第四章 光 章末综合练（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 第四章 光 章末综合练（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 23:06:15 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 第四章 光 章末综合练
一、单选题
1．如图所示为一玻璃圆柱体，其模截面半径为5cm。在圆柱体中心轴线上距左端面2cm处有一点光源A，点光源可向各个方向发射单色光，其中从圆柱体左端面中央半径为cm圆面内射入的光线，恰好都不能从圆柱体侧面射出。则玻璃对该单色光的折射率为（ ）
A． B．
C． D．
2．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（ ）
A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
3．下列说法不正确的是（ ）
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理
B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C．图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D．图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的
4．如图为“蛟龙”号深海潜水器观察窗截面图，观察窗的形状为圆台，由某透明介质材料制成。一束光垂直CD边射到AC边的中点E，并恰好能在AC边和AB边发生全反射。则该介质的折射率约为（ ）
A．1.15 B．1.41 C．1.50 D．2.00
5．平行玻璃砖的厚度为d，折射率为n，一束光线以入射角α射到玻璃砖上，出射光线相对于入射光线的侧移距离为Δx，如图所示，则Δx决定于下列哪个表达式( )
A．Δx＝d(1－)
B．Δx＝d(1－)
C．Δx＝dsin α(1－)
D．Δx＝dcos α(1－)
6．关于光的特性说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光的干涉现象
B．偏振是横波特有的现象
C．光导纤维传递信号利用了光的反射原理
D．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的折射现象
7．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到如图乙所示的干涉条纹。下列说法错误的是（ ）
A．任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等
B．任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定
C．若在装置中抽去一张纸片，则干涉条纹间距变大
D．若把红光换成紫光，则干涉条纹间距变大
8．如图所示，五棱柱的折射率，瞄准面中点且与面垂直的细激光束射向棱柱，则下列说法中错误的是
A．没有光从面向左射出
B．没有光从面射出
C．有光垂直于面射出
D．从面射出的光，是从同一点向两个方向，且均与面成角射出
9．如图所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面AB上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从BC边射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为（ ）
A．90° B．60° C．30° D．45°
10．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
11．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为
C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽
12．下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．医院手术室使用无影灯
二、填空题
13．易错辨析
（1）托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波；( )
（2）在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大；( )
（3）在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的；( )
（4）用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光；( )
（5）只有频率相同的两列光波才能产生干涉；( )
（6）干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。( )
14．发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长_______，甚至比光的波长还_______的时候，衍射现象十分明显。
15．传统的导线传输技术存在衰减大、容量小、抗干扰能力弱等缺点，而光纤通信的主要优点就是______、衰减小______能力强。
16．全息照相技术只能记录光波的强弱信息。( )
17．想一想：水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢？
光疏介质和光密介质
光疏介质：两种介质中折射率______的介质叫做光疏介质；
光密介质：两种介质中折射率______的介质叫做光密介质；
玻璃相对于水是______介质；
玻璃相对于金刚石是______介质。
三、解答题
18．如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是MN上的一点且与M点的距离（R为半圆形裁面的半径）。MN与水平光屏P平行，两者的距离为d，一束与截面平行的红光由Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃砖对该红光的折射率为，，求：
（1）红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？
（2）如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动，移动的距离小于，请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？并求出玻璃砖向左移动多远距离时光点的亮度或增强到最强或减弱到最弱。
19．如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，入射点G与A点的距离为l，经棱镜折射后从AC边射出。已知，光在真空中的传播速度为c，求该棱镜材料的折射率及光在棱镜中的传播时间是多少？
20．菲涅耳双棱镜也是获得相干光的一种方法，查阅资料，简述这种装置的特点。
21．如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。求：
（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。
22．如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以的速度游泳，已知这条河的深度为，不考虑水面波动对视线的影响。时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，时他恰好看不到小石块了，求：
（1）河水的折射率是多少？
（2）时小孩看到的石块深度为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
如图所示
光线从圆柱体左端面射入，在圆柱体侧面发生全反射，由几何关系得
由折射定律得
全反射的临界条件
联立解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；
B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；
C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；
D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．图1中利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条纹可知，P处的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，即P处凹陷，而Q处的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同，即Q处凸起，故A正确；
B．图2为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，即泊松亮斑，故B正确；
C．沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光发生全反射形成沙漠蜃景，故C正确；
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它们的原理相同，故D错误。
本题要求选不正确的，故选D。
4．A
【详解】
根据题意，一束光垂直CD边射到AC边的中点E，并恰好能在AC边和AB边发生全反射的光路图如下图所示
根据几何关系可得是正三角形，即有
根据折射率的公式可得
BCD错误，A正确。
故选A。
5．C
【详解】
由于Δx随厚度d、入射角α、折射率n的减小而减小，因此若将d、α、n推向极端，即
当α＝0时
Δx＝0
d＝0时
Δx＝0
n＝1时
Δx＝0
考查四个选项中能满足此三种情况的只有C项，ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．泊松亮斑是光的衍射现象，A错误；
B．偏振是横波特有的现象，B正确；
C．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理，C错误；
D．阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的干涉现象，D错误；
故选B。
7．D
【详解】
AB．薄膜干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，故AB正确；
C．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示
则此两处的光程分别为
因为光程差
所以
设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得
即
当抽去一张纸片减小，增大，故C正确；
D．若把红光换成紫光，紫光的波长较红光小，根据C中公式可知干涉条纹间距变小，故D错误。
本题选错误项，故选D。
8．A
【详解】
五棱柱与空气的界面临界角
光从面进入后，以的入射角射到面上发生全反射，接着又以的入射角射到面上，发生全反射后以的入射角射到面上，一部分以的折射角斜向下方从面射出，另一部分光反射后垂直于面射向面，一部分垂直射出，一部分原路返回，有部分以的折射角斜向上从面射出，还有一些原路返回从面原入射点垂直射出，综上所述，A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】
光从空气经AB后方向不变，射到AC面，入射角为60°，由
算出光从玻璃射向空气时，发生全反射时的临界角为：C＝45°，所以光在AC面发生全反射，射到BC面，由几何关系可求得在BC面的入射角为30°，由折射定律得
所以r＝45°，则射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为45°，故ABC错误，D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；
B．频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；
C．能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；
D．测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．由图象知a光偏折大，折射率大，即
na＞nb
故A错误；
B．根据传播速度，折射率大的波速小，即
va＜vb
故B错误；
C．根据临界角公式知折射率大的临界角小，a的临界角小，故C正确；
D．因为a折射率大，频率大，则波长小，所以可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光窄，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．雨过天晴时，在天空常出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而形成的，A错误；
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，B正确；
C．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，增透膜利用的是光的干涉，C错误；
D．医院手术室使用无影灯利用的是光的直线传播，D错误。
故选B。
13． 正确 错误 正确 正确 错误 正确
【详解】
（1）[1]托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波，故正确。
（2）[2]在双缝干涉实验中，条纹宽度相等，故错误。
（3）[3]在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的，故正确。
（4）[4]由可知，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光，故正确。
（5）[5]只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波才能产生干涉，故错误。
（6）[6]干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故正确。
14． 相比 小
【详解】
略
15． 容量大 抗干扰
【详解】
[1][2]光纤通信的主要优点就是容量大、衰减小、抗干扰能力强。
16．错误
【详解】
全息相片的拍摄利用了光的干涉原理，全息照相技术不仅记录了光波的强弱信息，还记录了光波的相位信息，故错误。
17． 小 大 光密 光疏
【详解】
[1]光疏介质：两种介质中折射率小的介质叫做光疏介质。
[2]光密介质：两种介质中折射率大的介质叫做光密介质。
[3]光在玻璃中的折射率大于水中的折射率，玻璃相对于水是光密介质。
[4]光在玻璃中的折射率小于金刚石中的折射率，玻璃相对于金刚石是光疏介质。
18．（1）左，；（2）左移亮度减弱至消失，
【详解】
（1）光线应向屏的左侧移动
（2）发生会反特的临界角
所以
C=37°
当玻璃砖左移时，入射角增大，折射角增大，所以光线左移。当增大到37°时发生全反射，以后折射光线消失，所以光，点左移亮度减弱至消失。移动距离由几何知识有
19．，
【详解】
根据折射定律画出光路图，如图所示
根据几何关系可知，光在G点的入射角也为，则根据折射定律可知，光在G点折射角与光在AC面的入射角相等，设光在G点的折射角为，根据几何关系有
即
则
根据折射定律有
根据几何关系可知，光在棱镜中传播的距离为，设光在棱镜中的传播速度为，则
解得
则光在棱镜中的传播时间为
20．菲涅耳双棱镜由两块底面相合、顶角很小且相等的薄三棱镜构成，实际上是同一块玻璃磨制而成。单色光源S与双棱镜的棱脊平行，发出的光波经上下两棱镜折射后形成两束相干的折射光，它们可看作是从虚光源S1、S2发出的，在屏幕上可观察到干涉条纹。
【详解】
菲涅耳双棱镜由两块底面相合、顶角很小且相等的薄三棱镜构成，实际上是同一块玻璃磨制而成。单色光源S与双棱镜的棱脊平行，发出的光波经上下两棱镜折射后形成两束相干的折射光，它们可看作是从虚光源S1、S2发出的，在屏幕上可观察到干涉条纹。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）光路图及相关量如图所示。
光束在AB边上折射，由折射定律得
式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知
α+β=60°
由几何关系和反射定律得
β=β′=∠B =30°
联立并代入i=60°得
n=
（2）设改变后的入射角为i′，折射角为α′，由折射定律得
依题意，光束在BC边上恰好全反射且
由几何关系得
C=α'+30°
入射角的正弦为
22．（1）；（2）m
【详解】
（1）t＝6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块。
6s内小孩通过的位移为
s＝vt＝0.5×6m＝3m
根据全反射临界角公式得
则
（2）t＝0时小孩看到的石块深度为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示为一玻璃圆柱体，其模截面半径为5cm。在圆柱体中心轴线上距左端面2cm处有一点光源A，点光源可向各个方向发射单色光，其中从圆柱体左端面中央半径为cm圆面内射入的光线，恰好都不能从圆柱体侧面射出。则玻璃对该单色光的折射率为（ ）
A． B．
C． D．
2．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（ ）
A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
3．下列说法不正确的是（ ）
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理
B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C．图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D．图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的
4．如图为“蛟龙”号深海潜水器观察窗截面图，观察窗的形状为圆台，由某透明介质材料制成。一束光垂直CD边射到AC边的中点E，并恰好能在AC边和AB边发生全反射。则该介质的折射率约为（ ）
A．1.15 B．1.41 C．1.50 D．2.00
5．平行玻璃砖的厚度为d，折射率为n，一束光线以入射角α射到玻璃砖上，出射光线相对于入射光线的侧移距离为Δx，如图所示，则Δx决定于下列哪个表达式( )
A．Δx＝d(1－)
B．Δx＝d(1－)
C．Δx＝dsin α(1－)
D．Δx＝dcos α(1－)
6．关于光的特性说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光的干涉现象
B．偏振是横波特有的现象
C．光导纤维传递信号利用了光的反射原理
D．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的折射现象
7．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当红光从上方入射后，从上往下看到如图乙所示的干涉条纹。下列说法错误的是（ ）
A．任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等
B．任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定
C．若在装置中抽去一张纸片，则干涉条纹间距变大
D．若把红光换成紫光，则干涉条纹间距变大
8．如图所示，五棱柱的折射率，瞄准面中点且与面垂直的细激光束射向棱柱，则下列说法中错误的是
A．没有光从面向左射出
B．没有光从面射出
C．有光垂直于面射出
D．从面射出的光，是从同一点向两个方向，且均与面成角射出
9．如图所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面AB上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从BC边射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为（ ）
A．90° B．60° C．30° D．45°
10．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
11．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为
C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽
12．下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．医院手术室使用无影灯
二、填空题
13．易错辨析
（1）托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波；( )
（2）在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大；( )
（3）在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的；( )
（4）用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光；( )
（5）只有频率相同的两列光波才能产生干涉；( )
（6）干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。( )
14．发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长_______，甚至比光的波长还_______的时候，衍射现象十分明显。
15．传统的导线传输技术存在衰减大、容量小、抗干扰能力弱等缺点，而光纤通信的主要优点就是______、衰减小______能力强。
16．全息照相技术只能记录光波的强弱信息。( )
17．想一想：水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢？
光疏介质和光密介质
光疏介质：两种介质中折射率______的介质叫做光疏介质；
光密介质：两种介质中折射率______的介质叫做光密介质；
玻璃相对于水是______介质；
玻璃相对于金刚石是______介质。
三、解答题
18．如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是MN上的一点且与M点的距离（R为半圆形裁面的半径）。MN与水平光屏P平行，两者的距离为d，一束与截面平行的红光由Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃砖对该红光的折射率为，，求：
（1）红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？
（2）如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动，移动的距离小于，请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？并求出玻璃砖向左移动多远距离时光点的亮度或增强到最强或减弱到最弱。
19．如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，入射点G与A点的距离为l，经棱镜折射后从AC边射出。已知，光在真空中的传播速度为c，求该棱镜材料的折射率及光在棱镜中的传播时间是多少？
20．菲涅耳双棱镜也是获得相干光的一种方法，查阅资料，简述这种装置的特点。
21．如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。求：
（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。
22．如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线以的速度游泳，已知这条河的深度为，不考虑水面波动对视线的影响。时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，时他恰好看不到小石块了，求：
（1）河水的折射率是多少？
（2）时小孩看到的石块深度为多少？
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参考答案：
1．B
【详解】
如图所示
光线从圆柱体左端面射入，在圆柱体侧面发生全反射，由几何关系得
由折射定律得
全反射的临界条件
联立解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；
B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；
C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；
D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．图1中利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条纹可知，P处的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，即P处凹陷，而Q处的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同，即Q处凸起，故A正确；
B．图2为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，即泊松亮斑，故B正确；
C．沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光发生全反射形成沙漠蜃景，故C正确；
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它们的原理相同，故D错误。
本题要求选不正确的，故选D。
4．A
【详解】
根据题意，一束光垂直CD边射到AC边的中点E，并恰好能在AC边和AB边发生全反射的光路图如下图所示
根据几何关系可得是正三角形，即有
根据折射率的公式可得
BCD错误，A正确。
故选A。
5．C
【详解】
由于Δx随厚度d、入射角α、折射率n的减小而减小，因此若将d、α、n推向极端，即
当α＝0时
Δx＝0
d＝0时
Δx＝0
n＝1时
Δx＝0
考查四个选项中能满足此三种情况的只有C项，ABD错误，C正确。
故选C。
6．B
【详解】
A．泊松亮斑是光的衍射现象，A错误；
B．偏振是横波特有的现象，B正确；
C．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理，C错误；
D．阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的干涉现象，D错误；
故选B。
7．D
【详解】
AB．薄膜干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，故AB正确；
C．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示
则此两处的光程分别为
因为光程差
所以
设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得
即
当抽去一张纸片减小，增大，故C正确；
D．若把红光换成紫光，紫光的波长较红光小，根据C中公式可知干涉条纹间距变小，故D错误。
本题选错误项，故选D。
8．A
【详解】
五棱柱与空气的界面临界角
光从面进入后，以的入射角射到面上发生全反射，接着又以的入射角射到面上，发生全反射后以的入射角射到面上，一部分以的折射角斜向下方从面射出，另一部分光反射后垂直于面射向面，一部分垂直射出，一部分原路返回，有部分以的折射角斜向上从面射出，还有一些原路返回从面原入射点垂直射出，综上所述，A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】
光从空气经AB后方向不变，射到AC面，入射角为60°，由
算出光从玻璃射向空气时，发生全反射时的临界角为：C＝45°，所以光在AC面发生全反射，射到BC面，由几何关系可求得在BC面的入射角为30°，由折射定律得
所以r＝45°，则射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为45°，故ABC错误，D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；
B．频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；
C．能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；
D．测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．由图象知a光偏折大，折射率大，即
na＞nb
故A错误；
B．根据传播速度，折射率大的波速小，即
va＜vb
故B错误；
C．根据临界角公式知折射率大的临界角小，a的临界角小，故C正确；
D．因为a折射率大，频率大，则波长小，所以可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光窄，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．雨过天晴时，在天空常出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而形成的，A错误；
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，B正确；
C．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，增透膜利用的是光的干涉，C错误；
D．医院手术室使用无影灯利用的是光的直线传播，D错误。
故选B。
13． 正确 错误 正确 正确 错误 正确
【详解】
（1）[1]托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波，故正确。
（2）[2]在双缝干涉实验中，条纹宽度相等，故错误。
（3）[3]在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的，故正确。
（4）[4]由可知，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光，故正确。
（5）[5]只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列光波才能产生干涉，故错误。
（6）[6]干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故正确。
14． 相比 小
【详解】
略
15． 容量大 抗干扰
【详解】
[1][2]光纤通信的主要优点就是容量大、衰减小、抗干扰能力强。
16．错误
【详解】
全息相片的拍摄利用了光的干涉原理，全息照相技术不仅记录了光波的强弱信息，还记录了光波的相位信息，故错误。
17． 小 大 光密 光疏
【详解】
[1]光疏介质：两种介质中折射率小的介质叫做光疏介质。
[2]光密介质：两种介质中折射率大的介质叫做光密介质。
[3]光在玻璃中的折射率大于水中的折射率，玻璃相对于水是光密介质。
[4]光在玻璃中的折射率小于金刚石中的折射率，玻璃相对于金刚石是光疏介质。
18．（1）左，；（2）左移亮度减弱至消失，
【详解】
（1）光线应向屏的左侧移动
（2）发生会反特的临界角
所以
C=37°
当玻璃砖左移时，入射角增大，折射角增大，所以光线左移。当增大到37°时发生全反射，以后折射光线消失，所以光，点左移亮度减弱至消失。移动距离由几何知识有
19．，
【详解】
根据折射定律画出光路图，如图所示
根据几何关系可知，光在G点的入射角也为，则根据折射定律可知，光在G点折射角与光在AC面的入射角相等，设光在G点的折射角为，根据几何关系有
即
则
根据折射定律有
根据几何关系可知，光在棱镜中传播的距离为，设光在棱镜中的传播速度为，则
解得
则光在棱镜中的传播时间为
20．菲涅耳双棱镜由两块底面相合、顶角很小且相等的薄三棱镜构成，实际上是同一块玻璃磨制而成。单色光源S与双棱镜的棱脊平行，发出的光波经上下两棱镜折射后形成两束相干的折射光，它们可看作是从虚光源S1、S2发出的，在屏幕上可观察到干涉条纹。
【详解】
菲涅耳双棱镜由两块底面相合、顶角很小且相等的薄三棱镜构成，实际上是同一块玻璃磨制而成。单色光源S与双棱镜的棱脊平行，发出的光波经上下两棱镜折射后形成两束相干的折射光，它们可看作是从虚光源S1、S2发出的，在屏幕上可观察到干涉条纹。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）光路图及相关量如图所示。
光束在AB边上折射，由折射定律得
式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知
α+β=60°
由几何关系和反射定律得
β=β′=∠B =30°
联立并代入i=60°得
n=
（2）设改变后的入射角为i′，折射角为α′，由折射定律得
依题意，光束在BC边上恰好全反射且
由几何关系得
C=α'+30°
入射角的正弦为
22．（1）；（2）m
【详解】
（1）t＝6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块。
6s内小孩通过的位移为
s＝vt＝0.5×6m＝3m
根据全反射临界角公式得
则
（2）t＝0时小孩看到的石块深度为
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