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、某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini－sinr图像如图乙所示．则(　 　)
A．光由A经O到B，n＝1.5
B．光由B经O到A，n＝1.5
C．光由A经O到B，n＝0.67
D．光由B经O到A，n＝0.67
2、（双选）一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
3、折射率n＝的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°.则(　　)
A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射
B．i＝45°，光在AC面上发生全反射
C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射
D．i＝30°，光在AC面上发生全反射
4、用波长为λ的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮条纹，则(　　)
A．改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点处一定出现亮条纹
B．改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点处一定出现暗条纹
C．改用波长为的平行单色光照射双缝，P点处一定出现亮条纹
D．改用波长为的平行单色光照射双缝，P点处一定出现暗条纹
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、(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是(　　)
A.在真空中,a光的波长比b光的长
B.在同一介质中,a光的传播速度比b光的快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮条纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
7、如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的振动方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化。设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是(　　)
A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
D.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
8、（双选）激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的(　　)
A．单色性好 B．平行度高 C．高能量 D．相干性好
9、（双选）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　)
A．na>nb B．navb D．va10、潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形区域的半径为(　　)
A．htanθ　　 B．hsinθ C．h/tanθ D．h/sinθ
11、如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P点观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫色光源照射单缝，则(　　)
A．P点和P1点仍为亮条纹
B．P点为亮条纹，P1点为暗条纹
C．P点为暗条纹，P1点为亮条纹
D．P、P1点均为暗条纹
12、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
13、(多选)如图所示,一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖,通过玻璃砖后分成两单色细光束A、B。下列说法正确的是(　　)
A.若增大入射角i,则B光先消失
B.在玻璃中A光的速度比B光的大
C.通过狭缝时A光比B光更容易发生衍射现象
D.利用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的小
E.若A光为绿光,则B光可能为紫光
二、填空含实验题。
14、（实验）某次实验中，测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,双缝到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为(　　)
A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m C.1.5×10-8 m D.1.0×10-7 m
15、两个同学测玻璃的折射率时各设计一个表格记录数据，而且都已完成了计算，你认为 的是正确的？
甲设计的表格是：
次数 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n
1 30 0.500 20.9 0.322 1.552 1.542
2 45 0.707 30.5 0.461 1.533
3 60 0.866 38.0 0.562 1.541
乙设计的表格是：
次数 1 2 3 角平均值 正弦值 n
θ1 30 45 60 45 0.707 1.568
θ2 20.9 30.5 38.0 29.8 0.451
三、计算类题。
16、（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)
17、一束单色光从三棱镜直角边AB边的中点E垂直射入，经过三棱镜一次折射后在光屏上形成一个光点，已知∠A＝30°，BC边长为0.3 m，三棱镜材料的折射率为，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，光屏与AB边平行．求：
(1)从棱镜AC边射出的光线与入射光线的偏折角度；
(2)光从射入三棱镜E点到射到光屏经历的时间．
18、（计算题）一束细光束由真空沿着半径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图乙所示．此透明体的临界角C为多大？折射率n为多大？
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、某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini－sinr图像如图乙所示．则(　 　)
A．光由A经O到B，n＝1.5
B．光由B经O到A，n＝1.5
C．光由A经O到B，n＝0.67
D．光由B经O到A，n＝0.67
【答案】B
2、（双选）一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．此介质折射率为
B．此介质折射率为
C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
【答案】BC
3、折射率n＝的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一条光线从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角θ＝60°.则(　　)
A．i＝45°，光在AC面上不发生全反射
B．i＝45°，光在AC面上发生全反射
C．i＝30°，光在AC面上不发生全反射
D．i＝30°，光在AC面上发生全反射
【答案】B
4、用波长为λ的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮条纹，则(　　)
A．改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点处一定出现亮条纹
B．改用波长为2λ的平行单色光照射双缝，P点处一定出现暗条纹
C．改用波长为的平行单色光照射双缝，P点处一定出现亮条纹
D．改用波长为的平行单色光照射双缝，P点处一定出现暗条纹
【答案】C
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、(多选)如图所示,甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样,则下列说法正确的是(　　)
A.在真空中,a光的波长比b光的长
B.在同一介质中,a光的传播速度比b光的快
C.两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时,在光屏上b光亮条纹的条数更多
D.当两束光从空气中射向玻璃时,a光不发生全反射,但b光可能发生全反射
【答案】ABC　
7、如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的振动方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化。设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是(　　)
A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
D.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
【答案】B　
8、（双选）激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的(　　)
A．单色性好 B．平行度高 C．高能量 D．相干性好
【答案】BC
9、（双选）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　)
A．na>nb B．navb D．va【答案】AD
10、潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形区域的半径为(　　)
A．htanθ　　 B．hsinθ C．h/tanθ D．h/sinθ
【答案】A
11、如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P点观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400 nm的紫色光源照射单缝，则(　　)
A．P点和P1点仍为亮条纹
B．P点为亮条纹，P1点为暗条纹
C．P点为暗条纹，P1点为亮条纹
D．P、P1点均为暗条纹
【答案】B
12、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
13、(多选)如图所示,一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖,通过玻璃砖后分成两单色细光束A、B。下列说法正确的是(　　)
A.若增大入射角i,则B光先消失
B.在玻璃中A光的速度比B光的大
C.通过狭缝时A光比B光更容易发生衍射现象
D.利用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的小
E.若A光为绿光,则B光可能为紫光
【答案】BCE　
二、填空含实验题。
14、（实验）某次实验中，测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,双缝到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为(　　)
A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m C.1.5×10-8 m D.1.0×10-7 m
【答案】B　
15、两个同学测玻璃的折射率时各设计一个表格记录数据，而且都已完成了计算，你认为 的是正确的？
甲设计的表格是：
次数 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n
1 30 0.500 20.9 0.322 1.552 1.542
2 45 0.707 30.5 0.461 1.533
3 60 0.866 38.0 0.562 1.541
乙设计的表格是：
次数 1 2 3 角平均值 正弦值 n
θ1 30 45 60 45 0.707 1.568
θ2 20.9 30.5 38.0 29.8 0.451
【答案】甲正确
【解析】由n＝可知，n的测量值应为每次测量的入射角的正弦与折射角的正弦比值的平均值，而不是每次测量的入射角的平均值的正弦与折射角的平均值的正弦之比，故甲正确。
三、计算类题。
16、（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＝。
17、一束单色光从三棱镜直角边AB边的中点E垂直射入，经过三棱镜一次折射后在光屏上形成一个光点，已知∠A＝30°，BC边长为0.3 m，三棱镜材料的折射率为，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，光屏与AB边平行．求：
(1)从棱镜AC边射出的光线与入射光线的偏折角度；
(2)光从射入三棱镜E点到射到光屏经历的时间．
【答案】(1)30°　 (2)1.4×10－9 s
解析：(1)如图所示，
由折射定律知＝n
由几何关系可知，α＝30°
解得β＝60°
光从棱镜AC边射出时，光线的偏折角度为β－α＝30°
(2)xEF＝＝0.15 m
xFD＝＝ m
光在棱镜中的传播速度v＝
光从射入三棱镜到射到光屏经历的时间，t＝＋
解得t＝×10－8 s＝1.4×10－9 s
18、（计算题）一束细光束由真空沿着半径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图乙所示．此透明体的临界角C为多大？折射率n为多大？
【答案】60° 　
【解析】由题图看出，当θ≤30°时，折射光线的强度为零，即折射光线消失，说明该介质全反射的临界角为
C＝90°－θ＝90°－30°＝60°
由sinC＝得，折射率n＝＝。