2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章光全章复习与检测(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章光全章复习与检测(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 581.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-21 10:03:48 | ||
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文档简介
第四章光全章复习与检测同步练习能力提升--2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一
一、单选题，共10小题
1．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是明暗相间的
C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
2．关于光的偏振现象下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．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影像更清晰
C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过
D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，只有当反射光与折射光线之间夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
3．关于激光，下列说法中正确的是（ ）
A．利用激光的相干性，可以用在雷达上进行精确的测距
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．激光是人工制造的，不是偏振光
D．利用激光亮度高，可在医学上作光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
4．阳光照射下的肥皂膜看起来是彩色的，下列现象与这个现象形成的物理原理不同的是（ ）
A．透过两支并排铅笔的狭缝看日光灯，可以观察到彩色条纹
B．雨后公路积水上面漂浮的油膜，经常显现出彩色条纹
C．用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹
D．在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，可以增加光的透射
5．如图所示，在等边三棱镜截面内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界的夹角为，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．该单色光在边界发生全反射 B．该单色光在边界发生全反射
C．该单色光从空气进入棱镜，波长变长 D．从E点射入三棱镜的光线与底边平行
6．如图所示，某同学做双缝干涉实验，P为接收屏。若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（ ）
A．所产生干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置上移
B．所产生干涉条纹间距不变，中央亮条纹的位置上移
C．所产生干涉条纹间距变小，其中央亮条纹的位置下移
D．所产生干涉条纹间距不变，其中央亮条纹的位置下移
7．空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板1、2平行放置如图所示；一束由红蓝两种色光混合而成的细光束，从空气中以某一角度θ（0<θ<90°）入射到前块玻璃板的上表面。下列说法正确的是（ ）
A．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
B．第二块玻璃板下表而的出射光方向一定与入射光方向平行
C．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
D．第一块玻璃板下表面的两条出射光线中蓝光一定在红光的左侧
8．与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
9．如图所示为一个用折射率n=2.15的透明介质做成的四棱镜的横截面图。其中∠A=∠E=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面上，则该光在棱镜中传播的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．发生2次全反射 B．发生3次全反射
C．只有一个界面有光线射出来 D．在两个界面有光线射出来
10．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射—反射—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题，共3小题
11．光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（ ）
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
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
12．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（ ）
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变窄，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
13．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平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．射出折射光线1和2一定是平行光
B．单色光1的波长大于单色光2的波长
C．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
D．图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等
E.单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
三、填空题，共4小题
14．如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由点垂直边射入。已知棱镜的折射率，。画出光线第一次射出棱镜时出射光线的方向________，第一次的出射点距点_________cm。
15．一束光从某介质进入真空，方向如图1所示，则该介质的折射率为________；逐渐增大入射角，光线将________（填“能”或“不能”）发生全反射；若使光发生全反射，应使光从________射入________，且入射角大于等于________。
16．(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹．
(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．
17．如图所示，白光通过三棱镜后被分解为由红到紫按顺序排列的彩色光带（光谱），这种现象叫做光的色散．其原因是由于玻璃对各种色光的折射率不同．根据图我们可以得到：
①紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小；
②由折射定律可以推理得：玻璃对紫光的折射率最________，对红光的折射率最________；
③根据光速与折射率的关系可以推理得：紫光在玻璃中的速度________，红光在玻璃中的光速最________．
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
四、解答题，共4小题
18．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9 m的高度处，浮标Q离P点0.9 m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率n=。
（1）求鱼饵灯离水面的深度；
（2）鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面P、Q间射出。
19．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。（真空中的光速c＝3.0×108 m/s）
（1）画出折射光路图；
（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；
（3）当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？
（4）当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？
20．如图，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从边的D点折射后，射到边的E点，发生全反射后经边的F点射出。垂直于交于G，D恰好是的中点，不计多次反射。
（1）求出射光相对于D点的入射光的偏角；
（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围
21．如图所示，为某种透明介质的截面图，为等腰直角三角形，BC为半径R=10cm的四分之一的圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为，。
(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
(2)求两个亮斑间的距离。
参考答案
1．D
【详解】
ACD.光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波，既然是波那么就都具有波动性，故AC错误，D正确；
B.从条纹特点看，虽然条纹宽度、间距方面干涉条纹和衍射条纹有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹是彩色条纹，故B错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．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，这是利用光的偏振现象，故B正确；
C．只有振动方向和透振方向互相平行的光才能通过偏振片，故C错误；
D．一束自然光入射到两种介质的表面时，一定有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，反射光为偏振光，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故A错误；
B．激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；
C．激光是人造光，也是偏振光，故C错误；
D．利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，是衍射现象
B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由油膜的上下表面两束反射光干涉而形成的，属于光的干涉现象
C．用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹，属于光的干涉现象
D．在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，可以增加光的透射，这是利用了光的干涉现象
综上所述，故选A。
5．D
【详解】
画出光路图如图
A．该单色光从空气射向三棱镜，不可能在AB边界发生全反射，故A错误；
B．根据对称性可知，光线射到AC边时的入射角等于AB边时的折射角，根据光路可逆性原理知，该单色光在AC边界不会发生全反射，故B错误。
C．光从空气进入三棱镜，频率不变，波速减小，由可知，波长变短，故C错误；
D．在E点，入射角为i=60°，设折射角为r，由
可得
r=30°
根据几何关系知，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故D正确；
故选D。
6．D
【详解】
在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过s1、s2到s的路程差任等于0
即
中央亮纹P的位置略向下移，如图所示
根据
装置没有发生变化，入射光也没有变化，则所产生干涉条纹间距不变。
故选D。
7．B
【详解】
A．光线从第二块玻璃板中的上表面射入，在第二块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第二块玻璃板下表面一定有出射光，故A错误；
B．因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故B正确；
C．根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故C错误；
D．蓝光的频率大于红光的频率，所以蓝光的折射率大于红光的折射率，故玻璃对蓝光的偏折程度大，蓝光在右侧，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食．看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，故C正确，ABD错误．
点睛：发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层发生折射，所以会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月亮”．
9．D
【详解】
光线从左侧垂直AB射入棱镜时，有反射也透射，透射方向不变。光线射到DE时，由几何知识得；入射角为i=30°。
该棱镜的临界角为C，则
故有
C＜30°
所以光线在DE面上发生了全反射。
由几何知识分析得到，光线射到AB面上时入射角为i′=60°，发生全反射，反射光线与BE面垂直，所以既有光线垂直射出BE面，又有光线从BE反射，根据光路的可逆性可知，这个反射光线沿原路返回，故光线应该发生4次全反射，在两个界面有光线射出来，则D正确，ABC错误。
故选D。
10．D
【详解】
题作光路图如图所示，
设入射角为，折射角为，则：
解得：
A. ，与计算结果不相符，故A不符合题意；
B. ，与计算结果不相符，故B不符合题意；
C. ，与计算结果不相符，故C不符合题意；
D. ，与计算结果相符，故D符合题意．
11．ABC
【详解】
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A正确；
B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B正确；
C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C正确；
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D错误。
故选ABC。
12．ACD
【详解】
AB．当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或比波长更小时，会产生明显的衍射现象，该装置的原理是运用了光的衍射现象，由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，A正确，B错误；
CD．当抽制的丝直径接近激光的波长时，屏上条纹间距随抽制丝的直径变粗而变窄，随抽制丝的直径变细而条纹间距变宽，CD正确。
故选ACD。
13．ADE
【详解】
A．光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光线的折射角等于入射光线的入射角，因此出射光线1和2相互平行，A正确；
B．在上表面，单色光1比单色光2偏折程度大，则单色光1的折射率大，频率大，波长短，B错误；
C．根据
知，单色光1在玻璃砖中的传播速度小，C错误；
D．设入射角为i，单色光1、单色光2折射角分别为r1=30°，r2=60°，由
光在玻璃中传播距离
光在玻璃中的传播速度
可知光在玻璃中传播时间
又
sin 2r1=sin 60°=
sin 2r2=sin 120°=
所以单色光1与单色光2通过玻璃砖所需时间相等，D正确；
E．根据
知，单色光1的折射率大，则临界角小，E正确；
故选ADE。
14．见解析
【详解】
设发生全反射的临界角为，由折射定律得
代入数据得
光路图如图所示。
由几何关系可知光线在边和边的入射角均为，均发生全反射。设光线在边的入射角为，折射角为，由几何关系得，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在边，由折射定律得
代入数据得，结合几何知识可知出射点距离点的距离为。
15． 能 介质 真空 45°
【详解】
略
16．频率，C;
【详解】
(1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗纹．
(2)相邻的亮条纹的中心间距
Δx＝
由题意知，亮条纹的数目n＝10
则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝
代入数据得L＝1.178×10－2 m
17．大 小 小 大
【分析】
紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，由公式分析光在玻璃砖中的速度大小．
【详解】
①由图知紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小；
②由折射定律可以推理得：玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小；
③根据光速与折射率的关系可以推理得：紫光在玻璃中的速度最小，红光在玻璃中的光速最大．
【点睛】
从光的色散实验发现可见光是复色光，知道在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．紫光在玻璃中的速度最小，红光在玻璃中的光速最大
18．（1）m；（2）1.8 m
【详解】
(1)设鱼饵灯在水下深h处，眼睛的位置为A，鱼饵灯发出的光从水中斜射出水面的入射角为β，折射角为α，如图所示
由折射定律可得
其中tan α==1，所以
α=45°
代入数据可得
β=30°
所以
(2)由题意可得，只要光从Q点无法射出水面，则意味着光无法从P、Q之间射出水面。设光从水中射入空气时发生全反射的临界角为C，在Q点恰好发生全反射时鱼饵灯的深度为h′，则
sinC=
可得
C=45°
所以
h′=QN=1.8m
19．（1）；（2），×108 m/s；（3）；（4）不变
【详解】
（1）光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线
（2）由题意
又
得
设光在玻璃中的传播速度为v，由
得
（3）当入射角为45°时，介质折射率不变，由
得
（4）不变，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与入射角的大小无关。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由于D是CG的中点， ，根据几何关系可得：光束在D点发生折射时的折射角为
那么，根据几何关系可得：在E点的入射角、反射角均为
在F点的入射角为
在F点的入射角为 ，可得：折射角
故出射光相对于D点的入射光的偏角为
（2）由E点反射角为60°可得， 平行BC，故根据D点折射角为
在F点的入射角为
可得：棱镜折射率
根据光束在E点入射角为60°，发生全反射可得
故棱镜折射率的取值范围为
21．(1)AM处的亮斑为红色，AN处的亮斑为红色与紫色的混合色；(2)
【详解】
(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，分别满足
解得
，
由题意可知
故紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑为红色，在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色。
(2)光路如图所示
设红光的折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律可得
解得
由几何知识可得
解得
由几何知识可得为等腰直角三角形，可知
所以两个亮斑间的距离为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题，共10小题
1．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是明暗相间的
C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
2．关于光的偏振现象下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．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影像更清晰
C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过
D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，只有当反射光与折射光线之间夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
3．关于激光，下列说法中正确的是（ ）
A．利用激光的相干性，可以用在雷达上进行精确的测距
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．激光是人工制造的，不是偏振光
D．利用激光亮度高，可在医学上作光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
4．阳光照射下的肥皂膜看起来是彩色的，下列现象与这个现象形成的物理原理不同的是（ ）
A．透过两支并排铅笔的狭缝看日光灯，可以观察到彩色条纹
B．雨后公路积水上面漂浮的油膜，经常显现出彩色条纹
C．用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹
D．在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，可以增加光的透射
5．如图所示，在等边三棱镜截面内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界的夹角为，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）
A．该单色光在边界发生全反射 B．该单色光在边界发生全反射
C．该单色光从空气进入棱镜，波长变长 D．从E点射入三棱镜的光线与底边平行
6．如图所示，某同学做双缝干涉实验，P为接收屏。若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（ ）
A．所产生干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置上移
B．所产生干涉条纹间距不变，中央亮条纹的位置上移
C．所产生干涉条纹间距变小，其中央亮条纹的位置下移
D．所产生干涉条纹间距不变，其中央亮条纹的位置下移
7．空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板1、2平行放置如图所示；一束由红蓝两种色光混合而成的细光束，从空气中以某一角度θ（0<θ<90°）入射到前块玻璃板的上表面。下列说法正确的是（ ）
A．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
B．第二块玻璃板下表而的出射光方向一定与入射光方向平行
C．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
D．第一块玻璃板下表面的两条出射光线中蓝光一定在红光的左侧
8．与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
9．如图所示为一个用折射率n=2.15的透明介质做成的四棱镜的横截面图。其中∠A=∠E=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面上，则该光在棱镜中传播的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．发生2次全反射 B．发生3次全反射
C．只有一个界面有光线射出来 D．在两个界面有光线射出来
10．现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射—反射—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题，共3小题
11．光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（ ）
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
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
12．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（ ）
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变窄，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
13．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平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．射出折射光线1和2一定是平行光
B．单色光1的波长大于单色光2的波长
C．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
D．图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等
E.单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
三、填空题，共4小题
14．如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由点垂直边射入。已知棱镜的折射率，。画出光线第一次射出棱镜时出射光线的方向________，第一次的出射点距点_________cm。
15．一束光从某介质进入真空，方向如图1所示，则该介质的折射率为________；逐渐增大入射角，光线将________（填“能”或“不能”）发生全反射；若使光发生全反射，应使光从________射入________，且入射角大于等于________。
16．(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹．
(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．
17．如图所示，白光通过三棱镜后被分解为由红到紫按顺序排列的彩色光带（光谱），这种现象叫做光的色散．其原因是由于玻璃对各种色光的折射率不同．根据图我们可以得到：
①紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小；
②由折射定律可以推理得：玻璃对紫光的折射率最________，对红光的折射率最________；
③根据光速与折射率的关系可以推理得：紫光在玻璃中的速度________，红光在玻璃中的光速最________．
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
四、解答题，共4小题
18．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9 m的高度处，浮标Q离P点0.9 m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率n=。
（1）求鱼饵灯离水面的深度；
（2）鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面P、Q间射出。
19．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。（真空中的光速c＝3.0×108 m/s）
（1）画出折射光路图；
（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；
（3）当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？
（4）当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？
20．如图，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从边的D点折射后，射到边的E点，发生全反射后经边的F点射出。垂直于交于G，D恰好是的中点，不计多次反射。
（1）求出射光相对于D点的入射光的偏角；
（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围
21．如图所示，为某种透明介质的截面图，为等腰直角三角形，BC为半径R=10cm的四分之一的圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为，。
(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
(2)求两个亮斑间的距离。
参考答案
1．D
【详解】
ACD.光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波，既然是波那么就都具有波动性，故AC错误，D正确；
B.从条纹特点看，虽然条纹宽度、间距方面干涉条纹和衍射条纹有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹是彩色条纹，故B错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．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，这是利用光的偏振现象，故B正确；
C．只有振动方向和透振方向互相平行的光才能通过偏振片，故C错误；
D．一束自然光入射到两种介质的表面时，一定有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，反射光为偏振光，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故A错误；
B．激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；
C．激光是人造光，也是偏振光，故C错误；
D．利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，是衍射现象
B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由油膜的上下表面两束反射光干涉而形成的，属于光的干涉现象
C．用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹，属于光的干涉现象
D．在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，可以增加光的透射，这是利用了光的干涉现象
综上所述，故选A。
5．D
【详解】
画出光路图如图
A．该单色光从空气射向三棱镜，不可能在AB边界发生全反射，故A错误；
B．根据对称性可知，光线射到AC边时的入射角等于AB边时的折射角，根据光路可逆性原理知，该单色光在AC边界不会发生全反射，故B错误。
C．光从空气进入三棱镜，频率不变，波速减小，由可知，波长变短，故C错误；
D．在E点，入射角为i=60°，设折射角为r，由
可得
r=30°
根据几何关系知，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故D正确；
故选D。
6．D
【详解】
在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过s1、s2到s的路程差任等于0
即
中央亮纹P的位置略向下移，如图所示
根据
装置没有发生变化，入射光也没有变化，则所产生干涉条纹间距不变。
故选D。
7．B
【详解】
A．光线从第二块玻璃板中的上表面射入，在第二块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第二块玻璃板下表面一定有出射光，故A错误；
B．因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故B正确；
C．根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故C错误；
D．蓝光的频率大于红光的频率，所以蓝光的折射率大于红光的折射率，故玻璃对蓝光的偏折程度大，蓝光在右侧，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食．看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，故C正确，ABD错误．
点睛：发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层发生折射，所以会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月亮”．
9．D
【详解】
光线从左侧垂直AB射入棱镜时，有反射也透射，透射方向不变。光线射到DE时，由几何知识得；入射角为i=30°。
该棱镜的临界角为C，则
故有
C＜30°
所以光线在DE面上发生了全反射。
由几何知识分析得到，光线射到AB面上时入射角为i′=60°，发生全反射，反射光线与BE面垂直，所以既有光线垂直射出BE面，又有光线从BE反射，根据光路的可逆性可知，这个反射光线沿原路返回，故光线应该发生4次全反射，在两个界面有光线射出来，则D正确，ABC错误。
故选D。
10．D
【详解】
题作光路图如图所示，
设入射角为，折射角为，则：
解得：
A. ，与计算结果不相符，故A不符合题意；
B. ，与计算结果不相符，故B不符合题意；
C. ，与计算结果不相符，故C不符合题意；
D. ，与计算结果相符，故D符合题意．
11．ABC
【详解】
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A正确；
B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B正确；
C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C正确；
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D错误。
故选ABC。
12．ACD
【详解】
AB．当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或比波长更小时，会产生明显的衍射现象，该装置的原理是运用了光的衍射现象，由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，A正确，B错误；
CD．当抽制的丝直径接近激光的波长时，屏上条纹间距随抽制丝的直径变粗而变窄，随抽制丝的直径变细而条纹间距变宽，CD正确。
故选ACD。
13．ADE
【详解】
A．光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，由光路可逆性原理可知，出射光线的折射角等于入射光线的入射角，因此出射光线1和2相互平行，A正确；
B．在上表面，单色光1比单色光2偏折程度大，则单色光1的折射率大，频率大，波长短，B错误；
C．根据
知，单色光1在玻璃砖中的传播速度小，C错误；
D．设入射角为i，单色光1、单色光2折射角分别为r1=30°，r2=60°，由
光在玻璃中传播距离
光在玻璃中的传播速度
可知光在玻璃中传播时间
又
sin 2r1=sin 60°=
sin 2r2=sin 120°=
所以单色光1与单色光2通过玻璃砖所需时间相等，D正确；
E．根据
知，单色光1的折射率大，则临界角小，E正确；
故选ADE。
14．见解析
【详解】
设发生全反射的临界角为，由折射定律得
代入数据得
光路图如图所示。
由几何关系可知光线在边和边的入射角均为，均发生全反射。设光线在边的入射角为，折射角为，由几何关系得，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在边，由折射定律得
代入数据得，结合几何知识可知出射点距离点的距离为。
15． 能 介质 真空 45°
【详解】
略
16．频率，C;
【详解】
(1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗纹．
(2)相邻的亮条纹的中心间距
Δx＝
由题意知，亮条纹的数目n＝10
则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝
代入数据得L＝1.178×10－2 m
17．大 小 小 大
【分析】
紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，由公式分析光在玻璃砖中的速度大小．
【详解】
①由图知紫光的偏折角最大，红光的偏折角最小；
②由折射定律可以推理得：玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小；
③根据光速与折射率的关系可以推理得：紫光在玻璃中的速度最小，红光在玻璃中的光速最大．
【点睛】
从光的色散实验发现可见光是复色光，知道在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．紫光在玻璃中的速度最小，红光在玻璃中的光速最大
18．（1）m；（2）1.8 m
【详解】
(1)设鱼饵灯在水下深h处，眼睛的位置为A，鱼饵灯发出的光从水中斜射出水面的入射角为β，折射角为α，如图所示
由折射定律可得
其中tan α==1，所以
α=45°
代入数据可得
β=30°
所以
(2)由题意可得，只要光从Q点无法射出水面，则意味着光无法从P、Q之间射出水面。设光从水中射入空气时发生全反射的临界角为C，在Q点恰好发生全反射时鱼饵灯的深度为h′，则
sinC=
可得
C=45°
所以
h′=QN=1.8m
19．（1）；（2），×108 m/s；（3）；（4）不变
【详解】
（1）光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线
（2）由题意
又
得
设光在玻璃中的传播速度为v，由
得
（3）当入射角为45°时，介质折射率不变，由
得
（4）不变，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与入射角的大小无关。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由于D是CG的中点， ，根据几何关系可得：光束在D点发生折射时的折射角为
那么，根据几何关系可得：在E点的入射角、反射角均为
在F点的入射角为
在F点的入射角为 ，可得：折射角
故出射光相对于D点的入射光的偏角为
（2）由E点反射角为60°可得， 平行BC，故根据D点折射角为
在F点的入射角为
可得：棱镜折射率
根据光束在E点入射角为60°，发生全反射可得
故棱镜折射率的取值范围为
21．(1)AM处的亮斑为红色，AN处的亮斑为红色与紫色的混合色；(2)
【详解】
(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，分别满足
解得
，
由题意可知
故紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑为红色，在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色。
(2)光路如图所示
设红光的折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律可得
解得
由几何知识可得
解得
由几何知识可得为等腰直角三角形，可知
所以两个亮斑间的距离为
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