高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附解析(1)

22．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 sini n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角 sinr
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
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题附解析(1)
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
点，已知入射方向与边 AB 的夹角 30 ，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则
A．从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行
B．该棱镜的折射率为 3
点作出法线可知入射角为 60°，折射角为 30°，由 n sin60 3 可得折射率为 3 ； sin30
故 B 正确；光从三棱镜射向空气的临界角 sin C 1 3 1 ，则 C>300，而光在 F 点的 n32
入射角为 300<C，则不可能发生全反射，选项 C 错误；由公式 v=c/n 可知，光从空气进入 棱镜，光速变小，故 D 错误；故选 B.
D． c
cos
sin
18．一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是 ( )
A．该介质的折射率是 3 3
B．该介质的折射率是 3
C．该介质相对真空发生全反射的临界角是 45° D．光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 19．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开 水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b 是其中的两条 出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是
A．a 光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小 B．该玻璃对 a 光的折射率较小 C．b 光的光子能量较小 D．b 光在该玻璃中传播的速度较大 9．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、b、c 三束单色光．比 较 a、b、c 三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，c 光的波长最大 B．当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最小 D．对同一双缝干涉装置，a 光干涉条纹之间的距离最小 10．如图所示，为观察门外情况，居家防盗门一般都会在门上开一小圆孔.假定门的厚度为 a=8cm，孔的直径为 d=6cm，孔内安装一块折射率 n=1.44 的玻璃，厚度可]的厚度相同，已 知 sin37°=0.6，cos37°=0.8.则
A．a 光的频率比 b 光大 B．水对 a 光的折射率比 b 光大 C．a 光在水中的传播速度比 b 光大 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a 光的干涉条纹比 b 光窄
17．某单色光由玻璃射向空气，发生全反射的临界角为 ， c 为真空中光速，则该单色光
bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率 n= ，若不考试原入射光在 bc 面上的反射
光，则有光线（ ）
A．从 ab 面射出 B．从 ac 面射出 C．从 bc 面射出，且与 bc 面斜交 D．从 bc 面射出，且与 bc 面垂直 8．a、b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心 O 射向空气，其光路如图所 示．下列说法正确的是（ ）
面），入射角为 60°，出射光线射在桌面上 B 点处。测得 AB 之间的距离为 3 R ，则下列 3
说法正确的是（ ）
A．该玻璃体的折射率为 n 6 2
B．该玻璃体折射率为 n 2 C．若将入射光束在纸面内向左平移，移到距 O 点 2 R 位置时射入玻璃体的光线在玻璃体
3
下表面处恰好发生全反射
D．若用同样频率、宽度为 R 的光束 CO 沿与玻璃体上表面成 30 入射，从玻璃体下表面折
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．
射出的弧长占圆柱体弧长的 1 3
15．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、b、c 三束单色光 .比较
a、b、c 三束光，可知( )
A．a 为波长较长的光 B．当它们在真空中传播时，a 光的速度最大 C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a 光的干涉条纹中相邻亮 纹的间距最小 D．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 16．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源 s，它发出的是两种不同颜色的 a 光和 b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由 ab 两种单色光所构成的复 色光的圆形区域，周边为环状区域，且为 a 光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是 （）
C．光在 F 点发生全反射 D．光从空气进入棱镜，光速变大 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．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的
两条亮纹间距不同，其中．间．距．较．大．的那种单色光，比另一种单色光（
A．如未装玻璃，室内的人通过小孔能看到外界的角度范围为 106° B．装人玻璃后，室内的人通过玻璃能看到外界的角度范围约为 106° C．装人玻璃的折射率越大，室内的人通过玻鵯能看到外界的角度范围就越小
D．若要将视野扩大到 180°，需嵌入折射率大于或等于 5 的玻璃 3
11．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．a 光线是红光，b 光线是紫光 B．当光线在水滴背面发生全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮 C．a 光在水滴中的传播时间比 b 光在水滴中的传播时间长 D．遇到同样的障碍物，a 光比 b 光更容易发生明显衍射 20．一半径为 R 的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示. 图中 O 为圆心， MN 为竖直方向的直径.有一束细光线自 O 点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自 玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与 O 点的距离为 d 时，从玻璃砖 射出的光线刚好消失.则此玻璃的折射率为（ ）
A．在真空中，a 光的传播速度比 b 光的大 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 14．如图，半径为 R 的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，半圆 柱玻璃体与桌面相切于 A 点。一细束单色光经球心 O 从空气中射入玻璃体内（入射面即纸
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 12．华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信 号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中 传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是
A．v= c ，λ= 0c
n
n
B．λ0=λn，v= csinr sini
C．v=cn，λ= 0 v c
D．λ0=λ/n，v= csini sinr
5．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 6．频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 所示，下列说法正确的是( )
3．B
解析：B
【解析】
试题分析：根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式 Δx L λ ，用同双缝干涉装置做实验 d
条纹间距大的说明波长大，所以 A 项错误；波长越大折射率越小，所以 C 项错误；在介质
中的速度根据公式 v c ，折射率越小在介质中传播的速度越大，所以 B 项正确；在空气 n
中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速，所以 D 项错误。
A．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 13．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( )
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．D
23．下列说法正确的是（ ）
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．在 LC 振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B 解析：B 【解析】 【分析】 由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率；求出三棱镜的临界角可以判 断 F 点能否发生全反射；由波速 v=c/n 可得出波速的变化；由折射现象可知光束能否平 行． 【详解】 三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，故 D 错误；在 E
考点：本题考查了双缝干涉和不同色光的折射率
4．B
解析：B
【解析】
试题分析：光在水中的传播速度是 v c ．折射率 n sin1 ，则 v＝c sin2 ．由 v c ，
A．单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长
B．在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度
C．单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间
D．单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角
7．图示为一直角棱镜的横截面，
。一平行细光束从 O 点沿垂直于
R A． R2 d 2
B． R2 d 2 R
C． R d
D． d R
21．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光
A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，
蓝光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大 D．用同一
装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
）
A.在真空中的波长较短
B.在玻璃中传播的速度较大
C.在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大
D.其在空气中传播速度大
4．某单色光在真空中传播速度为 c，波长为 λ0，在水中的传播速度为 v，波长为 λ，水 对这种单色光的折射率为 n，当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为 i，折射角为
r，下列正确的是（ ）
24．一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
25．下列说法中正确的是
A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象
B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象