干涉B．黑白相间的条纹，这是光的衍射
C．彩色的条纹，这是光的干涉D．彩色的条纹，这是光的衍射
10．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃分成OB、OC两束光。

下列说法正确的是（）
A．光束OB是红光
B．紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长大
C．紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小
D．两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等
11．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
2
2
c，c为光在真空中的传播速度，则下列说
法错误的是（）
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23 3
d
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 12．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知( )
A．光是从真空射入介质的
B
3
C3
D．反射光线与折射光线的夹角为60°
13．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表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．紫光、蓝光、黄光和红光
C．红光、蓝光、黄光和紫光
D．红光、黄光、蓝光和紫光
14．关于下列四图，以下说法正确的是()．
A．甲图可能是单色光线形成的双缝干涉图样
B．在乙漫画中，由于光的折射，鱼的实际位置比人看到的要深一些
C．丙图为一束含有红光、紫光的复色光c，沿半径方向射入半圆形玻璃砖，由圆心O点射出，分为a、b两束光，则用同一装置做双缝干涉实验时，用a光要比用b光条纹间距更大
D．丁图是光从玻璃射入空气时的光路图，其入射角是60°
15．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）
A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B．小球所发的光能从水面任何区域射出
C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
二、填空题
16．如图所示，在“利用插针法测定玻璃砖折射率”实验中，某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大了些，则他测得折射率_____（选填“偏大”“偏小”
或“不变”）。

17．物理实验室新进来一批由某种透明材料做成的棱镜，其横截面由一直角三角形和一半
径为R的1
4
圆柱组成，如图所示。

已知三角形BC边的长度为R，∠BAC=30°。

现让一单色
细激光束从AB边上距A点为
3
3
R的D点沿与AB边成α=45°斜向右上方的方向入射，激
光束经AC反射后刚好能垂直BC边进入1
4
圆柱区域。

单色细激光束从圆弧上的E点(图中
未画出)射出时的折射角γ=_____，单色细激光束在棱镜中传播的时间t=_______(光在真空中的速度为c)。

18．图示为用某种透明材料制成的长方形透明体的横截面，
53
2,
2
L
AB L BC
==，E为
AB中点。

现让一绿光沿纸面以与AB成30
θ=角的方向从E点射入透明体，若第一次射出透明体的位置为Q，已知透明体的折射率3
n=，则Q、C两点间的距离为_______，第一次射出透明体时的折射角为_______，光在透明体中传播的时间为_________。

(光速为c)
19．奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.
(1)偏振片A 的作用是_______________________________________________________.
(2)偏振现象证明了光是一种________.
(3)以下说法中正确的是________.
A ．到达O 处光的强度会明显减弱
B ．到达O 处光的强度不会明显减弱
C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片B 转过的角度等于α
D ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α 20．如图所示，圆筒中有一平面镜，点光源S 1发的光射到平面镜上反射到筒壁上呈光斑S 2 ， 当平面镜绕筒轴以角速度ω匀速转动时，光点S 1在镜中的像S 1′的角速度等于________ω ， 光斑S 2在镜中的像S 2′的角速度等于________ω ．
21．如图所示，一扇形玻璃棱镜OABC ，O 是圆心，半径为R ，其中∠AOB =30︒，∠BOC =90︒。

一单色光垂直于AO 射入棱镜，且能射到B 点。

该玻璃棱镜的折射率为2，该单色光在B 点_________(填“发生”或“不发生”)全反射，该单色光离开棱镜的位置到O 点的距离为_________。

22．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”）．
23．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=________。

24．如图为某种材料制成的三角形玻璃砖ABC，∠B＝90°，∠A＝30°，AC面竖直放置，AB 面上镀有反光膜。

一束单色激光水平射入AC面，经AB面反射后恰好在BC面上无光线射出，则玻璃对该激光的折射率n＝______；若换用频率更高的激光，其他条件不变，BC面是否有光线射出？______(选填“有”或“没有”)。

25．在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示。

当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ1和θ2中为入射角的是______；当光线由玻璃砖射入空气时，全反射临界角的正弦值是____；从图线可知玻璃砖的折射率是____。

26．如图所示为光纤电流传感器示意图，它用来测量高压线路中的电流。

激光器发出的光经过左侧偏振元件后变成偏振光，该偏振光受到输电线中磁场作用，其偏振方向发生旋转，通过右侧偏振元件可测得最终偏振方向，由此得出高压线路中的电流大小，图中左侧偏振元件是起偏器，出射光的偏振方向与其透振方向________（选填“相同”或“不相同”），右侧偏振元件称为_______。

三、解答题
27．如图所示，一个玻璃圆柱体放在水平地面上，截面圆的半径为10cm ，一束单色光以平行截面圆的方向斜射在圆弧面的A 点，入射角为60︒，折射光线刚好与地面平行折射光线在圆柱体中传播的距离所对的圆心角为120︒，不计光在玻璃圆柱体中的反射，光在真空中传播速度8310m /s c =⨯。

求：
（1）玻璃对光的折射率；
（2）该光线从A 点入射到照射到地面所用的时间。

28．如图所示，在一半径为R 的圆柱形薄壁容器中盛满透明液体，上表面圆心为,O P 为容
器最右端的点，Q 在P 正上方距离为2R 的位置，M 为OP 的中点，N 为O 正下方一点。

已知液体的折射率为2n =，光在真空中的传播速度为c 。

（1）在N 点放一个点光源，眼睛在Q 点看向M 点正好能看见点光源，求点光源发出的光传播到眼睛所需的时间。

（2）若把眼睛移动到P 点，求眼睛能看到的液体最深处到液面的高度差。

29．33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。

30．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.。