第四章光综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章光综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 968.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 19:33:55 | ||
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文档简介
第四章光
一、选择题（共16题）
1．下列说法错误的是（ ）
A．水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的衍射现象
B．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段，是共振现象
C．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是光的偏振现象
D．在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高，是声波的多普勒效应
2．如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
3．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （ ）
A．玻璃砖的宽度应大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些
4．下列说法中正确的是（ ）
A．图甲∶全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B．图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部，这是利用光的衍射原理
C．图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D．图丁∶在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽
5．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A．该波传播的速度为1m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5s时间，质点沿波的传播方向向前传播2m
D．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象
6．将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i射入三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．增大入射角，AC界面射出时a光先消失
C．减小入射角，AC界面射出时b光先消失
D．单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
7．下列说法正确的是（ ）
A．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相互平行
B．电磁波和声波均能产生干涉、衍射、偏振现象
C．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客将观察到车上乘客变矮了
D．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度
8．测两面平行玻璃砖折射率的实验中，在白纸上描出玻璃砖的两个边和，、和、为正确实验插在白纸上的四枚大头针，为入射角，下列说法不正确的是（ ）
A．连线平行于连线
B．为减小误差，、之间的距离要适当大一些
C．测量中若将玻璃砖整体向上平移少许，测得的折射率将不变
D．增大入射角，在侧将看不清、的像，是因为光在玻璃砖下表面发生了全反射
9．据国家矿山安监局统计，2020年全国共发生煤矿瓦斯事故7起，死亡30人，与2019年相比分别下降74.1%和74.6%。瓦斯是无色、无味、透明的气体，折射率比空气大。下图所示的是煤矿安保系统中学常用的一种逻辑判断元件，这种元件的“核心构件”是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，两棱镜被平行拉开一小段距离，形成的通道与矿道大气相通。棱镜对红光的折射率为1.5，一束红光从棱镜1的左侧垂直射入，下列说法正确的是（ ）
A．正常情况下这束红光能通过棱镜2射出
B．将入射光改成绿光能提高瓦斯检测的灵敏度
C．只要矿道空气中存在瓦斯气体这束红光便不能从棱镜2射出
D．只有矿道空气中瓦斯气体达到危险浓度时，这束红光才能从棱镜2射出
10．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知，）。（ ）
A．3.0 B．2.5 C．2.0 D．1.5
11．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ）
A．减弱，紫光 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强,红光
12．夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中出射光线恰好仍与DC平行，已知DC与AB的距离为R，下列说法正确的是（ ）
A．介质球的折射率为
B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行
C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行
D．增大单色光的频率，单色光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
13．下列说法正确的是（ ）
A．全息照相主要是利用了光的衍射现象
B．单反相机的增透膜利用了光的偏振现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
14．如图所示，图中阴影部分为一折射率的透明材料制成的柱形光学元件的横截面，为正方形，中间部分是圆形，为圆心，在处有一点光源。若只考虑首次沿横截面直接射向外表面的光线，则（ ）
A．外表面的发光长度占外表面总长度的
B．外表面的发光长度占外表面总长度的
C．射出外表面的光占光源发出光的
D．射出外表面的光占光源发出光的
15．一束复色光经过三棱镜后分成两束不同的单色细光束a、b，光路如图所示。下列说法正确的是______。
A．a光的频率比b光的频率高
B．a光的波长比b光的波长长
C．在该三棱镜中，a光的速度比b光的速度小
D．在该三棱镜中，a光的临界角大于b光的临界角
E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
16．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________
A．在真空中a光的波长小于b光的波长
B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D．a光的频率大于b光的频率
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
二、综合题
17．在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝1m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为1.68×10-4m，则相邻两明条纹中心间距为_____m。若改用氦氖激光器作光源（发出红光），其它条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的_____（选填“大”或“小”）。
18．激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离l以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式为______________ 。
19．如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率n= ，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两光斑，求两光斑之间的距离L．
20．如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
21．为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。
(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；
(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。
22．如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形ABC，其中∠A=60°，AB=9cm。现有两细束平行且相同的单色光a、b，分别从AC边上的D点E点以45°角入射，且均能从AB边上的F点射出，已知AD=AF=3cm。求:
（1）玻璃砖的折射率；
（2）b光在玻璃砖中的通行距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的干涉现象，A错误；
B．洗衣机切断电源，脱水缸的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时脱水缸转动的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。此后脱水缸转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动幅度随之减弱，B正确；
C．偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振，C正确；
D．当火车向你驶来的时候，笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应。D正确。
本题选择错误的，故选A。
2．A
【详解】
当转过角时,可以知道光线在PQ界面上的入射角为。恰好没有任何光线从PQ边射出,可以知道临界角为，因为紫光的折射率最大，根据
由此可知：紫光的临界角最小,最先消失的是紫光，现在都没有光射出，说明临界角最大的红光也没有射出，所以可以知道红光的临界角为。故A项符合题意，BCD项不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】
ACD．玻璃砖的宽度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，ACD说法正确；
B．入射角不能太大也不能太小，入射角太小时，测量误差较大，B说法错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性，体现光的干涉原理，故A正确；
B．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部，它利用了光的全反射原理，故B错误；
C．往往在镜头前加一个偏振片，其偏振方向与反射光的振动方向垂直，从而减弱反射光的透射的强度，从而使玻璃后的影像清晰，不是减少反射光的损失，故C错误；
D．由知在光的双缝干涉实验中，把入射光由红光改为蓝光，条纹间距将变窄，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
A．由甲图读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为
v==4m/s
故A错误；
B．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，根据“逆向波形法”在甲图上可判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为4m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．由光路图可知，光线在水中的入射角小于在该材质中的折射角，可知该材质相对水是光疏介质，故A错误；
B．因a光在材质中的折射角较大，则增大入射角，a光的折射角首先到达90°，则a光先在AB面上发生全反射，无法射到AC界面，则AC界面射出时a光先消失，故B正确；
C．减小入射角，则ab两束光在AC面上的入射角变大，但从AC面射出时不会发生全反射，两束光都不会消失，故C错误；
D．因该材质相对水是光疏介质，则单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相互垂直，故A错误；
B．声波在气体中为纵波，无偏振现象，故B错误；
C．根据尺缩效应可知，当物体运动的速度接近光速时，物体沿运动方向的长度将变短，火车以接近光速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮了，故C错误；
D．根据多普勒效应，由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．根据光线的光路特征，可知连线平行于连线，A不符合题意；
B． 、之间的距离要适当大一些时，相同的偏转距离引起的角度误差会小些，B不符合题意；
C．测量中若将玻璃砖整体向上平移少许，根据光线的特征，其入射角不会发生变化，故测得的折射率将不变，C不符合题意；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，故增大入射角，在侧将看不清、的像，不是因为光在玻璃砖下表面发生了全反射，D符合题意。
故选D。
9．D
【详解】
A．因为棱镜对红光的折射率为1.5，所以当一束红光从棱镜1的左侧垂直射入时，正常情况下这束红光不能通过棱镜2射出，A错误；
B．因为绿光的折射率比红光大，故将入射光改成绿光不能提高瓦斯检测的灵敏度，B错误；
CD．当矿道空气中存在瓦斯气体的浓度够大时，这束红光便才能从棱镜2射出，C错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
由题意画出光路图如图所示
根据光路图和反射定律可知
得
在CD和AE界面上恰好发生全反射时，对应着五棱镜折射率的最小值，则
解得
故A可能，BCD不可能。
故选A。
11．C
【详解】
光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．光路图如下图
由几何关系可得
解得
i=60°
由图可知
i=2r
则
r=30°
所以介质球的折射率为
故A错误。
B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r′=i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；
C．在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行，故C正确；
D．增大单色光的频率，若该光沿EF平行于CD射入时，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原理，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。
故选C。
13．CD
【详解】
A．全息照相主要是利用了光的干涉原理。故A错误；
B．单反相机的增透膜利用了光的薄膜干涉。故B错误；
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉。故C正确；
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点。故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
AB．如图所示，由折射率可知，该种材料发生全反射的临界角，即上只有发光，不发光，即
因而外表面的发光长度占外表面总长度的，A正确，B错误；
CD．由于
射出外表面的光占光源发出光的，C错误，D正确。
故选AD。
15．ACE
【详解】
A B．由光路图可知，a光通过三棱镜后的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光的频率比b光的频率高，a光的波长比b光的波长短，选项A正确，B错误；
C．根据可知，因a光折射率较大，则在该三棱镜中，a光的速度比b光的速度小，选项C正确；
D．根据可知，在该三棱镜中，a光的临界角小于b光的临界角，选项D错误；
E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，根据，因a光波长较短，则a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E正确。
故选ACE。
16．BCE
【详解】
光线a的偏折程度小，根据折射定律公式 可知a光的折射率小；a光的频率小，根据，a光在真空中的波长较长，故AD错误，C正确；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度大，故B正确；光线a在真空中的波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确。
故选BCE．
17． 3.51×10-3 大
【详解】
由公式代入数据得
由磁波谱可知，红光波长比黄光的长，由公式可知，红光波长比黄光的长，则红光相邻两明条纹中心间距比黄光的大。
18．
【详解】
在波的干涉中，干涉条纹的间距
及速度公式
由上式联立可得
19．
【详解】
画出如图光路图，设折射角为r，根据折射定律得
解得r
根据光的反射定律 反射角β=60
由几何知识得，两个光斑PQ之间的距离
cm（或m ）
20．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知
，
根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度
由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
21．(i)见解析； (ii)。
【详解】
(i)光路如图所示
(ii)设O1、O2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。O1、O2两点间的距离为
OO2=stanθ
OO2=2dtanr
解得:
，r = 30°
水晶印章对红色光的折射率n
解得:
22．（1）；（2）15cm
【详解】
（1）光路如图所示
由于AD=AF，∠A=60°，则入射光a经AC边的折射角
r=30°
折射率
（2）设光在玻璃中发生全反射的临界角为C，则有
解得
C=45°
由图可知，b光经AC边折射后，在BC边上的入射角为60°，此光线在G点发生全反射，由几何知识可知，四边形DEGF是平行四边形，由于∠BFG=60°，AF=3cm，则
BF=AB-AF
BF=FGcos60°
FG=12cm
所以b光在玻璃砖中的通行距离为
EG+GF=15cm
答案第1页，共2页
一、选择题（共16题）
1．下列说法错误的是（ ）
A．水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的衍射现象
B．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段，是共振现象
C．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是光的偏振现象
D．在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高，是声波的多普勒效应
2．如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
3．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （ ）
A．玻璃砖的宽度应大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些
4．下列说法中正确的是（ ）
A．图甲∶全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B．图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部，这是利用光的衍射原理
C．图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D．图丁∶在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽
5．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A．该波传播的速度为1m/s
B．该波的传播方向沿x轴正方向
C．经过0.5s时间，质点沿波的传播方向向前传播2m
D．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象
6．将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i射入三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．增大入射角，AC界面射出时a光先消失
C．减小入射角，AC界面射出时b光先消失
D．单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
7．下列说法正确的是（ ）
A．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相互平行
B．电磁波和声波均能产生干涉、衍射、偏振现象
C．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客将观察到车上乘客变矮了
D．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度
8．测两面平行玻璃砖折射率的实验中，在白纸上描出玻璃砖的两个边和，、和、为正确实验插在白纸上的四枚大头针，为入射角，下列说法不正确的是（ ）
A．连线平行于连线
B．为减小误差，、之间的距离要适当大一些
C．测量中若将玻璃砖整体向上平移少许，测得的折射率将不变
D．增大入射角，在侧将看不清、的像，是因为光在玻璃砖下表面发生了全反射
9．据国家矿山安监局统计，2020年全国共发生煤矿瓦斯事故7起，死亡30人，与2019年相比分别下降74.1%和74.6%。瓦斯是无色、无味、透明的气体，折射率比空气大。下图所示的是煤矿安保系统中学常用的一种逻辑判断元件，这种元件的“核心构件”是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，两棱镜被平行拉开一小段距离，形成的通道与矿道大气相通。棱镜对红光的折射率为1.5，一束红光从棱镜1的左侧垂直射入，下列说法正确的是（ ）
A．正常情况下这束红光能通过棱镜2射出
B．将入射光改成绿光能提高瓦斯检测的灵敏度
C．只要矿道空气中存在瓦斯气体这束红光便不能从棱镜2射出
D．只有矿道空气中瓦斯气体达到危险浓度时，这束红光才能从棱镜2射出
10．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知，）。（ ）
A．3.0 B．2.5 C．2.0 D．1.5
11．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（ ）
A．减弱，紫光 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强,红光
12．夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中出射光线恰好仍与DC平行，已知DC与AB的距离为R，下列说法正确的是（ ）
A．介质球的折射率为
B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行
C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行
D．增大单色光的频率，单色光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
13．下列说法正确的是（ ）
A．全息照相主要是利用了光的衍射现象
B．单反相机的增透膜利用了光的偏振现象
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
14．如图所示，图中阴影部分为一折射率的透明材料制成的柱形光学元件的横截面，为正方形，中间部分是圆形，为圆心，在处有一点光源。若只考虑首次沿横截面直接射向外表面的光线，则（ ）
A．外表面的发光长度占外表面总长度的
B．外表面的发光长度占外表面总长度的
C．射出外表面的光占光源发出光的
D．射出外表面的光占光源发出光的
15．一束复色光经过三棱镜后分成两束不同的单色细光束a、b，光路如图所示。下列说法正确的是______。
A．a光的频率比b光的频率高
B．a光的波长比b光的波长长
C．在该三棱镜中，a光的速度比b光的速度小
D．在该三棱镜中，a光的临界角大于b光的临界角
E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
16．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________
A．在真空中a光的波长小于b光的波长
B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D．a光的频率大于b光的频率
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
二、综合题
17．在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝1m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为1.68×10-4m，则相邻两明条纹中心间距为_____m。若改用氦氖激光器作光源（发出红光），其它条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的_____（选填“大”或“小”）。
18．激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离l以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式为______________ 。
19．如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率n= ，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两光斑，求两光斑之间的距离L．
20．如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
21．为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。
(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；
(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。
22．如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形ABC，其中∠A=60°，AB=9cm。现有两细束平行且相同的单色光a、b，分别从AC边上的D点E点以45°角入射，且均能从AB边上的F点射出，已知AD=AF=3cm。求:
（1）玻璃砖的折射率；
（2）b光在玻璃砖中的通行距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的干涉现象，A错误；
B．洗衣机切断电源，脱水缸的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时脱水缸转动的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。此后脱水缸转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动幅度随之减弱，B正确；
C．偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振，C正确；
D．当火车向你驶来的时候，笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应。D正确。
本题选择错误的，故选A。
2．A
【详解】
当转过角时,可以知道光线在PQ界面上的入射角为。恰好没有任何光线从PQ边射出,可以知道临界角为，因为紫光的折射率最大，根据
由此可知：紫光的临界角最小,最先消失的是紫光，现在都没有光射出，说明临界角最大的红光也没有射出，所以可以知道红光的临界角为。故A项符合题意，BCD项不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】
ACD．玻璃砖的宽度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，ACD说法正确；
B．入射角不能太大也不能太小，入射角太小时，测量误差较大，B说法错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性，体现光的干涉原理，故A正确；
B．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部，它利用了光的全反射原理，故B错误；
C．往往在镜头前加一个偏振片，其偏振方向与反射光的振动方向垂直，从而减弱反射光的透射的强度，从而使玻璃后的影像清晰，不是减少反射光的损失，故C错误；
D．由知在光的双缝干涉实验中，把入射光由红光改为蓝光，条纹间距将变窄，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
A．由甲图读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为
v==4m/s
故A错误；
B．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，根据“逆向波形法”在甲图上可判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C错误；
D．由于该波的波长为4m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．由光路图可知，光线在水中的入射角小于在该材质中的折射角，可知该材质相对水是光疏介质，故A错误；
B．因a光在材质中的折射角较大，则增大入射角，a光的折射角首先到达90°，则a光先在AB面上发生全反射，无法射到AC界面，则AC界面射出时a光先消失，故B正确；
C．减小入射角，则ab两束光在AC面上的入射角变大，但从AC面射出时不会发生全反射，两束光都不会消失，故C错误；
D．因该材质相对水是光疏介质，则单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相互垂直，故A错误；
B．声波在气体中为纵波，无偏振现象，故B错误；
C．根据尺缩效应可知，当物体运动的速度接近光速时，物体沿运动方向的长度将变短，火车以接近光速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮了，故C错误；
D．根据多普勒效应，由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．根据光线的光路特征，可知连线平行于连线，A不符合题意；
B． 、之间的距离要适当大一些时，相同的偏转距离引起的角度误差会小些，B不符合题意；
C．测量中若将玻璃砖整体向上平移少许，根据光线的特征，其入射角不会发生变化，故测得的折射率将不变，C不符合题意；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，故增大入射角，在侧将看不清、的像，不是因为光在玻璃砖下表面发生了全反射，D符合题意。
故选D。
9．D
【详解】
A．因为棱镜对红光的折射率为1.5，所以当一束红光从棱镜1的左侧垂直射入时，正常情况下这束红光不能通过棱镜2射出，A错误；
B．因为绿光的折射率比红光大，故将入射光改成绿光不能提高瓦斯检测的灵敏度，B错误；
CD．当矿道空气中存在瓦斯气体的浓度够大时，这束红光便才能从棱镜2射出，C错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
由题意画出光路图如图所示
根据光路图和反射定律可知
得
在CD和AE界面上恰好发生全反射时，对应着五棱镜折射率的最小值，则
解得
故A可能，BCD不可能。
故选A。
11．C
【详解】
光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，C正确。
故选C。
12．C
【详解】
A．光路图如下图
由几何关系可得
解得
i=60°
由图可知
i=2r
则
r=30°
所以介质球的折射率为
故A错误。
B．若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r′=i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；
C．在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行，故C正确；
D．增大单色光的频率，若该光沿EF平行于CD射入时，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原理，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。
故选C。
13．CD
【详解】
A．全息照相主要是利用了光的干涉原理。故A错误；
B．单反相机的增透膜利用了光的薄膜干涉。故B错误；
C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉。故C正确；
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点。故D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
AB．如图所示，由折射率可知，该种材料发生全反射的临界角，即上只有发光，不发光，即
因而外表面的发光长度占外表面总长度的，A正确，B错误；
CD．由于
射出外表面的光占光源发出光的，C错误，D正确。
故选AD。
15．ACE
【详解】
A B．由光路图可知，a光通过三棱镜后的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光的频率比b光的频率高，a光的波长比b光的波长短，选项A正确，B错误；
C．根据可知，因a光折射率较大，则在该三棱镜中，a光的速度比b光的速度小，选项C正确；
D．根据可知，在该三棱镜中，a光的临界角小于b光的临界角，选项D错误；
E．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，根据，因a光波长较短，则a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E正确。
故选ACE。
16．BCE
【详解】
光线a的偏折程度小，根据折射定律公式 可知a光的折射率小；a光的频率小，根据，a光在真空中的波长较长，故AD错误，C正确；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度大，故B正确；光线a在真空中的波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确。
故选BCE．
17． 3.51×10-3 大
【详解】
由公式代入数据得
由磁波谱可知，红光波长比黄光的长，由公式可知，红光波长比黄光的长，则红光相邻两明条纹中心间距比黄光的大。
18．
【详解】
在波的干涉中，干涉条纹的间距
及速度公式
由上式联立可得
19．
【详解】
画出如图光路图，设折射角为r，根据折射定律得
解得r
根据光的反射定律 反射角β=60
由几何知识得，两个光斑PQ之间的距离
cm（或m ）
20．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知
，
根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度
由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
21．(i)见解析； (ii)。
【详解】
(i)光路如图所示
(ii)设O1、O2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。O1、O2两点间的距离为
OO2=stanθ
OO2=2dtanr
解得:
，r = 30°
水晶印章对红色光的折射率n
解得:
22．（1）；（2）15cm
【详解】
（1）光路如图所示
由于AD=AF，∠A=60°，则入射光a经AC边的折射角
r=30°
折射率
（2）设光在玻璃中发生全反射的临界角为C，则有
解得
C=45°
由图可知，b光经AC边折射后，在BC边上的入射角为60°，此光线在G点发生全反射，由几何知识可知，四边形DEGF是平行四边形，由于∠BFG=60°，AF=3cm，则
BF=AB-AF
BF=FGcos60°
FG=12cm
所以b光在玻璃砖中的通行距离为
EG+GF=15cm
答案第1页，共2页