高二物理选择性必修一第四章《光》重难点突破卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 高二物理选择性必修一第四章《光》重难点突破卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 6.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-17 10:50:49 | ||
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文档简介
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第四章 光--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高二下·贵州贵阳·阶段练习）关于教科书中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于共振引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的
2．（23-24高二下·甘肃天水·期中）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化（如图乙所示），，则该工件的折射率为（ ）
A． B． C． D．
3．（23-24高二下·云南昆明·期末）某天，昆明的天空出现了漂亮的日晕，如图甲所示。日晕的成因是太阳光通过卷层云时，光线经过柱状冰晶体发生两次折射，形成内红外紫的晕环。若一柱状冰晶体的截面是边长为的正六边形，如图乙所示。一单色细光束从某边中点与该边成45°角射入冰晶体，且入射光线在该截面内传播，冰晶体对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为，则该单色光从射入冰晶体到射出所需的最短时间为（ ）
A． B． C． D．
4．（23-24高二下·四川眉山·期末）如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
5．（23-24高二下·云南昭通·期末）水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光和，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为光构成的圆环。若光的折射率为，则下列说法正确的是（ ）
A．光从水中进入空气中传播速度变大，波长变短
B．复色光圆形区域的面积为
C．在水中，光发生全反射的临界角比光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹比光的窄
6．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，扇形为透明玻璃砖截面示意图，圆心角，为的角平分线，平行于的单色光在空气中由边射入玻璃砖，经边折射后的光线恰平行于边。则下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃砖的折射率为2
B．经边折射后的光线射到边都将发生全反射
C．该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等
D．该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率相等
7．（2024高二上·全国·专题练习）如图甲为一种检测油深度的油量计，竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，油到达不了的部分是亮区，图乙是油量计结构图，取其中一个锯齿研究，锯齿的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿下端刚接触到油桶的底部，透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（ ）
A．透明塑料的折射率应小于
B．光由上面射入塑料板中，在三角形部分发生全反射时上面看起来才会明亮
C．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区
D．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成亮区
8．（24-25高二上·全国·单元测试）导光管采光系统由采光装置、导光管和漫射装置组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形导光管过球心的截面如图乙所示，半球的直径，导光管长度，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成45°角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为，导光管底面到地铁站地面的距离为3m，下列说法正确的是（ ）
A．AB上有光照射到的区域长度为45cm
B．AB上有光照射到的区域长度为
C．无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为6.45m
D．无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为5.75m
9．（23-24高二下·海南·期中）一透明圆柱体的横截面如图所示，一束光经透明圆柱体折射后分为两束单色光，分别射到光屏上的a点和b点。若对应的单色光的频率分别为和，在真空中的波长分别为和，透明圆柱体对单色光的折射率分别为和，单色光在透明圆柱体中的传播时间分别为和。下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．（24-25高二上·全国·单元测试）道威棱镜（图甲）是医用内窥镜的重要组成部分，如图乙所示，其截面ABDC为等腰梯形，E、F分别是AC和AB的中点。一细光束平行AB边从E点射入，折射后射向F点。已知，CD边长和梯形的高分别为、a，不考虑光束的多次反射，取，，下列说法正确的是（ ）
A．光束在F点发生了反射和折射
B．若光束在AC边上的入射角逐渐减小至零，光束始终不会从AB边射出
C．若光束在AC边上的入射点逐渐上移，光束将在BD边上发生全反射
D．若光束在AC边上的入射点逐渐上移，光束在棱镜中的传播时间不变
D．t＝10s时，D处质点所受回复力方向竖直向下
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高二下·山西朔州·期中）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)确定P3位置的方法正确的是 ；
A．透过玻璃砖，P3挡住P2的像
B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置
C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像
(2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；
(3)经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为 （计算结果保留三位有效数字）；
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
(5)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是 。
A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8
12．（9分）（23-24高二下·四川成都·期中）一同学用以下装置探究光的干涉现象：
(1)如图1所示，对双缝实验装置进行调节并观察实验现象：
①图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 。（选填“甲”或者“乙”）
②在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变 。（选填“宽”或者“窄”）
(2)如图3所示，为观察白光薄膜干涉的演示实验，竖直放置的铁丝圈上覆有一层肥皂薄膜，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
①为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A．观察者同侧 B．观察者的对面侧
②下列对实验结论的说法正确的是 。
A．若缓慢旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B．若将铁丝圈水平放置，肥皂膜上的条纹图样不会变化
C．若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D．若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
13．（9分）（24-25高二上·河北邯郸·期中）圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图甲所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，OO'与MN垂直，一细光束沿半径方向与OO'成θ=30°角射向О点，光屏PQ区域出现两个光斑，两光斑间的距离为。
(1)求该玻璃砖的折射率；
(2)用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜，∠A=60°、∠B=45°，一束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入，从AC边D'点（图中未画出）射出，已知光在真空中的速度为c，AB边长为L，求光束在三棱镜中从D传播至D'的时间。
14．（14分）（24-25高二上·全国·单元测试）现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃球制成，并在后半表面镀铝膜，如图1所示。一光线沿平行于玻璃球水平直径方向射入玻璃球，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图2所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c约等于光在真空中的传播速度。（结果保留3位有效数字）
(1)求玻璃球的折射率n；
(2)求光在玻璃球中的传播速度v；
(3)如果没有铝膜，通过分析说明该光线能否在B处发生全反射。
15.（16分）（24-25高二上·江苏南通·阶段练习）如图a所示，公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光。该装饰灯可简化为图b所示模型，该装饰灯为对红光折射率n＝1.5的透明材料制成的棱长为L的立方体，中心有一个发红光点O，不考虑光的二次和多次反射，光速为c。求：
(1)光线从玻璃砖射出的最长时间为多少？
(2)从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为多少？
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C C B D B BC BC BD
1．C
【详解】A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故A错误；
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故B错误；
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C正确；
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】由图像可知，当时发生全反射，可知临界角为
根据
可得
故选A。
3．C
【详解】根据题意做出光路传播图，如图
根据折射定律可知
解得
根据几何关系可知光程为
光在介质中的传播速度为
传播时间为
故选C。
4．C
【详解】．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，A错误；
B．根据，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，B错误；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为
C正确；
D．a光在玻璃中的速度为
a光在玻璃砖中运动的时间为
解得
D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．光在水中的传播速度为
由波长波速频率的关系式可得
光在传播过程中频率不变，光从水中进入空气中，折射率变小，传播速度变大，波长变长，A错误；
B．由题意可得光路图如图所示，由临界角公式和几何知识对b光可得
复色光圆形区域的面积
联立解得
B正确；
C．由题图可知，在水面上光构成的圆环半径较大，由几何知识可知，光的临界角较大，因此在水中，光发生全反射的临界角比光的大，C错误；
D．在水中，光发生全反射的临界角比光的大，由临界角公式可知，水对光折射率较小，即，由光的频率与折射率的关系可知，由波长与频率的关系可知，用同一装置做双缝干涉实验，由干涉条纹间距公式可知，即光的干涉条纹比光的宽，D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．由题意可得光路图如图所示，由几何知识得入射角，折射角，由折射定律得
A错误；
B．设发生全反射的临界角为，由可知，光在此介质中发生全反射的临界角大于30°，经边折射后照射到边这一范围的光线可能发生全反射，经边折射后照射到边这一范围的光线不能发生全反射，B错误；
D．光在不同介质中的频率不变，D正确；
C．若光在真空中的传播速度为，则光在玻璃砖中的传播速度为
由可知，该入射光在空气和在玻璃砖中的波长不同，C错误。
故选D。
7．B
【详解】AB．如图所示，油到达不了的部分是矩形窗口中观察到的亮区，即光由上面射入塑料板中，在三角形部分从塑料板射向空气中发生全反射，上面看起来才会明亮，光从透明塑料板射向空气，发生全反射的条件是折射率
即透明塑料的折射率大于或等于，故A错误，B正确；
CD．透明塑料的折射率小于油的折射率，光在塑料锯齿和油的界面处不能发生全反射，而是在塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故CD错误。
故选B。
8．BC
【详解】AB．光线与半球面相切时，画出其光路图，如图1所示。
法线过AB的中点O，折射后的光线与AB的交点为C，由折射定律可得
解得
又平行单色光与竖直方向成45°角，结合几何知识可得折射后的光线竖直，则
则AB上有光照射到的区域长度
A错误，B正确；
CD．无采光装置和漫射装置时，从A点射入导光管的光线第一次射到导光管右侧壁时，光线在导光管内竖直方向的投影长度
之后发生多次反射，由于
为整数，可知射到地铁内地面最右端的光斑对应光线恰好从光导管右侧最下端射出，如图2所示
光导管底面到地铁站地面的距离为3m，根据几何知识可知
结合对称性可得，无采光装置和漫射装置时地面上左、右两侧光斑的最远距离
C正确，D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】因射到b点的光的偏折程度较大，可知折射率较大，即
则b的频率较大，即
根据
则
根据
可知在介质中的传播速度
根据
射到b点的光在介质中传播距离较大，则时间较长，即
选项AD错误，BC正确。
故选BC。
10．BD
【详解】A．画出光束在F点反射后的光路，如图所示
由几何关系可知
故AC边上的折射角
折射率
全反射临界角满足
故
当光束射向F点时，入射角为，发生全反射，故A错误；
B．光束在AC边上的入射角减小至零时，AB边上的入射角为，光束依然会发生全反射，故不会从AB边射出，故B正确；
C．光束在AC边上的入射点逐渐上移的过程中，光束在BD边上的入射角始终为，故光束在BD边上不会发生全反射，故C错误；
D．光束在AC边上的入射点逐渐上移的过程中，由正弦定理可知，在中
在中
可得
故光束在棱镜中的光程没有发生变化，传播时间不变，故D正确。
故选BD。
11．(1)C
(2)
(3)1.50
(4)偏小
(5)C
【详解】（1）确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像。
故选C。
（2）光路图如图所示
（3）根据可知，图像的斜率表示折射率，由题图乙可知玻璃砖的折射率为
n=1.50
（4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb'的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据
可知，测出来的折射率偏小。
（5）光路图如图所示
根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏折，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6。
故选C。
12．(1) 甲 宽
(2) A D
【详解】（1）[1]双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等两度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距，由此可知甲图是干涉条纹。
[2]将滤光片由蓝色换成红色，频率减小，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式
可知，则干涉条纹间距变宽。
（2）[1]光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选A。
[2]A．旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，A错误；
B．若将铁丝圈水平放置，薄膜的厚度从内到外变厚，则产生干涉条纹的间距由内向外越来越小，B错误；
CD．如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加；同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，C错误；D正确。
故选D。
13．(1)
(2)
【详解】（1）由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，
设折射角为β，光路图如图所示
由几何关系得
根据题意，两光斑间的距离为，可知
由几何关系知
=45°
根据折射定律得，此玻璃砖对细光束的折射率为
（2）设在AB界面上入射角为，折射角为，则
解得
=30°
设在AC界面上入射角为，折射角为，则
由几何关系得
==30°
解得
=45°
由图三角形ADD'为等边三角形，则
DD'=
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间
14．(1)1.73
(2)
(3)在B处不会发生全反射
【详解】（1）根据折射定律和题图2可得，玻璃球的折射率为
（2）光在玻璃球中的传播速度为
（3）发生全反射的临界角满足
根据几何关系可得光线在B处的入射角为，由于
可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全反射。
15．(1)
(2)
【详解】（1）考虑射到侧面上一条发生全反射的光线，临界角
则
由光的折射定律
根据
联立解得光线从玻璃砖射出的最长时间为
（2）每一侧面被照亮的半径
面积为
从外面看玻璃砖被照亮的总面积为
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第四章 光--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高二下·贵州贵阳·阶段练习）关于教科书中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于共振引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的
2．（23-24高二下·甘肃天水·期中）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化（如图乙所示），，则该工件的折射率为（ ）
A． B． C． D．
3．（23-24高二下·云南昆明·期末）某天，昆明的天空出现了漂亮的日晕，如图甲所示。日晕的成因是太阳光通过卷层云时，光线经过柱状冰晶体发生两次折射，形成内红外紫的晕环。若一柱状冰晶体的截面是边长为的正六边形，如图乙所示。一单色细光束从某边中点与该边成45°角射入冰晶体，且入射光线在该截面内传播，冰晶体对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为，则该单色光从射入冰晶体到射出所需的最短时间为（ ）
A． B． C． D．
4．（23-24高二下·四川眉山·期末）如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
5．（23-24高二下·云南昭通·期末）水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光和，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为光构成的圆环。若光的折射率为，则下列说法正确的是（ ）
A．光从水中进入空气中传播速度变大，波长变短
B．复色光圆形区域的面积为
C．在水中，光发生全反射的临界角比光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹比光的窄
6．（24-25高二上·全国·课后作业）如图所示，扇形为透明玻璃砖截面示意图，圆心角，为的角平分线，平行于的单色光在空气中由边射入玻璃砖，经边折射后的光线恰平行于边。则下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃砖的折射率为2
B．经边折射后的光线射到边都将发生全反射
C．该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等
D．该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率相等
7．（2024高二上·全国·专题练习）如图甲为一种检测油深度的油量计，竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，油到达不了的部分是亮区，图乙是油量计结构图，取其中一个锯齿研究，锯齿的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿下端刚接触到油桶的底部，透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（ ）
A．透明塑料的折射率应小于
B．光由上面射入塑料板中，在三角形部分发生全反射时上面看起来才会明亮
C．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区
D．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成亮区
8．（24-25高二上·全国·单元测试）导光管采光系统由采光装置、导光管和漫射装置组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形导光管过球心的截面如图乙所示，半球的直径，导光管长度，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成45°角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为，导光管底面到地铁站地面的距离为3m，下列说法正确的是（ ）
A．AB上有光照射到的区域长度为45cm
B．AB上有光照射到的区域长度为
C．无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为6.45m
D．无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离为5.75m
9．（23-24高二下·海南·期中）一透明圆柱体的横截面如图所示，一束光经透明圆柱体折射后分为两束单色光，分别射到光屏上的a点和b点。若对应的单色光的频率分别为和，在真空中的波长分别为和，透明圆柱体对单色光的折射率分别为和，单色光在透明圆柱体中的传播时间分别为和。下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．（24-25高二上·全国·单元测试）道威棱镜（图甲）是医用内窥镜的重要组成部分，如图乙所示，其截面ABDC为等腰梯形，E、F分别是AC和AB的中点。一细光束平行AB边从E点射入，折射后射向F点。已知，CD边长和梯形的高分别为、a，不考虑光束的多次反射，取，，下列说法正确的是（ ）
A．光束在F点发生了反射和折射
B．若光束在AC边上的入射角逐渐减小至零，光束始终不会从AB边射出
C．若光束在AC边上的入射点逐渐上移，光束将在BD边上发生全反射
D．若光束在AC边上的入射点逐渐上移，光束在棱镜中的传播时间不变
D．t＝10s时，D处质点所受回复力方向竖直向下
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高二下·山西朔州·期中）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)确定P3位置的方法正确的是 ；
A．透过玻璃砖，P3挡住P2的像
B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置
C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像
(2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；
(3)经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为 （计算结果保留三位有效数字）；
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
(5)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是 。
A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8
12．（9分）（23-24高二下·四川成都·期中）一同学用以下装置探究光的干涉现象：
(1)如图1所示，对双缝实验装置进行调节并观察实验现象：
①图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是 。（选填“甲”或者“乙”）
②在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变 。（选填“宽”或者“窄”）
(2)如图3所示，为观察白光薄膜干涉的演示实验，竖直放置的铁丝圈上覆有一层肥皂薄膜，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
①为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A．观察者同侧 B．观察者的对面侧
②下列对实验结论的说法正确的是 。
A．若缓慢旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B．若将铁丝圈水平放置，肥皂膜上的条纹图样不会变化
C．若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D．若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
13．（9分）（24-25高二上·河北邯郸·期中）圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图甲所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，OO'与MN垂直，一细光束沿半径方向与OO'成θ=30°角射向О点，光屏PQ区域出现两个光斑，两光斑间的距离为。
(1)求该玻璃砖的折射率；
(2)用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜，∠A=60°、∠B=45°，一束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入，从AC边D'点（图中未画出）射出，已知光在真空中的速度为c，AB边长为L，求光束在三棱镜中从D传播至D'的时间。
14．（14分）（24-25高二上·全国·单元测试）现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃球制成，并在后半表面镀铝膜，如图1所示。一光线沿平行于玻璃球水平直径方向射入玻璃球，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图2所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c约等于光在真空中的传播速度。（结果保留3位有效数字）
(1)求玻璃球的折射率n；
(2)求光在玻璃球中的传播速度v；
(3)如果没有铝膜，通过分析说明该光线能否在B处发生全反射。
15.（16分）（24-25高二上·江苏南通·阶段练习）如图a所示，公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光。该装饰灯可简化为图b所示模型，该装饰灯为对红光折射率n＝1.5的透明材料制成的棱长为L的立方体，中心有一个发红光点O，不考虑光的二次和多次反射，光速为c。求：
(1)光线从玻璃砖射出的最长时间为多少？
(2)从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为多少？
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C C B D B BC BC BD
1．C
【详解】A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故A错误；
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故B错误；
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C正确；
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】由图像可知，当时发生全反射，可知临界角为
根据
可得
故选A。
3．C
【详解】根据题意做出光路传播图，如图
根据折射定律可知
解得
根据几何关系可知光程为
光在介质中的传播速度为
传播时间为
故选C。
4．C
【详解】．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，A错误；
B．根据，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，B错误；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为
C正确；
D．a光在玻璃中的速度为
a光在玻璃砖中运动的时间为
解得
D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．光在水中的传播速度为
由波长波速频率的关系式可得
光在传播过程中频率不变，光从水中进入空气中，折射率变小，传播速度变大，波长变长，A错误；
B．由题意可得光路图如图所示，由临界角公式和几何知识对b光可得
复色光圆形区域的面积
联立解得
B正确；
C．由题图可知，在水面上光构成的圆环半径较大，由几何知识可知，光的临界角较大，因此在水中，光发生全反射的临界角比光的大，C错误；
D．在水中，光发生全反射的临界角比光的大，由临界角公式可知，水对光折射率较小，即，由光的频率与折射率的关系可知，由波长与频率的关系可知，用同一装置做双缝干涉实验，由干涉条纹间距公式可知，即光的干涉条纹比光的宽，D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．由题意可得光路图如图所示，由几何知识得入射角，折射角，由折射定律得
A错误；
B．设发生全反射的临界角为，由可知，光在此介质中发生全反射的临界角大于30°，经边折射后照射到边这一范围的光线可能发生全反射，经边折射后照射到边这一范围的光线不能发生全反射，B错误；
D．光在不同介质中的频率不变，D正确；
C．若光在真空中的传播速度为，则光在玻璃砖中的传播速度为
由可知，该入射光在空气和在玻璃砖中的波长不同，C错误。
故选D。
7．B
【详解】AB．如图所示，油到达不了的部分是矩形窗口中观察到的亮区，即光由上面射入塑料板中，在三角形部分从塑料板射向空气中发生全反射，上面看起来才会明亮，光从透明塑料板射向空气，发生全反射的条件是折射率
即透明塑料的折射率大于或等于，故A错误，B正确；
CD．透明塑料的折射率小于油的折射率，光在塑料锯齿和油的界面处不能发生全反射，而是在塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故CD错误。
故选B。
8．BC
【详解】AB．光线与半球面相切时，画出其光路图，如图1所示。
法线过AB的中点O，折射后的光线与AB的交点为C，由折射定律可得
解得
又平行单色光与竖直方向成45°角，结合几何知识可得折射后的光线竖直，则
则AB上有光照射到的区域长度
A错误，B正确；
CD．无采光装置和漫射装置时，从A点射入导光管的光线第一次射到导光管右侧壁时，光线在导光管内竖直方向的投影长度
之后发生多次反射，由于
为整数，可知射到地铁内地面最右端的光斑对应光线恰好从光导管右侧最下端射出，如图2所示
光导管底面到地铁站地面的距离为3m，根据几何知识可知
结合对称性可得，无采光装置和漫射装置时地面上左、右两侧光斑的最远距离
C正确，D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】因射到b点的光的偏折程度较大，可知折射率较大，即
则b的频率较大，即
根据
则
根据
可知在介质中的传播速度
根据
射到b点的光在介质中传播距离较大，则时间较长，即
选项AD错误，BC正确。
故选BC。
10．BD
【详解】A．画出光束在F点反射后的光路，如图所示
由几何关系可知
故AC边上的折射角
折射率
全反射临界角满足
故
当光束射向F点时，入射角为，发生全反射，故A错误；
B．光束在AC边上的入射角减小至零时，AB边上的入射角为，光束依然会发生全反射，故不会从AB边射出，故B正确；
C．光束在AC边上的入射点逐渐上移的过程中，光束在BD边上的入射角始终为，故光束在BD边上不会发生全反射，故C错误；
D．光束在AC边上的入射点逐渐上移的过程中，由正弦定理可知，在中
在中
可得
故光束在棱镜中的光程没有发生变化，传播时间不变，故D正确。
故选BD。
11．(1)C
(2)
(3)1.50
(4)偏小
(5)C
【详解】（1）确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像。
故选C。
（2）光路图如图所示
（3）根据可知，图像的斜率表示折射率，由题图乙可知玻璃砖的折射率为
n=1.50
（4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb'的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据
可知，测出来的折射率偏小。
（5）光路图如图所示
根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏折，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6。
故选C。
12．(1) 甲 宽
(2) A D
【详解】（1）[1]双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等两度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距，由此可知甲图是干涉条纹。
[2]将滤光片由蓝色换成红色，频率减小，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式
可知，则干涉条纹间距变宽。
（2）[1]光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选A。
[2]A．旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，A错误；
B．若将铁丝圈水平放置，薄膜的厚度从内到外变厚，则产生干涉条纹的间距由内向外越来越小，B错误；
CD．如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加；同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，C错误；D正确。
故选D。
13．(1)
(2)
【详解】（1）由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，
设折射角为β，光路图如图所示
由几何关系得
根据题意，两光斑间的距离为，可知
由几何关系知
=45°
根据折射定律得，此玻璃砖对细光束的折射率为
（2）设在AB界面上入射角为，折射角为，则
解得
=30°
设在AC界面上入射角为，折射角为，则
由几何关系得
==30°
解得
=45°
由图三角形ADD'为等边三角形，则
DD'=
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间
14．(1)1.73
(2)
(3)在B处不会发生全反射
【详解】（1）根据折射定律和题图2可得，玻璃球的折射率为
（2）光在玻璃球中的传播速度为
（3）发生全反射的临界角满足
根据几何关系可得光线在B处的入射角为，由于
可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全反射。
15．(1)
(2)
【详解】（1）考虑射到侧面上一条发生全反射的光线，临界角
则
由光的折射定律
根据
联立解得光线从玻璃砖射出的最长时间为
（2）每一侧面被照亮的半径
面积为
从外面看玻璃砖被照亮的总面积为
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