2022春物理人教版2019选择性必修第一册第4章：光习题（word版含答案）

2022春物理人教版2019选择性必修第一册第4章：光习题附答案
人教2019选择性必修第一册第4章　光
一、选择题。
1、（双选）一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是(　 　)
A．介质1的折射率小
B．介质1的折射率大
C．光在介质1中的传播速度大
D．光在介质2中的传播速度大
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、（双选）如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率n＝2.0.一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是(　　)
A．所有光线都能透过这种材料
B．只有距圆心O两侧范围内的光才能通过
C．射出的光束会形成发散光束
D．射出的光束会形成会聚光束
4、用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图像是图中的(　　)
5、在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为(　　)
A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 m
C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m
6、(多选)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构时,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射的方法最终确定了其化学结构。在做单缝衍射实验时,下列说法正确的是(　　)
A.将入射光由可见光换成X射线,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
E.衍射条纹的中央条纹最宽
7、为了汽车夜间行车安全,有人提出设想:将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片,使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光,从而大大降低因对面的车灯造成的视线模糊。以下关于光的偏振的说法正确的是(　　)
A.只有振动方向和透振方向一致的光才能透过偏振片
B.光的振动方向指的是磁场方向
C.光的偏振现象不可争议地证明了光是一种机械波
D.泊松亮斑就是一种偏振现象
8、a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是(　　)
A．该种玻璃对a光的折射率较大
B．b光在该玻璃中传播时的速度较大
C．a光的频率较小
D．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
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、如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，如图能正确描述其光路的是(　　)
11、用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
12、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(　　)
A．相邻干涉条纹之间距离相等
B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小
二、填空含实验题。
13、（实验）(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图)，下列说法哪些是正确的(　　)
A.调节光源高度,使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.为了减小测量误差,可测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距Δx=
D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光
14、填空类。
12、空中有一只小鸟，距水面3 m，其下方距水面4 m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为，则鸟看水中的鱼离它 m，鱼看天上的鸟离它 m。
三、解答类题。
15、如图所示，一小孩站在宽6 m的河边 ，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3 m的树，树的正下方河底有一块石头， 小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发现两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为1.5 m，河水的折射率为，试估算河水深度。
16、（计算题）1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯，斜射到内芯与外套的介质分界面，在M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c。求：
(1)该单色光在内芯与外套的介质分界面上发生全反射时临界角C的正弦值；
(2)该单色光在光导纤维中的传播时间．
17、（计算题）一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4 m，在距观景台右侧面x＝4 m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3 m处下移到接近水面，在移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3 m，求：
(1)水的折射率n.
(2)光能照亮的最远距离AC.(结果可以保留根式)
2022春物理人教版2019选择性必修第一册第4章：光习题附答案
人教2019选择性必修第一册第4章　光
一、选择题。
1、（双选）一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是(　 　)
A．介质1的折射率小
B．介质1的折射率大
C．光在介质1中的传播速度大
D．光在介质2中的传播速度大
【答案】BD
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、（双选）如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率n＝2.0.一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是(　　)
A．所有光线都能透过这种材料
B．只有距圆心O两侧范围内的光才能通过
C．射出的光束会形成发散光束
D．射出的光束会形成会聚光束
【答案】BD
4、用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图像是图中的(　　)
【答案】D
5、在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为(　　)
A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 m
C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m
【答案】C
6、(多选)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构时,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射的方法最终确定了其化学结构。在做单缝衍射实验时,下列说法正确的是(　　)
A.将入射光由可见光换成X射线,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
E.衍射条纹的中央条纹最宽
【答案】ACE　
7、为了汽车夜间行车安全,有人提出设想:将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片,使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光,从而大大降低因对面的车灯造成的视线模糊。以下关于光的偏振的说法正确的是(　　)
A.只有振动方向和透振方向一致的光才能透过偏振片
B.光的振动方向指的是磁场方向
C.光的偏振现象不可争议地证明了光是一种机械波
D.泊松亮斑就是一种偏振现象
【答案】A　
8、a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是(　　)
A．该种玻璃对a光的折射率较大
B．b光在该玻璃中传播时的速度较大
C．a光的频率较小
D．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
【答案】C
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、如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，如图能正确描述其光路的是(　　)
【答案】A
11、用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
12、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(　　)
A．相邻干涉条纹之间距离相等
B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小
【答案】A
二、填空含实验题。
13、（实验）(多选)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图)，下列说法哪些是正确的(　　)
A.调节光源高度,使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C.为了减小测量误差,可测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距Δx=
D.某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光
【答案】BC　
14、填空类。
12、空中有一只小鸟，距水面3 m，其下方距水面4 m深处的水中有一条鱼。已知水的折射率为，则鸟看水中的鱼离它 m，鱼看天上的鸟离它 m。
【答案】6 8
【解析】首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的θ1和θ2均很小，故有tanθ1＝sinθ1，tanθ2＝sinθ2.由图可得
h1 tanθ2＝h′tanθ1
h′＝＝＝＝4× m＝3 m
则鸟看水中的鱼离它：H1＝(3＋3) m＝6 m
同理可得鱼看鸟时：h″＝nh2＝3× m＝4 m
则H2＝(4＋4) m＝8 m。
三、解答类题。
15、如图所示，一小孩站在宽6 m的河边 ，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3 m的树，树的正下方河底有一块石头， 小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发现两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为1.5 m，河水的折射率为，试估算河水深度。
【答案】5.3 m　
【解析】树顶反射和石头折射成像的光路图如图所示：
由图得n＝，①
由几何关系得1.5tan i＋3tan i＝6，
解得tan i＝，sin i＝，②
P点至树岸边的距离为3tan i＝4 m，
sin r＝，③
把①②代入③得h＝5.3 m.
16、（计算题）1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯，斜射到内芯与外套的介质分界面，在M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c。求：
(1)该单色光在内芯与外套的介质分界面上发生全反射时临界角C的正弦值；
(2)该单色光在光导纤维中的传播时间．
【答案】(1)　(2)
【解析】(1)由光的折射定律，
得：n21＝＝
当θ1＝90°时，sin C＝；
(2)根据几何关系，则有：x＝
因传播速度v＝；
而传播时间t＝；
联立上式，可解得：t＝。
17、（计算题）一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4 m，在距观景台右侧面x＝4 m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3 m处下移到接近水面，在移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3 m，求：
(1)水的折射率n.
(2)光能照亮的最远距离AC.(结果可以保留根式)
【答案】(1)　 (2) m
【解析】(1)点光源S在距水面高3 m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，由于n＝，
所以水的折射率n＝＝.
(2)点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C
则：n＝＝＝
可得sin C＝
由数学知识得tan C＝＝，
解得AC＝htan C＝ m。