高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附答案(3)

高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附答案(3)一、选择题1．如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了( )A ．光的全反射B ．光的衍射C ．光的干涉D ．光的折射2．下列现象中属于光的衍射现象的是A ．光在光导纤维中传播B ．马路积水油膜上呈现彩色图样C ．雨后天空彩虹的形成D ．泊松亮斑的形成 3．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n ＝3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ）A ．3RB ．2RC ． 2RD ．R4．如图所示，两束单色光a 、b 同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束c 则下列说法中正确的是A ．a 光的能量较大B ．在玻璃中a 光的传播速度小于b 光的传播速度C ．在相同的条件下，a 光更容易发生衍射D ．a 光从玻璃到空气的全反射临界角小于b 光从玻璃到空气的全反射临界角5．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，人射角为45o 下面光路图中正确的是A． B．C． D．6．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（）A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生C．A光的频率比B光的频率高D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大7．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（）A．真空中，a光的频率比较大B．同一介质中，a光传播的速度大C．a光光子能量比较大D．同一介质对a光折射率大8．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光最先消失B．在该三棱镜中a光波速小于b光C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高9．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是（）A．①③B．①④C．②④D．只有③10．已知单色光a的频率低于单色光b的频率，则（）A．通过同一玻璃三棱镜时，单色光a的偏折程度小B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，单色光a的临界角小C．通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a照射时相邻亮纹间距小D．照射同一金属发生光电效应，用单色光a照射时光电子的最大初动能大11．光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种.阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。

连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最低.关于光在连型光导纤维中的传播，图中能正确表示传播路径的是( )A．B．C．D．12．在玻璃中有一个截面为三角形的柱状真空空腔，a, b两束单色光以同样的入射角θ由玻璃射入空腔，部分光路如图，下列说法正确的是（）A．若增大b光在空腔内先消失B．若改变θ，a光通过空腔的时间一定比b光短C．在同一双缝干涉装置的干涉条纹a光较宽D．若将两个相同的小球分别涂上a、b两种颜色放在同样深度的水中，在水面上看涂a颜色的小球较浅13．有关光的应用，下列说法不正确的是（）A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理14．以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n< 0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sinsininr=，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=−1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（）A．A B．B C．C D．D15．如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )A ．12B ．22C ．3D ．3316．如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L ，它的玻璃芯的折射率为n 1，外层材料的折射率为n 2．若光在空气中的传播速度近似为c ，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是( )A ．n 1< n 2，光通过光缆的时间等于1n L c B ．n 1< n 2，光通过光缆的时间大于1n L c C ．n 1> n 2，光通过光缆的时间等于1n L c D ．n 1> n 2，光通过光缆的时间大于1n L c17．1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（ ）A ．图甲中，弯曲的水流可以导光B ．图乙中，用偏振眼镜看3D 电影，感受到立体的影像C ．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色D ．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象18．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的( )A ．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理B ．B 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波C ．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄19．打磨某剖面如题图所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在12θθθ<<的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线，在OP 边和OQ 边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 过后射向MN 边的情况），则下列判断正确的是( )A ．若2θθ>，光线一定在OP 边发生全反射B ．若2θθ>，光线会从OQ 边射出C ．若1θθ<，光线会从OP 边射出D ．若1θθ<，光线会在OP 边发生全反射20．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC ,底面水平,罩内为空气。

发光点D 位于BC 中点，发出的垂直于BC 的光恰好不能射出液面。

下列说法正确的是A ．D 发出的光照射到CB 界面时可能发生全反射B ．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮C ．液体的折射率为23D ．液体的折射率为3E.液体的折射率为321．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ．则下列说法中正确的是（ ）A ．如 果 a 为蓝色光,则b 可能为红色光B ．在该三棱镜中a 色光的传播速率比b 光的传播速率大C ．棱镜射向空气中a 色光的临界角比b 色光的临界角大D．a光的折射率小于b光折射率22．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是 ( )A．B．C．D．23．下面事实与光的干涉有关的是（）A．用光导纤维传输信号B．水面上的油膜呈现彩色C．水中的气泡显得格外明亮D．一束白光通过三棱镜形成彩色光带24．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。

如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低25．如图所示，△ABC为一直角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°。

则下列说法正确的是A．玻璃对红光的折射率为2B．红光在玻璃中的传播速度大小为8210m/sC．若使该束红光绕O点顺时针转过60°角，则光不会从AC面射出来D．若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC面上出来的折射角小于60°【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．A解析：A【解析】光在光导纤维中传播时，其入射角大于或等于临界角，光线只能在光导纤维中传播，折射不出去，是利用了全反射，A正确．2．D解析：D【解析】光在光导纤维中传播为光的全反射现象，A错误；马路积水上的油膜呈现彩色图样，是因为日光照射在油膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故B错误；雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故C错误；光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，说明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故D正确．3．A解析：A【解析】【分析】【详解】光路图如图所示，θ1=60°根据，得：θ2=30°由几何关系得：光线射到底边上时的入射角θ3=30° 光线在底边折射时，由折射定律得可得：θ4=60°由几何知识得：CO =CB ，所以在△OCD 中可得：所求距离； 故选项A 正确．【点睛】先根据折射定律求出光线2在玻璃半圆柱体圆弧面上和底面上的折射角，再运用折射定律求出光线1在底面上的折射角，根据几何知识求解即可．【考点】光的折射定律4．C解析：C【解析】试题分析：由图看出，a 光的入射角小于b 光的入射角，而折射角相同，根据折射定律分析玻璃对两束光的折射率的大小关系，即可知道两光的频率关系、波长关系，由c v n =分析光在玻璃中速度关系．由公式1sin C n=分析临界角大小． a 光的入射角小于b 光的入射角，而折射角相同，根据折射定律得知，玻璃对b 光的折射率大于a 光的折射率，则b 光的频率大于a 光的频率，根据E h γ=可知b 光的能量较大，根据c v n=可知a 光在玻璃中的传播速度较大，AB 错误；频率越大，波长越小，即a 的波长大于b 的波长，在相同条件下，波长越长，越容易发生衍射现象，所以a 更容易发生衍射现象，C 正确；根据1sin C n =可得b 光的全反射角小，D 错误． 5．C解析：C【解析】光由空气射向玻璃，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C 正确．6．D解析：D【解析】光线通过玻璃体后，A 光的偏折程度比B 光的小，则该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，根据n=c/v 可知，A 在玻璃中的速度较大，在该玻璃体中，A 光比B 光的运动时间短，选项A 错误；折射率越大，光的频率越高，说明A 光的频率比B 光的频率低，光电效应实验时，用B 光比A 光更容易发生，选项BC 错误；A 光的频率比B 光的频率低，由c=λγ知，在真空中，A 光的波长比B 光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则A 光的条纹较B 宽．故D 正确．故选D ．7．B解析：B【解析】A 、a 光照射产生的条纹间距大于b 光照射产生的条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式L x dλ∆=知，a 光的波长大于b 光的波长，A 正确．B 、由c f λ=结合波长关系知a 光的频率小于b 光的频率，而hf ε=可得a 光光子能量比较小，B 错误．C 、D 、由c v n =可知a 光的频率小，折射率小，则波速较大，即两种光在同一介质中的传播速度满足a b v v <，C 正确、D 错误.故选AC. 【点睛】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式L x dλ∆=，以及知道波长、频率的大小关系，注意光电效应方程的内容． 8．C解析：C【解析】A 、根据折射率定义公式sin sin i n r=，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a 对应的折射角较大，故光线a 的折射率较小，即n a ＜n b ，若增大入射角i ，在第二折射面上则两光的入射角减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因此它们不会发生光的全反射，故A 错误．B 、光从空气斜射向玻璃折射时，入射角相同，光线a 对应的折射角较大，故光线a 的折射率较小，即n a ＜n b ，根据cv n=分析知在该三棱镜中a 光速度大于b 光速度，故B 错误. C 、a 光的折射率较小，在真空中a 光波长大于b 光波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，因此a 光条纹间距大于b 光条纹间距，故C 正确．D 、光线a 的折射率较小，频率较低；根据E h ν=，则a 光光子能量较小，则a 光束照射光电管逸出光电子的最大初动能E km 较小，根据qU c =E km ，则a 光的遏止电压低，故D 错误．故选C ．【点睛】本题关键依据光路图来判定光的折射率大小，然后根据折射率定义公式比较折射率大小，学会判定频率高低的方法，同时掌握光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系．9．A解析：A【解析】由干涉图样可知，a 光的双缝干涉条纹间距比b 光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=L dλ可知，a 光的波长长，则同一介质对a 的折射率小，对b 光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a 光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a 光应在右侧，故①正确，②错误．由sinC=1n 分析可知，a 光的临界角较大．当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b 光，若b 不发生全反射，能射出棱镜，则a 光一定也不发生全反射从棱镜射出，故③正确，④错误．故选A.点睛：解决本题是掌握光学的基本知识：双缝干涉相邻条纹间距公式△x=L d λ、折射定律、临界角公式sinC=1n和全反射的条件．要知道折射率越大，介质对该光的折射率越大． 10．A解析：A【解析】【分析】单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小；折射率越小，临界角越大；波长越长，干涉条纹的间距越大；频率越大，发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能越大；【详解】A 、单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小，则知a 光的折射率小，通过三棱镜时，单色光a 的偏折程度小，故A 正确；B 、由1sinC n=知，折射率越小，全反射临界角越大，故B 错误； C 、频率越小，波长越长，发生双缝干涉时，干涉条纹的间距与波长成正比，则知用单色光a 照射时相邻亮纹间距大，故C 错误；D 、发生光电效应时,光电子的最大初动能为kmE hv W =-，光的频率越小，光电子的最大初动能越小，所以用单色光a 照射时光电子的最大初动能小，故D 错误；故选A 。