第四章 光 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）选择性必修第1册（含答案）

第四章《光》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,一条光线由空气射到半圆形玻璃砖平直表面的圆心处,玻璃砖的半圆表面(反射面)镀有银,则下列光路图能正确、完整地表示光线行进过程的是　(　　)
2.如图所示,玻璃砖的横截面为半圆形,半径为R,MN为直径,一束白光从Q点沿垂直于直径MN的方向射入玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打到光屏上得到由红到紫的彩色光带。已知QM=,如果保持入射光线和光屏的位置不变,而使玻璃砖沿直径方向向上或向下移动,移动的距离小于,则有(　　)
A.玻璃砖向上移动的过程中,屏上红光最先消失
B.玻璃砖向上移动的过程中,屏上紫光最先消失
C.玻璃砖向下移动的过程中,屏上红光最先消失
D.玻璃砖向下移动的过程中,屏上紫光最先消失
3.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则(　　)
A.小球必须位于缸底中心,才能从侧面看到小球
B.小球所发出的光能从水面任何区域射出
C.小球所发出的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发出的光从水中进入空气后传播速度变大
4.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是　(　　)
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
5.如图甲所示,每年夏季,我国多地会出现日晕现象,日晕是太阳光通过卷层云时,发生折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是(　　)
A.在冰晶中,b光的传播速度较大
B.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距较大
C.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小
D.用同一装置做单缝衍射实验,b光的中央亮条纹更宽
6.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列选项符合实际应用的是　(　　)
A.在光导纤维内传送图像是利用光的色散
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
C.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
D.全息照相是利用光的干涉
7.如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面,一束单色平行光射向薄膜,在薄膜上产生干涉条纹,则下列说法错误的是　(　　)
A.干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.观察干涉条纹时,应在入射光的同一侧,薄膜上的干涉条纹是水平的
C.观察干涉条纹时,薄膜上的干涉条纹是水平的,若薄膜在竖直面内转过90度角,则条纹将变成竖直
D.用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
8.如图所示,眼睛在a处看到鱼在水中的b处。若从a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.b的下方 B.b的上方
C.b处 D.无法确定
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.光从某种玻璃中射向空气,入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中,折射角θ2也随之增大,则下列说法正确的是(　　)
A.比值不变
B.比值是一个大于1的常数
C.比值不变
D.比值是一个小于1的常数
10.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30°
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
11.如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径,M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则(　　)
A.此玻璃的折射率为
B.光从B到D需用时
C.若增大∠ABD,光线不可能在DM段发生全反射现象
D.若减小∠ABD,从AD段射出的光线均平行于AB
12.如图所示,一束由两种单色光混合的复色光,沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,若平面镜的上下表面足够宽,则下列说法正确的是(　　)
A.光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B.改变α角,光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行
C.通过相同的双缝干涉装置,光束Ⅱ产生的条纹间距要小于光束Ⅲ的
D.在真空中,光束Ⅱ的传播速度小于光束Ⅲ的传播速度
三、非选择题(本题共5小题,共52分)
13.(8分)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,第一次分划板中心刻线对齐A条纹中心(图甲),游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻线对齐B条纹中心(图丙),游标卡尺的示数如图丁所示,已知双缝间距离为0.05 mm,双缝到屏的距离为1 m,则图乙中游标卡尺的读数为　　mm,则图丁中游标卡尺的读数为　　m。实验时测量多条干涉条纹间距的目的是　　,所测光波的波长为　　　m(保留两位有效数字)。
14.(8分)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图所示)。实验的主要过程如下:
A.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段AO表示入射光线。
B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa'与x轴重合。
C.用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖,并沿x轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底边射出后,仍沿y轴负方向传播。
D.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
E.在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住P1和P2的像。
F.移开玻璃砖,连接O、P3,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO的交点为B,与OP3的交点为C。确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1,C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2。
(1)若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa'与x轴重合,而是向y>0方向侧移了一些,这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比　　　　
(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,为能透过玻璃砖看到P1、P2的像,应采取的措施是:　 。
15.(10分)如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO'表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求
(ⅰ)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;
(ⅱ)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
17.(14分)如图所示,一个截面为矩形的水池,池底有一垂直于池边的线形发光体,长度为L。当池中未装水时,一高为h的人站在距池边h的A点,只能看到发光体的一个端点。当将水池加满水时,人需移到距池边2h的B点时,才只能看到发光体的一个端点。已知光在真空中传播的速度为c,发光体的一端紧靠人站一方的池边,人站的位置与发光体在同一竖直面内,不计人眼到头顶的距离,求:
(1)水池中水的折射率;
(2)当水池加满水时,站在B点的人看到的发光体端点发出的光传到人眼的时间。
16.(12分)如图所示,ABCD是某种透明材料的截面,AB面为平面,CD面是半径为R的圆弧面,O1O2为对称轴。一束单色光从O1点斜射到AB面上,折射后照射到圆弧面上E点刚好发生全反射,θ=30°,DO2⊥CO2,透明材料对单色光的折射率为,光在真空中传播的速度为c,求:
(1)单色光在AB面上入射角α的正弦值;(结果可以用根号表示)
(2)光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射)。(结果可以用根号表示)
参考答案：
1-5DDDDB
6-8DCC
9.CD
10.AB
11.AB
12.ABC
13.
11.4(2分)　15.7(2分)　减小测量误差(或提高测量的精确度)(2分)　5.4×10-8(2分)
14.
(1)偏大(4分)　
(2)重新画线段AO,减小AO与y轴的夹角(或逆时针转动玻璃砖,重新画坐标系)(4分)
15.
(ⅰ)R　(ⅱ)R(或2.74R)
16.
(1)　(2)
17.
(1)　(2)