选择性必修第一册 第四章 光
下列说法正确的是（ ）
A．光传播的速度总是3.0×108m/s B．太阳光是种偏振光
C．同一色光在不同介质中传播，频率不变 D．激光炮的威力强大，这是利用了激光的高相干性
下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中Ａ是蜃楼
B．图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点，则在棱镜中a光的速度比b光的速度大
C．图丙中仅将红光换成绿光，则第一亮纹的位置P点将下移
D．图丁中P是偏振片，Q是光屏，白炽灯照射P时，缓慢转动P，光屏Q上亮度发生变化，说明光波是横波
物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（ ）
A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象
C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D．图4全息照相运用了光的衍射原理
关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象并不罕见，电子表的液晶显示就用到了偏振光
B．双筒望远镜中使用的棱镜利用了光的折射原理，与平面镜相比，它具有反射率高，失真小的优点
C．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，这一特点正好可以用来进行精确测距
D．一束单色光从空气进入水中，波长将变短，其颜色也将发生变化，利用这一特点，工人们制作了海河岸边的景观灯
(多选)激光的诞生是一件大事，它使得人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源。下列激光的特性及其应用，正确的是（ ）
A．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
B．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
C．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好
D．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高
很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是( )
(多选)关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是( )
A．双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象
B．双缝干涉时，当其他条件不变，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性
E．双缝干涉证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子
如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（ ）
A．条纹形状是相互平行的竖直线 B．从上向下，条纹的间距越来越小
C．紫光的条纹数比黄光要少一些 D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
(多选)一束光从空气射向折射率为n＝ 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( )
A．当入射角i＝30°时，折射角r＝45°
B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射
D．当i>45°时会发生全反射现象
如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束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光的小
C．无论如何改变入射角，光束A、B始终是平行的
D．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
如图甲所示，为了研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中的传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中( )
A．折射率为 B．传播速度为c
C．θ＝0°时，反射光强度为0 D．反射光的强度随θ角的增大而增大
(多选)一光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法中正确的是( )
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在套与外界的界面上发生全反射
C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
E．若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射
已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射率介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线(标号为1、2、3、4)之中，正确的是( )
A．1 B．2 C．3 D．4
是中国科学技术史上重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两种单色光在真空中的传播速度不同
B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C．a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
D．在水滴中a光的频率小于b光的频率
(多选)水下一点光源，发出a、b两单色。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是( )
A．a、b光从Ⅰ 区域某点倾斜射出时，a光的折射角小
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．水对a光的折射率大于b光的折射率
D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域
E．若光源深度变大，则水面上Ⅰ、Ⅱ区域的面积变大
(多选)如图所示，一由玻璃制成的直角三棱镜ABC，其中AB＝AC，该三棱镜对红光的折射率大于。一束平行于BC边的白光射到AB面上。光束先在AB面折射后射到BC面上，接着又从AC面射出。下列说法正确的是( )
A．各种色光在AB面的折射角都小于30°
B．各种色光在BC面的入射角都大于45°
C．有的色光可能不在BC面发生全反射
D．从AC面射出的有色光束中红光在最上方
E．从AC面射出的光束一定平行于BC边
(多选)如图甲、乙所示分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
A．a、b两束单色光在真空中的波长满足λa<λb
B．a、b两束单色光在玻璃中的折射率满足naC．若该两束光分别为红光和紫光，则a光为红光
D．若a、b两束单色光分别从玻璃射入空气，则a光的临界角较小
E．若拉大a光照射时双缝与屏之间距离，则a光干涉图样有可能与b光当前形成的干涉图样中条纹间距相同
在利用双缝干涉实验测波长时，用波长为的单色光实验，屏上的P点为中央亮条纹，Q点为第一级亮条纹，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．用波长为的光实验时，P、Q一定为亮条纹 B．用波长为的光实验时，第一级亮纹向下稍微移动一些
C．用波长为的光实验时，Q点仍为亮条纹 D．用波长为的光实验时，P、Q间没有亮条纹
利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样。在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样，用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。
甲
(1)关于该实验，下列说法正确的是
A．增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距变窄
B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄
C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹
(2)实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990 mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图乙中螺旋测微器的示数是 mm，求得相邻亮纹的间距Δx为 mm，所测光波的波长为 7m(结果保留两位有效数字)。选择性必修第一册 第四章 光
下列说法正确的是（ C ）
A．光传播的速度总是3.0×108m/s B．太阳光是种偏振光
C．同一色光在不同介质中传播，频率不变 D．激光炮的威力强大，这是利用了激光的高相干性
下列说法中正确的是（ C ）
A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中Ａ是蜃楼
B．图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点，则在棱镜中a光的速度比b光的速度大
C．图丙中仅将红光换成绿光，则第一亮纹的位置P点将下移
D．图丁中P是偏振片，Q是光屏，白炽灯照射P时，缓慢转动P，光屏Q上亮度发生变化，说明光波是横波
物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（ D ）
A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象
C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D．图4全息照相运用了光的衍射原理
关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（ A ）
A．光的偏振现象并不罕见，电子表的液晶显示就用到了偏振光
B．双筒望远镜中使用的棱镜利用了光的折射原理，与平面镜相比，它具有反射率高，失真小的优点
C．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，这一特点正好可以用来进行精确测距
D．一束单色光从空气进入水中，波长将变短，其颜色也将发生变化，利用这一特点，工人们制作了海河岸边的景观灯
(多选)激光的诞生是一件大事，它使得人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源。下列激光的特性及其应用，正确的是（ BCD ）
A．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
B．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
C．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好
D．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高
很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是( C )
(多选)关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是( ABD )
A．双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象
B．双缝干涉时，当其他条件不变，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大
C．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
D．泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性
E．双缝干涉证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子
如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（ B ）
A．条纹形状是相互平行的竖直线 B．从上向下，条纹的间距越来越小
C．紫光的条纹数比黄光要少一些 D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
(多选)一束光从空气射向折射率为n＝ 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( BC )
A．当入射角i＝30°时，折射角r＝45°
B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射
D．当i>45°时会发生全反射现象
如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是（ C ）
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光的小
C．无论如何改变入射角，光束A、B始终是平行的
D．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
如图甲所示，为了研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中的传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中( B )
A．折射率为 B．传播速度为c
C．θ＝0°时，反射光强度为0 D．反射光的强度随θ角的增大而增大
(多选)一光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法中正确的是( ACE )
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在套与外界的界面上发生全反射
C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
E．若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射
已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射率介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线(标号为1、2、3、4)之中，正确的是( D )
A．1 B．2 C．3 D．4
是中国科学技术史上重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ C ）
A．a、b两种单色光在真空中的传播速度不同
B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C．a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
D．在水滴中a光的频率小于b光的频率
(多选)水下一点光源，发出a、b两单色。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是( ABE )
A．a、b光从Ⅰ 区域某点倾斜射出时，a光的折射角小
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．水对a光的折射率大于b光的折射率
D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域
E．若光源深度变大，则水面上Ⅰ、Ⅱ区域的面积变大
(多选)如图所示，一由玻璃制成的直角三棱镜ABC，其中AB＝AC，该三棱镜对红光的折射率大于。一束平行于BC边的白光射到AB面上。光束先在AB面折射后射到BC面上，接着又从AC面射出。下列说法正确的是( ABE )
A．各种色光在AB面的折射角都小于30°
B．各种色光在BC面的入射角都大于45°
C．有的色光可能不在BC面发生全反射
D．从AC面射出的有色光束中红光在最上方
E．从AC面射出的光束一定平行于BC边
(多选)如图甲、乙所示分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( ADE )
A．a、b两束单色光在真空中的波长满足λa<λb
B．a、b两束单色光在玻璃中的折射率满足naC．若该两束光分别为红光和紫光，则a光为红光
D．若a、b两束单色光分别从玻璃射入空气，则a光的临界角较小
E．若拉大a光照射时双缝与屏之间距离，则a光干涉图样有可能与b光当前形成的干涉图样中条纹间距相同
在利用双缝干涉实验测波长时，用波长为的单色光实验，屏上的P点为中央亮条纹，Q点为第一级亮条纹，如图所示。则下列说法正确的是（ C ）
A．用波长为的光实验时，P、Q一定为亮条纹 B．用波长为的光实验时，第一级亮纹向下稍微移动一些
C．用波长为的光实验时，Q点仍为亮条纹 D．用波长为的光实验时，P、Q间没有亮条纹
利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样。在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样，用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离Δx，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。
甲
(1)关于该实验，下列说法正确的是CD。
A．增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距变窄
B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄
C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹
(2)实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990 mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图乙中螺旋测微器的示数是13.870mm，求得相邻亮纹的间距Δx为1.320mm，所测光波的波长为6.6×10－7m(结果保留两位有效数字)。
