2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第4章《光及其应用》习题（Word版含答案）

2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第4章《光及其应用》习题有答案
第4章：光及其应用
一、选择题。
1、（双选）用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻明条纹的位置，c为中央明条纹，则(　　)
A．O到达a、b的路程差为零
B．M、N到达b的路程差为λ
C．O到达a、c的路程差为4λ
D．M、N到达e的路程差为2λ
2、（双选）如图所示：
一束光从空气中射向折射率n＝的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s，则下列说法正确的是(　　)
A．当i>45°时会发生全反射现象
B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°
C．当入射角满足tan i＝时，反射光线跟折射光线恰好垂直
D．光在该玻璃中的传播速度v＝1.5×108 m/s
3、如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB面射入棱镜，从AC面射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　)
A． B． C． D． 、
4、当游客站在峨眉山山顶背向太阳而立，而正面下方又弥漫云雾时，有时会在正面下方的天幕上看到一个外红内紫的彩色光环，这就是神奇的“佛光现象”。佛光是一种奇特的自然现象，当阳光照射较厚的云层时，日光射透云层后，会受到云层深处水滴或冰晶的反射，这种反射在穿过云雾表面时，在微小的水滴或冰晶边缘产生衍射现象。那么，下述现象中与“佛光”现象成因相同的是(　　)
A．雨后的彩虹
B．孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓
C．路面上的油膜阳光下呈现彩色
D．阳光照射下，树影中呈现一个个小圆形光斑
5、（双选）如图所示，一束光由空气射到透明介质球的A点，入射角为i，则(　　)
A．当i足够大时，在A点将发生全反射
B．当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射
C．无论i多大，在A点都不会发生全反射
D．无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射
6、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10 μm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．15° B．30° C．45° D．60°
7、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，所以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作的。如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为(　　)
A． B．1.5 C． D．2
8、（双选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面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
9、（双选）抽制细丝时可以用激光监控其粗细，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规律相同，则(　　)
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，表明抽制的丝粗了
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
10、（多选）双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　)
A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
D．若将像屏向下平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
*11、一个柱体棱镜的横截面如图所示，图中MN为圆弧，点E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线能从棱镜NM弧面射出的范围是(　　)
A．NE1 B．NF1 C．NG1 D．NH1
*12、夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改为偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光。同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是(　　)
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
二、填空题。
13、某同学用插针法做测定玻璃砖折射率的实验。
(1)在如图所示的实验中，下列说法正确的是________。(填正确选项前的字母)
A．入射角θ1适当大些，可以提高精确度
B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高精确度
C．P1、P2的间距，入射角的大小均与实验的精确度无关
(2)如果有几块厚度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用厚度________(选填“较大”或“较小”)的玻璃砖来测量。
14、用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是(　　)
A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源
B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等
三、计算类题。
15、（计算类综合题）如图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处。若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？
16、（计算题）玻璃球过球心的横截面如图所示，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM恰好在M点发生全反射，弦BM的长度为R，另一光线BN从N点折射后的出射光线平行于AB，光在真空中的速度为c。求：
(1)该玻璃球的折射率；
(2)光线BN在玻璃球中的传播时间。
17、（计算题）为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁。为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时的反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的最小厚度。
解析：设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n＝＝，即λ＝。反射光干涉相消，那么增透膜最小厚度d＝λ＝＝ m＝1×10－7 m。
2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第4章《光及其应用》习题有答案
第4章：光及其应用
一、选择题。
1、（双选）用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻明条纹的位置，c为中央明条纹，则(　　)
A．O到达a、b的路程差为零
B．M、N到达b的路程差为λ
C．O到达a、c的路程差为4λ
D．M、N到达e的路程差为2λ
【答案】BD　
2、（双选）如图所示：
一束光从空气中射向折射率n＝的某种玻璃的表面，i表示入射角，光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s，则下列说法正确的是(　　)
A．当i>45°时会发生全反射现象
B．无论入射角是多大，折射角r都不会超过45°
C．当入射角满足tan i＝时，反射光线跟折射光线恰好垂直
D．光在该玻璃中的传播速度v＝1.5×108 m/s
【答案】BC　
3、如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB面射入棱镜，从AC面射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　)
A． B． C． D．
【答案】C　
4、当游客站在峨眉山山顶背向太阳而立，而正面下方又弥漫云雾时，有时会在正面下方的天幕上看到一个外红内紫的彩色光环，这就是神奇的“佛光现象”。佛光是一种奇特的自然现象，当阳光照射较厚的云层时，日光射透云层后，会受到云层深处水滴或冰晶的反射，这种反射在穿过云雾表面时，在微小的水滴或冰晶边缘产生衍射现象。那么，下述现象中与“佛光”现象成因相同的是(　　)
A．雨后的彩虹
B．孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓
C．路面上的油膜阳光下呈现彩色
D．阳光照射下，树影中呈现一个个小圆形光斑
【答案】B　
5、（双选）如图所示，一束光由空气射到透明介质球的A点，入射角为i，则(　　)
A．当i足够大时，在A点将发生全反射
B．当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射
C．无论i多大，在A点都不会发生全反射
D．无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射
【答案】CD　
6、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10 μm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．15° B．30° C．45° D．60°
【答案】D　
7、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，所以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作的。如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为(　　)
A． B．1.5 C． D．2
【答案】C　
8、（双选）如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面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　
9、（双选）抽制细丝时可以用激光监控其粗细，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规律相同，则(　　)
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，表明抽制的丝粗了
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
【答案】BD　
10、（多选）双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　)
A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
D．若将像屏向下平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化
【答案】ACD　
*11、一个柱体棱镜的横截面如图所示，图中MN为圆弧，点E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线能从棱镜NM弧面射出的范围是(　　)
A．NE1 B．NF1 C．NG1 D．NH1
【答案】C　
*12、夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改为偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光。同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是(　　)
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
【答案】D　
二、填空题。
13、某同学用插针法做测定玻璃砖折射率的实验。
(1)在如图所示的实验中，下列说法正确的是________。(填正确选项前的字母)
A．入射角θ1适当大些，可以提高精确度
B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高精确度
C．P1、P2的间距，入射角的大小均与实验的精确度无关
(2)如果有几块厚度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用厚度________(选填“较大”或“较小”)的玻璃砖来测量。
【答案】(1)A　(2)较大
14、用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是(　　)
A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源
B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等
【答案】A　 此实验通过分光法获得干涉光源，故A正确。白光的干涉条纹是彩色的不是黑白相间的，B错误。屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时，该处应是暗条纹，C错误。相邻亮条纹的间距相等，相邻暗条纹的间距也相等，D错误。
三、计算类题。
15、（计算类综合题）如图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处。若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？
【答案】O处为亮条纹　A处为第三级暗条纹
【解析】屏上O点到双缝的距离之差，无论用何种光做实验，路程差都是0，所以O处仍为亮条纹。
设屏上A点到双缝的距离差为Δx，因用λ1＝5.0×10－7 m的光照射时，A处为第二级亮条纹，有Δx＝2λ1，但对λ2＝4.0×10－7 m的入射光来说：
Δx＝2λ1＝1×10－6 m＝kλ2＝k×4.0×10－7 m，
有k＝2.5，即Δx为的奇数倍，所以A处为暗条纹，
则Δx＝(2n＋1)(n＝0，±1，±2，±3，…)，
解得n＝2，而n＝0时为一级暗条纹，所以A处为第三级暗条纹。
16、（计算题）玻璃球过球心的横截面如图所示，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM恰好在M点发生全反射，弦BM的长度为R，另一光线BN从N点折射后的出射光线平行于AB，光在真空中的速度为c。求：
(1)该玻璃球的折射率；
(2)光线BN在玻璃球中的传播时间。
【答案】(1)　 (2)
【解析】(1)光线BM恰好在M点发生全反射，则∠BMO等于临界角C，
则BM＝2Rcos C＝R，
解得cos C＝，所以sin C＝，
又因为sin C＝，所以n＝。
(2)设光线BN在N点的入射角为i，则折射角r＝2i，由折射定律n＝，得cos i＝，
BN＝2Rcos i＝R，
光在介质中的速度为v＝，
则运动时间t＝＝。
17、（计算题）为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁。为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时的反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的最小厚度。
解析：设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n＝＝，即λ＝。反射光干涉相消，那么增透膜最小厚度d＝λ＝＝ m＝1×10－7 m。
【答案】1×10－7 m