人教版高中物理选修一 第4章 光 单元检测(word版含答案)

人教版高中物理选修一 第4章 光 单元检测
一、单项选择题（共6小题；）
1. 如图所示，眼睛在 处看到鱼在水中的 处。若从 处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出
A. 的下方 B. 的上方 C. 处 D. 无法确定
2. 以往，已知材料的折射率都为正值（）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（），成为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 与折射角 依然满足 ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对电磁波的折射率 ，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是
A. B.
C. D.
3. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一同样的平板玻璃之上，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。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点：
（1）任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等。
（2）任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若将图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹
A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失
4. 如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖， 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是
A. B.
C. D.
5. 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， 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， 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
6. 有 、 两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图所示。则有关 、 光的说法正确的是
A. 在玻璃中传播时 光的速度较大
B. 在同一双缝干涉实验装置中发生干涉时， 光的干涉条纹间距较大
C. 从同一介质射向空气时， 光发生全反射的临界角较小
D. 从同一介质射向空气时， 光发生全反射的临界角较大
二、双项选择题（共3小题；）
7. 如图 A、B 所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，如图 C、D 所示，光由半圆形玻璃砖射入空气， 点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况中可能发生的是
A. B.
C. D.
8. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 的单色光从空气射向 点，并偏折到 点。已知入射方向与边 的夹角为 和 分别为边 和 的中点，则
A. 该棱镜的折射率为
B. 光在 点发生全反射
C. 光从空气进入棱镜，波长变小
D. 从 点出射的光束与入射到 点的光束平行
9.
图11
一玻璃砖横截面如图11所示，其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，∠ABC=45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点.此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB边垂直的光屏.若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则
A. 从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
三、解答题（共3小题；）
10. 如图所示，一个半径为 的 透明球体放置在水平面上，一束蓝光从 点沿水平方向射入球体后经 点射出，最后射到水平面上的 点．已知 ，该球体对蓝光的折射率为 ．则：
（1）它从球面射出时的出射角 为多少
（2）若光在真空中的传播速度为 ，那么，请推导出光从 点传播到 点所需时间 的表达式（用 ， 表示）
11. 如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面， 为圆心， 为直径，半径为 ，其折射率为 。现有一束平行光以 的入射角射向平面的 部分，若光线到达园弧面后都能从该表面射出。求：
（1）光射在平面上进入玻璃的折射角。
（2）入射光束在 上的最大宽度。
12. 一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角 由空气射到半圆形玻璃砖表面的 处， 是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为 、 ，它们从 到 和从 到 的时间分别为 和 ，求：
（1）在玻璃中哪束是蓝光
（2） 与 的比值
四、实验题（共2小题；）
13. 某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，实验装置俯视图如图甲所示。（说明：图左侧为前方）
（1）某同学经过初步调试后，看到了比较模糊的条纹，为了在屏上得到清晰的条纹，以下操作正确的是 （填选项前的字母）。
A．旋转测量头
B．上下拨动金属拨杆
C．左右拨动金属拨杆
D．前后拨动金属拨杆
（2）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板中心刻线不平行，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应 （填选项前的字母）。
A．仅左右转动透镜
B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝
D．仅旋转测量头
14. 在“测定玻璃的折射率”的实验中：
（1）在白纸上放好平行玻璃砖，如图 所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 和 ，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 和 。在插 和 时，用 挡住 、 的像，用 挡住 及 。
（2）某同学实验中作出光路图如图 所示，此玻璃的折射率计算式为 （用图中的 、 表示）。
（3）如图 所示，玻璃砖两个界面不平行，在 一侧透过玻璃砖观察，可以看到 和 的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率 请说出理由。
（4）如图 所示，玻璃砖两个界面不平行，在 一侧透过玻璃砖观察，可能看不到 和 的像，请分析原因。
答案
1. C
【解析】人眼看到的是鱼的虚像，鱼“发出”的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知，当激光从 处向 处发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上，选C。
2. C
【解析】根据
知入射角不等于 ，则折射角也不等于 ，所以光线进入材料时不可能垂直于界面，故A错误；
此图中光线发生反射，没有发生折射，故B错误；
根据题意知，折射线与入射线位于法线的同一侧，该图符合折射的规律，故C正确；
光线从材料右侧面射出时，违反了折射规律：折射线与入射线位于法线的同一侧，故D错误。
故选C。
3. A
【解析】干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹（或暗条纹）变疏才能使所在位置下面对应的薄膜厚度跟原先一样。
4. A
【解析】由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生全反射，由此判断A正确，C错误；B图中光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，B错误；据光路可逆原理可知D错误。
5. A
【解析】根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝于涉图样中条纹的间距就越大，由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此B、C、D错，A对。
6. C
【解析】根据图示可知，玻璃砖对 光的折射率较大，说明 光频率较高，波长较短，在玻璃中传播时 光的速度较小，在同一双缝干涉实验装置中发生干涉时 光的干涉条纹间距较小，从同一介质射向空气时 光发生全反射的临界角较小，选项A、B、D错误，C正确。
7. B， D
8. A， C
9. B， D
10. （1）
【解析】设入射角为 ，由几何关系可知：，
由
可得：
所以：
（2）
【解析】光在球体中的传播速度 ，
则光从 传到 的时间 ，
，则光从 传到 的时间 ，
故光从 点传到 点所需时间
11. （1）
【解析】设光射在平面上进入玻璃的折射角为 ，如图所示
则
解得 。
（2）
【解析】设玻璃砖的临界角为 ，则
解得
要使光线在圆弧面射出，在圆弧处的入射角需小于临界角
设射在 面上的最大宽度为 ，由几何关系知
解得 。
12. （1） 在玻璃中 光是蓝光
【解析】设折射光线与法线方向成 角，由 知， 光的偏折程度比较大，则玻璃对 光的折射率比较大， 光的频率比较大，所以 光应是蓝光。
（2） 与 的比值为
【解析】光在玻璃中的传播速度为
则有
由以上两式得：
光线在玻璃中传播时间与折射率无关，所以
13. （1） C
【解析】单缝与双缝相互平行，可使干涉条纹更加清晰明亮，所以需要左右移动拨杆，故C正确，A、B、D错误。
（2） D
【解析】发现里面的亮条纹与分划板中心刻线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，故A、B、C错误，D正确。
14. （1） 、 的像
（2）
（3） 依然可以借助这种方法测出折射率，因为只要借助大头针 和 找到出射点，就能找到折射光线，进而找到折射角。
（4） 可能当光传播到 ，界面时发生了全反射。
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