大连市大连市第六十五中学高中物理选修一第四章《光》测试题(包含答案解析)

一、选择题
1．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
θ=︒，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法点。

已知入射方向与边AB的夹角为30
正确的是（）
A．该棱镜的折射率为2
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，光速变小
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
2．一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
3．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
4．一束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
（）
A．此介质的折射率等于1.5
B．此介质的折射率等于3
C．当光线从此介质射向真空中时，入射角大于等于45°时可发生全反射现象
D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象
5．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
6．如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确
．．．的是( )
A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B．用蓝光照射产生的干涉条纹间距比黄光照射时产生的条纹间距窄
C．干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的
D．薄膜上干涉条纹基本上是水平的
7．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．
8．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏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S1与S2的间距
B．减小双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光
D．将绿光换为紫光
9．如图所示是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的镜截面图。

其中
∠A=∠C=90°，∠B=60°。

现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面，A、B、C、D四个图中完整表示光线行进的过程是
A．B．
C．D．
10．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n．如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r，做出sin i-sin r图像如图乙所示．则
A．光由A经O到B，n=1．5
B．光由B经O到A，n=1．5
C．光由A经O到B，n=0．67
D ．光由B 经O 到A ，n=0．67
11．一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
12．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a 、b 两速单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A ．玻璃砖对a 、b 的折射率关系为a b n n <
B ．a 、b 在玻璃中的传播速度关系为a b v v >
C ．单色光a 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b 从玻璃到空气的全反射临界角
D ．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a 光干涉条纹的间距比b 光的宽
13．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 14．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
15．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样
A ．
B ．
C ．
D ．
二、填空题
16．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______。

17．如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB边射入，从AC 边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°．
18．在北方寒冷的冬天，有时会出现“多个太阳”的“幻日”奇观，这时由于空气中的水蒸气在集冷的大气里凝结成了小冰晶，太阳通过冰晶折射的缘故．如图所示为太阳光照射到六角冰晶上折射的光路图，a、b是太阳光中的两种单色光，由此可以判断，冰晶对单色光a 的折射率_________(填“大于”或“小于”)冰晶对单色光b的折射率，单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播速度_________(填“大”或“小”)．如果让太阳光从水中射向空气，逐渐增大入射角，则a、b两种单色光中，单色光_________(填“a”或“b”)更容易发生全反射．
19．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：_______________________________．
20．两束单色光A、B的波长分别为Aλ、Bλ，且Aλ>Bλ，则______（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到
______（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大．
21．两束细平行光a和b相距d，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率．当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光______（“仍平行”或“不平行”），间距______d（填“=”“<”或“>”）．
22．如图所示，由红、蓝两单色光组成的细光束，从O点由空气射入厚度为d的均匀介质．当入射角为i时，此时从下表面射出的、靠近左侧的是_____色光(选填“红”或“蓝”)．已知另一种单色光从上表面的A点射出，测得A与O相距l，则介质对该色光的折射率为
________．
23．如图所示，横截面为半圆形玻璃砖，O点为圆心，OO'为直径PQ的垂线。

已知玻璃n=，光在真空中的速度为c。

则光线在该玻璃砖中的传播速度为
砖的折射率3
___________；一条与OO'连线成60°角的光线从玻璃砖的圆心射入玻璃砖，则光线从玻璃砖出射方向与最初入射方向的夹角为__________。

24．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________，
25．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”）．
26．由于地球表面存在大气层，所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间，并且由于介质对不同颜色的光的折射率不同，所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先后也不同。

如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。

已知地球半径为R ，地球周围大气层空气的厚度为h 。

假设正常天气地球大气层空气的密度均匀，其折射率为n 1；雾霾天气地球大气层空气的密度也均匀，折射率增大为n 2；太阳光在可见光范围内包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光；太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的折射作用。

则①人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的_____光（选填可见光的颜色）；②人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的紫光比人们在正常天气的早上看到日出时刻的紫光_____（选填“提前”或“滞后”）一段时间。

三、解答题
27．如图所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN的
方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小i满足
3
sin
4
.求：(c＝3×108m/s)
(1)光进入棱镜后的折射角和光在棱镜中传播的速率；
(2)此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线．
28．一束光沿垂直OA方向从OA中点射入放置在水平桌面上半径为R的1
4
圆形玻璃中，
从圆弧面上B点射出，已知光在该玻璃砖中的折射率为n=3，光在真空中的速度c，求：
(1)光从B点射出的折射角大小；
(2)光进入玻璃中的速度大小；
(3)光从B点到第一次射到水平桌面需要的时间。

29．如图，一半径为R，高度也为R的圆柱形均匀透明体的底面中心处有一点光源S，在
圆柱体的上表面有一点M，M离上表面中心O的距离d=
3
3
R，经过M点射出的光线其折
射角为60°
(i)求透明体的折射率n；
(ii)从透明体上表面观察，若要看不到光源，可用不透明的黑纸覆盖上表面，求黑纸的最小面积S min．
30．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°．一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB．
(1)求介质的折射率；
(2)折射光线中恰好射到M点的光线(填“能”或“不能”)发生全反射。