高二物理选择性必修一第4章 光 单元复习练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 高二物理选择性必修一第4章 光 单元复习练习（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 735.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-12 20:38:09 | ||
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文档简介
高二物理选择性必修一第4章《光》单元复习练习
一、选择题：
1、如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面，且∠BAC＝30°，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率n>2，则( )
A．可能有光线垂直AB边射出 B．光线只能从BC边垂直射出
C．光线只能从AC边垂直射出 D．一定既有光线垂直BC边射出，又有光线垂直AC边射出
2、关于下列现象所涉及的光学知识,下列说法正确的是( )
A.图甲检查工件的平整度是利用光的衍射现象
B.医用内窥镜是利用光的干涉现象
C.图乙在坦克内壁上开孔安装玻璃是利用光的折射现象扩大视野
D.泊松亮斑是由光的偏振现象产生的
3、下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（ ）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．3D电影是利用了光的偏振现象
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
4、如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
5、一束红色激光射向一块有双缝的不透光的薄板．在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现在将其中一条窄缝挡住，让这束红色激光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到（ ）
A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗一些
B．与原来不相同的明暗相间的条纹，且中央亮条纹变宽些
C．只有一条与缝宽对应的亮条纹
D．无条纹，只存在一片红光
6、民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光折射率
B．在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度
C．从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小
D．让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大
7、下列说法中正确的是（ ）
A．图甲∶全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B．图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部，这是利用光的衍射原理
C．图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D．图丁∶在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽
8、一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,经下表面反射从玻璃砖上表面射出,光线分为a、b两束,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在真空中,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C.增大空气一侧的入射角,a光线先消失
D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
9、如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．光束a在玻璃中的传播速度较大
C．出射光束a、b一定不平行
D．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角小
10、截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为2，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是( )
A．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
C．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将不变
D．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小
11、如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则下列说法正确的是（ ）
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．光在ab面上可能发生全反射
D．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光
12、在透明的均匀介质内有一球状空气泡,O为球心,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C、D两点射向介质,细光束在A点的入射角为30°,介质对a光的折射率n=,下列说法中正确的是 ( )
A.在该介质中,a光的传播速度比b光的传播速度小
B.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为60°
C.当a光通过单缝时,若缝的宽度小于a光的波长,a光不能发生衍射现象
D.若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中,在不断增大入射角时,a的折射光会先消失
二、解答题：
13、如图甲，在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为___________（填“A”或“B”）。
（2）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮条纹的中心，记下此时手轮的读数为，如图乙所示，则读数___________mm；转动测量头，使分划板的中心刻线对准第5条亮条纹的中心，此时手轮上的读数为，已知双缝到屏的距离为l=80cm，双缝的间距为d=0.2mm，则单色光的波长为___________nm。
14、如图,MN下方足够大的空间有一长方体玻璃,其折射率n=,玻璃的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的真空区域,三棱柱轴线与纸面垂直。图中竖直截面正三角形的边长为10 cm,顶点C紧靠屏幕,距离可忽略,底边AB与屏幕平行。一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑,分布在C点的两侧。光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。求:
(1)光在玻璃中的传播速度;(结果可以用根号表示)
(2)射到C点左侧的光斑离C点的距离。
15、如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜,然后垂直于AC边射出。
(1)求棱镜的折射率。
(2)保持AB边上的入射点不变,逐渐减小入射角,直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。
16、如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
17、如图所示，一容器内装有深为h的某透明液体，容器底部为平面镜，到容器底部的距离为处有一点光源L，可向各个方向发光．已知该透明液体的折射率为n，液面足够宽，真空中光的传播速度为c，求：
(i)能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；
(ⅱ)液面上有光射出的区域的面积S．
参考答案
一、选择题：
1、 D 2、C 3、D 4、A 5、B 6、C
7、A 8、 B 9、D 10、A 11、B 12、A
二、解答题：
13、A 1.700 520
14、 (1)光在玻璃中的传播速度v= m/s=×108 m/s
(2)如图所示, 在AC边,光的入射角i=60°
由光的折射定律n=,可知= 解得r=30°由几何关系可知△ODC为等边三角形,则DC=OC=5 cm。即射到C点左侧的光斑离C点的距离为5 cm。
15、(1)光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射,由折射定律得=n,式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知α+β=60°,由几何关系和反射定律得β=β'=∠B,则n=。
(2)设改变后的入射角为i',折射角为α',由折射定律得=n,依题意,光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc,且sin θc=,由几何关系得θc=α'+30°,则sin i'=。
16、(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知，，根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度，由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
17、 (1)光在液体中的速度为v=，在液体中经过的最短时间t，则有，解得：t=
(2)设光在液面上发生全反射的临界角为C，则有sinC=
液面有光射出的区域为圆形，设其半径为r，则由于容器底面为水平面镜，有r=tanC
，液面上有光射出的区域的面积S=，解得：S=
一、选择题：
1、如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面，且∠BAC＝30°，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率n>2，则( )
A．可能有光线垂直AB边射出 B．光线只能从BC边垂直射出
C．光线只能从AC边垂直射出 D．一定既有光线垂直BC边射出，又有光线垂直AC边射出
2、关于下列现象所涉及的光学知识,下列说法正确的是( )
A.图甲检查工件的平整度是利用光的衍射现象
B.医用内窥镜是利用光的干涉现象
C.图乙在坦克内壁上开孔安装玻璃是利用光的折射现象扩大视野
D.泊松亮斑是由光的偏振现象产生的
3、下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（ ）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．3D电影是利用了光的偏振现象
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
4、如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A．红光的临界角是 B．红光的临界角是
C．紫光的临界角是 D．紫光的临界角是
5、一束红色激光射向一块有双缝的不透光的薄板．在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现在将其中一条窄缝挡住，让这束红色激光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到（ ）
A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗一些
B．与原来不相同的明暗相间的条纹，且中央亮条纹变宽些
C．只有一条与缝宽对应的亮条纹
D．无条纹，只存在一片红光
6、民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光折射率
B．在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度
C．从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小
D．让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大
7、下列说法中正确的是（ ）
A．图甲∶全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B．图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部，这是利用光的衍射原理
C．图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D．图丁∶在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽
8、一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,经下表面反射从玻璃砖上表面射出,光线分为a、b两束,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在真空中,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C.增大空气一侧的入射角,a光线先消失
D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
9、如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．光束a在玻璃中的传播速度较大
C．出射光束a、b一定不平行
D．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角小
10、截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为2，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是( )
A．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的
C．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将不变
D．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小
11、如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则下列说法正确的是（ ）
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．光在ab面上可能发生全反射
D．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光
12、在透明的均匀介质内有一球状空气泡,O为球心,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C、D两点射向介质,细光束在A点的入射角为30°,介质对a光的折射率n=,下列说法中正确的是 ( )
A.在该介质中,a光的传播速度比b光的传播速度小
B.a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为60°
C.当a光通过单缝时,若缝的宽度小于a光的波长,a光不能发生衍射现象
D.若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中,在不断增大入射角时,a的折射光会先消失
二、解答题：
13、如图甲，在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为___________（填“A”或“B”）。
（2）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮条纹的中心，记下此时手轮的读数为，如图乙所示，则读数___________mm；转动测量头，使分划板的中心刻线对准第5条亮条纹的中心，此时手轮上的读数为，已知双缝到屏的距离为l=80cm，双缝的间距为d=0.2mm，则单色光的波长为___________nm。
14、如图,MN下方足够大的空间有一长方体玻璃,其折射率n=,玻璃的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的真空区域,三棱柱轴线与纸面垂直。图中竖直截面正三角形的边长为10 cm,顶点C紧靠屏幕,距离可忽略,底边AB与屏幕平行。一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑,分布在C点的两侧。光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。求:
(1)光在玻璃中的传播速度;(结果可以用根号表示)
(2)射到C点左侧的光斑离C点的距离。
15、如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜,然后垂直于AC边射出。
(1)求棱镜的折射率。
(2)保持AB边上的入射点不变,逐渐减小入射角,直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。
16、如图所示，一锐角为的直角三角形玻璃砖水平放置，距离为，单色光从点以与竖直面成的夹角射入玻璃砖，经玻璃砖折射后从点水平射出，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中的传播时间。
17、如图所示，一容器内装有深为h的某透明液体，容器底部为平面镜，到容器底部的距离为处有一点光源L，可向各个方向发光．已知该透明液体的折射率为n，液面足够宽，真空中光的传播速度为c，求：
(i)能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；
(ⅱ)液面上有光射出的区域的面积S．
参考答案
一、选择题：
1、 D 2、C 3、D 4、A 5、B 6、C
7、A 8、 B 9、D 10、A 11、B 12、A
二、解答题：
13、A 1.700 520
14、 (1)光在玻璃中的传播速度v= m/s=×108 m/s
(2)如图所示, 在AC边,光的入射角i=60°
由光的折射定律n=,可知= 解得r=30°由几何关系可知△ODC为等边三角形,则DC=OC=5 cm。即射到C点左侧的光斑离C点的距离为5 cm。
15、(1)光路图及相关量如图所示。光束在AB边上折射,由折射定律得=n,式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知α+β=60°,由几何关系和反射定律得β=β'=∠B,则n=。
(2)设改变后的入射角为i',折射角为α',由折射定律得=n,依题意,光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc,且sin θc=,由几何关系得θc=α'+30°,则sin i'=。
16、(1)如图所示入射单色光的折射光路图，
由几何关系可知，，根据对称性和几何关系
由折射定律有
(2)光在半球玻璃砖中的传播速度，由几何关系可知
光在半球玻璃砖中的传播时间
17、 (1)光在液体中的速度为v=，在液体中经过的最短时间t，则有，解得：t=
(2)设光在液面上发生全反射的临界角为C，则有sinC=
液面有光射出的区域为圆形，设其半径为r，则由于容器底面为水平面镜，有r=tanC
，液面上有光射出的区域的面积S=，解得：S=