第4章 光 单元练习（Word版含答案）

2022春物理人教（2019）选择性必修第一册第4章　光练习含答案
人教（2019）选择性必修第一册第4章　光
一、选择题。
1、（双选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
2、在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA＝α，∠AOM＝β，∠NOO′＝θ，插大头针P1、P2、P3、P4是(　　)
A．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝
B．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝
C．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝
D．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝
3、某种介质对空气的折射率是，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)(　　)
4、如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(　　)
A．A、B、C三个位置都出现亮条纹
B．B位置出现暗条纹
C．C位置出现亮或暗条纹是由其他条件决定的
D．以上结论都不对
5、在双缝干涉实验中，双缝的作用是(　　)
A．遮住过于强烈的光 B．形成两个振动情况相同的光源
C．使白光变成单色光 D．使光发生折射
6、(双选)抽制细丝时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上的一条同样宽度的窄缝产生的条纹相同,则下列描述正确的是(　　)
A.这是利用光的干涉现象
B.这是利用光的衍射现象
C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了
7、在演示双缝干涉实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的(　　)
A.亮度高 B.平行性好 C.相干性好 D.波动性好
8、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，衍射条纹是黑白相间的
C．光的干涉现象说明具有波动性，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
9、如图所示，一玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则该三棱镜的折射率为(　　)
A. B. C. D.
10、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　　)
A．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
B．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
C．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折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
11、关于光的干涉，下列说法中正确的是(　　)
A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
C．在双缝干涉现象中，将绿光换成红光，相邻两个亮条纹间距将变宽
D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫
12、(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光,用于进行近视眼的治疗。用这样的“激光刀”对近视眼进行手术,手术时间短,效果好,无痛苦。关于这个治疗,以下说法中正确的是(　　)
A.近视眼是远处物体在眼球中成像在视网膜的前面,使人不能看清物体
B.激光平行度好,可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术
C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是(　　)
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
14、用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．
(1)在图上补画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角．
(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角i和折射角r的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
16、S1、S2为两个相干光源，它们发出的光的频率为7.5×1014 Hz，光屏上A点与S1、S2的路程差为1.8×10－6 m．若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现什么条纹？若S1、S2的振动步调完全相反呢？
17、（计算题）如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，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，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)
2022春物理人教（2019）选择性必修第一册第4章　光练习含答案
人教（2019）选择性必修第一册第4章　光
一、选择题。
1、（双选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)
A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
【答案】CD
2、在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA＝α，∠AOM＝β，∠NOO′＝θ，插大头针P1、P2、P3、P4是(　　)
A．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝
B．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝
C．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝
D．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝
【答案】D
3、某种介质对空气的折射率是，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)(　　)
【答案】D
4、如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(　　)
A．A、B、C三个位置都出现亮条纹
B．B位置出现暗条纹
C．C位置出现亮或暗条纹是由其他条件决定的
D．以上结论都不对
【答案】A
5、在双缝干涉实验中，双缝的作用是(　　)
A．遮住过于强烈的光 B．形成两个振动情况相同的光源
C．使白光变成单色光 D．使光发生折射
【答案】B
6、(双选)抽制细丝时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上的一条同样宽度的窄缝产生的条纹相同,则下列描述正确的是(　　)
A.这是利用光的干涉现象
B.这是利用光的衍射现象
C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了
【答案】BD　
7、在演示双缝干涉实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的(　　)
A.亮度高 B.平行性好 C.相干性好 D.波动性好
【答案】C　
8、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，衍射条纹是黑白相间的
C．光的干涉现象说明具有波动性，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
【答案】D
9、如图所示，一玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则该三棱镜的折射率为(　　)
A. B. C. D.
【答案】C
10、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　　)
A．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
B．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
C．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折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
【答案】A
11、关于光的干涉，下列说法中正确的是(　　)
A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
C．在双缝干涉现象中，将绿光换成红光，相邻两个亮条纹间距将变宽
D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫
【答案】C
12、(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光,用于进行近视眼的治疗。用这样的“激光刀”对近视眼进行手术,手术时间短,效果好,无痛苦。关于这个治疗,以下说法中正确的是(　　)
A.近视眼是远处物体在眼球中成像在视网膜的前面,使人不能看清物体
B.激光平行度好,可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术
C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
【答案】ABD　
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，乙图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法正确的是(　　)
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
【答案】A
14、用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．
(1)在图上补画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角．
(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角i和折射角r的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.
【答案】(1)如解析图所示 (2)如解析图中i、r所示 (3)1.5
【解析】(1)P3、P4的连线与CD的交点即光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点即光线进入玻璃砖的位置，连接这两点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．
(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示．
(3)题图乙图像的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
【答案】1.15 m
【解析】光路如图所示：
由题意可得入射角为53°
由折射定律＝n，＝，则r＝37°，
由几何关系得影长
s＝0.3 m×tan 53°＋1 m×tan 37°＝1.15 m。
16、S1、S2为两个相干光源，它们发出的光的频率为7.5×1014 Hz，光屏上A点与S1、S2的路程差为1.8×10－6 m．若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现什么条纹？若S1、S2的振动步调完全相反呢？
【答案】暗条纹　亮条纹
解析：此光的波长为：λ＝＝＝4×10－7 m，
半波长为：＝2×10－7 m.
A点到S1、S2的路程差与半波长的倍数关系为：
n＝＝9，
所以若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现暗条纹；若S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现亮条纹．
17、（计算题）如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，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，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)
【答案】
【解析】首先画出光路图，如图所示：
设光线射向CD面上时入射角为θ1，根据两次反射的入射角相等，结合光路图可得θ1＝θ2＝θ3＝θ4＝22.5°，又玻璃的折射率n＝，当临界角C＝θ1＝22.5°时，折射率最小，故五棱镜折射率的最小值为n＝.