高中物理人教版选择性必修第一册单元测试 第四章 光（含解析）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选择性必修第一册单元测试 第四章 光（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-17 14:02:48 | ||
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文档简介
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第四章 光
一、单选题
1．光导纤维是一种能够将光信号传输的纤维材料，它的用途非常广泛。如图所示，光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播，这就是光导纤维导光的原理。关于光导纤维下列说法正确的是( )
A.沿着光传播的方向，光线的折射率需逐渐减小
B.光纤外套的折射率小于光纤内芯的折射率
C.光纤的内芯以真空取代后，光讯号可增强
D.光线传播讯号无法沿着弯曲的管道前进
2．“中国天眼”FAST接收宇宙电磁波的原理涉及波动性和粒子性。以下现象能体现电磁波粒子性的是( )
A.光电效应 B.偏振现象 C.干涉条纹 D.衍射现象
3．在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最深的( )
A.紫色球 B.蓝色球 C.红色球 D.三个球同样深
4．如图所示，一束复色光从两面平行的玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是( )
A.a光的折射率小于b光的折射率
B.a光的频率大于b光的频率
C.a光在玻璃中的传播速度大于b光
D.调节图中θ角，b光可能在玻璃砖的下表面发生全反射
5．如图所示，楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形，AB边上有一点光源S，垂直于AB边的光线SN在AC边的折射角为。则楔形玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
6．如图，一束单色光a（黄色）在真空和玻璃的分界面发生反射和折射，入射光a与界面夹角为，反射光b和折射光c刚好垂直，下列说法正确的是( )
A.界面上方为玻璃，下方为真空
B.该玻璃折射率为
C.若把入射光a换成紫色单色光，则光线b和c依然会垂直
D.若入射光换成白光，则光线b和c都变成彩色带
7．横截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。如图所示，某全反射棱镜，其折射率，长度为d，O为中点。在所在平面内，光线开始时人射方向垂直边，保持人射点O不变，人射方向在纸面内沿顺时针方向偏转过程中，边有光射出的区域宽度为( )
A. B. C. D.
8．一束红光从呼伦湖水中射向水面，当入射角为时，光线恰好贴着水面射出，则湖水对红光的折射率为( )
A.1 B. C. D.
9．abc、def为平放在水平桌面上的两块材质完全相同的直角三角形玻璃砖，俯视图如图所示，ab边与de边平行且相距较近。一条光线沿水平方向垂直于ac边入射，当从df边出射时光线的位置和方向可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
10．如图甲所示是一款带滤网的圆柱形玻璃养生壶，当壶中盛有部分水时，由于折射，从正面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。养生壶俯视模型如图乙所示，滤网和玻璃壶壁的截面是以O点为圆心的同心圆，忽略壶壁的厚度以及壶壁对光线的折射，直线过圆心O。某同学从较远位置垂直于观察养生壶，为了寻找水下部分看到的滤网半径R和真实半径r的关系，分别画出了光路，则( )
A.光从水中折射进入空气中时波长变短
B.水下部分看到的滤网半径
C.若将水换为折射率更大的透明液体，水下部分看到的滤网半径R变小
D.水的折射率为
11．如图，一透明玻璃砖的截面图为一直角三角形ABC，三角形的三个角∠A、∠B、∠C分别为30°、90°和60°，一束单色光从AC边的中点D处平行于AB边射入玻璃砖，经折射后恰好到达B点，则玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A.2 B. C. D.
二、多选题
12．下列有关光学现象说法正确的是( )
A.图1为检验工件平整度的装置，利用了光的衍射原理
B.图2为光照射透光的小圆孔得到的干涉图样
C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D.图4中电影院的3D电影利用了光的偏振
13．如图所示，三棱镜的横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现横截面所在平面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜，若保持入射光线在过入射点的法线的下方一侧，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，不考虑光线在棱镜内部的反射，取，则顶角可能为( )
A. B. C. D.
14．在哈尔滨冰雪大世界，有一座精美的冰雕城堡，城堡中有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内处安装了一盏很小的灯，灯向各个方向均发光，已知冰块的折射率为，光照到立方体冰块表面上，若发生全发射，冰块表面上有些位置会没有光射出，不考虑二次反射，则( )
A.冰块的ABCD面上任何位置都能有光从表面射出
B.冰块的ABCD面上有些位置没有光射出
C.冰块的ABEF面上任何位置都能有光从表面射出
D.冰块的ABEF面上有些位置没有光射出
15．小张同学协助老师做光学实验，他在实验室发现一颗玻璃球甲和一块长方体玻璃砖乙，他用绿光束照射甲和乙，情形如下：
甲：如图所示，玻璃球的半径为R，绿光束平行于沿AB方向由B点入射玻璃球，经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，CD、AB相互平行，且相距为；
乙：绿光束从长方体玻璃砖上表面入射的光路如图所示，当入射光与玻璃砖上表面所成角时，恰能在右侧面发生全反射，不考虑多次反射。
则以下说法中正确的是( )
A.若换黄光平行于入射甲，仍要保证光线平行射回，则入射点须从B点顺时针移动少许
B.若换紫光平行于入射甲，则射入玻璃珠的光有可能在球内表面发生全反射
C.若换紫光按原方向入射乙的同一点，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行
D.甲和乙的材质一样
三、实验题
16．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
17．如图1所示，一条粗细均匀的金属丝AB由两种材料组成，AM段和NB段为材料甲，MN段为材料乙，甲、乙两种材料的电阻率之比为1:2。
实验小组为了确定材料乙的长度，选择了以下的实验器材：金属丝AB（总长度约为3.5m）电压表（量程，内阻约为）；保护电阻）；直流电源（电动势为4.5V，内阻不计），开关、导线若干。
该小组的实验操作为：
①在金属丝上从A端开始，每隔0.5m做出一个标记点；
②按照图2所示电路连接器材；
③将电压表的正接线柱通过导线与电路图中某点连接，负接线柱与探针相连；
④闭合开关S，将探针依次与金属丝上的标记点接触，并将数据记录到表格中；
标记点序号 1 2 3 4 5 6
标记点到A点的距离 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电压表读数 0.39 0.81 1.84 2.41 2.80
⑤以电压表读数为纵坐标，标记点到A点的距离为横坐标，将记录的数据在坐标系中进行描点并初步连出两条图线Ⅰ、Ⅱ，发现图线Ⅰ平行于图线Ⅱ，如图3所示；
⑥在图3中做出完整的关系图线；
⑦数据处理。
根据以上信息，回答下列问题。
（1）电压表的正接线柱通过导线与图2电路中的_________（填“1”“2”或“3”）点连接；
（2）探针接触标记点3（）时，电压表指针偏转如图4所示，此时电压表读数为_________V；
（3）材料乙MN长度为_________m；
（4）电压表的内阻对问题（3）中的结果_________（填“会”或“不会”）产生影响。
四、计算题
18．双缝干涉实验中出现亮条纹的条件是什么？出现暗条纹的条件是什么？
19．如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点逆时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为，求：
(1)玻璃砖的折射率n；
(2)当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。
20．图为一圆台容器，一单色光线从容器右上边沿A点射入，光线与水平方向的夹角，容器内装入折射率的液体后，折射光线恰好射到容器底部中点O，已知液面到容器底部的高度。取，，光在真空中的传播速度，求：
(1)容器底部的半径r；
(2)光线从液面直接射到O点的时间。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．答案：B
解析：A.沿着光传播的方向，介质不变，光线的折射率不变，A错误；B.根据光导纤维原理可知，光从内芯向外套传播时发生全发射，则根据全反射的条件可知，光纤外套的折射率小于光纤内芯的折射率，B正确；C.光纤的内芯以真空取代后，内芯向外套传播时不能发生全发射，光讯号不能传播，C错误；D.光线传播讯号在传播过程中发生全反射，可沿着弯曲的管道前进，D错误；故选B。
2．答案：A
解析：A.光电效应体现了光的粒子性，光是电磁波，故光电效应体现了电磁波粒子性，故A正确；
BCD.光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光是电磁波，故光的干涉、衍射、偏振现象能体现电磁波粒子性，故BCD错误。
故选A。
3．答案：C
解析：光源在水中视深与实际深度的关系是在视深公式中，为看到的深度，为实际深度，n为折射率，由于三种颜色球的实际深度相同，而水对红光的折射率最小，所以看到最深的是红色球，故选C。
4．答案：B
解析：A.如图所示可知由解得,A错误；B.光的折射率越大，频率越大，故，B正确；C.由解得,C错误；D.玻璃砖上下表面平行，光线在下表面第二次折射时的入射角等于光线在上表面第一次折射时的折射角，而光线在上表面第一次折射时的折射角一定小于光线发生全反射时的临界角，故无论如何调节图中θ角，b光都不可能在玻璃砖的下表面发生全反射，D错误。故选B。
5．答案：B
解析：由题知，在空气中的角度
在玻璃中，根据几何关系，可知角度为
根据折射定律
代入数据可得
故选B。
6．答案：B
解析：A.根据折射定律可知，在真空中光线与法线的夹角较大，则界面上方为真空，下方为玻璃，故A错误；
B.入射光a与界面夹角为θ，则入射角和反射角为
反射光b和折射光c刚好垂直，则折射角
根据折射定律有，故B正确；
C.若把入射光a换成紫色的单色光，则光线c与界面夹角变小，反射角不变，光线b和c不会垂直，故C错误；
D.若入射光换成白光，则光线b是白光，c变成彩色带，故D错误；
故选B。
7．答案：A
解析:光路图如图所示
根据全反射公式，
可得，光线PO垂直BC边进入棱镜后在AB边上的E点恰好发生全反射。
光线PO入射方向在纸面内沿顺时针方向偏转时，光从棱镜的出射点由E点逐渐向B点移动。理论上当光线PO沿CO方向入射时，光折射后沿OD方向，由折射定律有
解得
由几何关系得
有光射出区域的宽度
解得，故A正确。
8．答案：B
解析：一束红光恰好贴着呼伦湖水面射出，折射角为90°
水的折射率为
故选B。
9．答案：C
解析：光从玻璃砖的ab界面射出空气时，折射角应大于入射角；光从空气ed界面射入玻璃砖时，根据几何关系可知，光在ed界面的入射角等于在ab界面的折射角，则光从ed界面射入玻璃砖的折射角等于在光在ab界面射出玻璃砖的入射角，根据几何关系可知光垂直于df界面射出，作出对应的光路图如图所示
可知从df边出射时光线的位置和方向可能是③。故选C。
10．答案：D
解析：A.光从水中折射进入空气中时，根据光速变长，频率不变，根据可知，波长变长，故A错误；B.出射点在B点的出射光线与滤网相切，可知光路ABC是边界光线的光路图，所以，水下部分看到的滤网半径为故B错误；CD.根据折射率的定义式可知，若将水换为折射率更大的透明液体，真实半径不变，水下部分看到的滤网半径R变大，故C错误，D正确。故选D。
11．答案：B
解析：作出法线，如图所示
根据几何关系可知玻璃砖对该单色光的折射率故选B。
12．答案：CD
解析：A.图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，故A错误;B.泊松亮斑是光线通过小圆板得到的光的衍射图样，故B错误;C.沙漠蜃景是光的全反射现象，沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上层空气的折射率比下层空气折射率大，光发生全反射造成的，故C正确;D.3D电影利用了光的偏振，故D正确。故选CD。
13．答案：AB
解析:
设入射光在左侧的入射角为i，折射角为r，右侧的入射角为，根据折射定律
有几何关系
当
时，可知
有最大值，可知
同时应小于玻璃对空气全反射的临界角，即
即
综上所述
故选AB。
14．答案：AD
解析：根据全反射临界角公式有
解得
如图所示
在直角三角形中，由几何关系有，
则有，
所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，而光照到冰块四个侧面时都只能从侧面某些部分射出。
故选AD。
15．答案：AC
解析：A.在玻璃中的折射率，又因为折射角β一样，入射角θ需增大，故光线的入射点顺时针移动一点。故A正确；B.经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，表明绿光钢刚好能在出射界面发生全反射。根据紫光在玻璃中的折射率比绿光大，紫光二次入射至界面的入射角更小，根据光路的可逆性，不会发生全反射，故B错误；C.若换紫光按原方向入射忆的同一点，因为紫光在乙中的折射率比绿光大，更容易发生全反射；经过两次全反射后，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行，故C正确；D.画出光路图，再根据几何关系求得（如图甲）（如图乙）解得所以，甲和乙材质不一样。故D错误；故选AC.
16．答案：白光是由不同颜色的光组成的，不同颜色的光的双缝干涉条纹间距不同，所以亮纹是彩色的。而各种颜色的光通过双缝在光屏中央处都是加强的，因此中间的条纹是白色的。
解析：
17．答案：（1）2
（2）1.20
（3）0.50
（4）会
解析：（1）接1点不受开关控制不安全，由图可知2点的电势比3点电势高，所以电压表的正接线柱通过导线与图2电路中的2点连接。
（2）电压表最小分度为0.1V，所以要估读到下一位，由图可知指针偏转1大格加两小格，读数应为1.20V。
（3）设材料甲的电阻率为，材料乙的电阻率为，导体的横截面积为s，金属丝总长度为L，材料甲的总长度为，AM段的长度为，由闭合电路欧姆定律得电路中电流
当探针在M点左侧移动时，电压表读数满足
对应图线Ⅰ。当探针在N点右侧移动时，电压表读数满足
对应图线Ⅱ。由图中可知两图像的斜率都为
图线Ⅱ在纵轴上的截距为
联立解得
可得材料乙的长度为0.5m。
（4）电压表有内阻，所以电压表接入电路时，电流不等于
与电压表入的位置有关，是个变量。且电压表在测量时要分流。所以会对测量结果产生影响。
18．答案：见解析
解析：出现亮条纹的条件是此位置到双缝的距离之差为半波长的偶数倍，出现暗条纹的条件是此位置到双缝的距离之差为半波长的奇数倍。
19．答案：(1)
(2)
解析:（1）玻璃砖转过角时，折射光路如图所示：
设此时折射光线到达光屏上的点距点的距离为L，折射光线与的夹角为，由几何关系可得
故
又因为入射角，所以折射角
由折射定律可得玻璃砖的折射率为
（2）当光屏上光点消失时，光线应在玻璃砖内正好发生全反射，则根据临界角公式有
即玻璃砖发生全反射的临界角为
所以玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度为
故转过角度的正弦值为
20．答案：(1)
(2)
解析:（1）根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系有，
由折射定律有
解得
（2）由光路图可知，光线从液面直接射到O点的距离为OB，由几何关系可知
光在液体中的传播速度
光在液体中的传播时间
解得
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第四章 光
一、单选题
1．光导纤维是一种能够将光信号传输的纤维材料，它的用途非常广泛。如图所示，光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播，这就是光导纤维导光的原理。关于光导纤维下列说法正确的是( )
A.沿着光传播的方向，光线的折射率需逐渐减小
B.光纤外套的折射率小于光纤内芯的折射率
C.光纤的内芯以真空取代后，光讯号可增强
D.光线传播讯号无法沿着弯曲的管道前进
2．“中国天眼”FAST接收宇宙电磁波的原理涉及波动性和粒子性。以下现象能体现电磁波粒子性的是( )
A.光电效应 B.偏振现象 C.干涉条纹 D.衍射现象
3．在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最深的( )
A.紫色球 B.蓝色球 C.红色球 D.三个球同样深
4．如图所示，一束复色光从两面平行的玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是( )
A.a光的折射率小于b光的折射率
B.a光的频率大于b光的频率
C.a光在玻璃中的传播速度大于b光
D.调节图中θ角，b光可能在玻璃砖的下表面发生全反射
5．如图所示，楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形，AB边上有一点光源S，垂直于AB边的光线SN在AC边的折射角为。则楔形玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
6．如图，一束单色光a（黄色）在真空和玻璃的分界面发生反射和折射，入射光a与界面夹角为，反射光b和折射光c刚好垂直，下列说法正确的是( )
A.界面上方为玻璃，下方为真空
B.该玻璃折射率为
C.若把入射光a换成紫色单色光，则光线b和c依然会垂直
D.若入射光换成白光，则光线b和c都变成彩色带
7．横截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。如图所示，某全反射棱镜，其折射率，长度为d，O为中点。在所在平面内，光线开始时人射方向垂直边，保持人射点O不变，人射方向在纸面内沿顺时针方向偏转过程中，边有光射出的区域宽度为( )
A. B. C. D.
8．一束红光从呼伦湖水中射向水面，当入射角为时，光线恰好贴着水面射出，则湖水对红光的折射率为( )
A.1 B. C. D.
9．abc、def为平放在水平桌面上的两块材质完全相同的直角三角形玻璃砖，俯视图如图所示，ab边与de边平行且相距较近。一条光线沿水平方向垂直于ac边入射，当从df边出射时光线的位置和方向可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
10．如图甲所示是一款带滤网的圆柱形玻璃养生壶，当壶中盛有部分水时，由于折射，从正面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。养生壶俯视模型如图乙所示，滤网和玻璃壶壁的截面是以O点为圆心的同心圆，忽略壶壁的厚度以及壶壁对光线的折射，直线过圆心O。某同学从较远位置垂直于观察养生壶，为了寻找水下部分看到的滤网半径R和真实半径r的关系，分别画出了光路，则( )
A.光从水中折射进入空气中时波长变短
B.水下部分看到的滤网半径
C.若将水换为折射率更大的透明液体，水下部分看到的滤网半径R变小
D.水的折射率为
11．如图，一透明玻璃砖的截面图为一直角三角形ABC，三角形的三个角∠A、∠B、∠C分别为30°、90°和60°，一束单色光从AC边的中点D处平行于AB边射入玻璃砖，经折射后恰好到达B点，则玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A.2 B. C. D.
二、多选题
12．下列有关光学现象说法正确的是( )
A.图1为检验工件平整度的装置，利用了光的衍射原理
B.图2为光照射透光的小圆孔得到的干涉图样
C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D.图4中电影院的3D电影利用了光的偏振
13．如图所示，三棱镜的横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现横截面所在平面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜，若保持入射光线在过入射点的法线的下方一侧，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，不考虑光线在棱镜内部的反射，取，则顶角可能为( )
A. B. C. D.
14．在哈尔滨冰雪大世界，有一座精美的冰雕城堡，城堡中有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内处安装了一盏很小的灯，灯向各个方向均发光，已知冰块的折射率为，光照到立方体冰块表面上，若发生全发射，冰块表面上有些位置会没有光射出，不考虑二次反射，则( )
A.冰块的ABCD面上任何位置都能有光从表面射出
B.冰块的ABCD面上有些位置没有光射出
C.冰块的ABEF面上任何位置都能有光从表面射出
D.冰块的ABEF面上有些位置没有光射出
15．小张同学协助老师做光学实验，他在实验室发现一颗玻璃球甲和一块长方体玻璃砖乙，他用绿光束照射甲和乙，情形如下：
甲：如图所示，玻璃球的半径为R，绿光束平行于沿AB方向由B点入射玻璃球，经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，CD、AB相互平行，且相距为；
乙：绿光束从长方体玻璃砖上表面入射的光路如图所示，当入射光与玻璃砖上表面所成角时，恰能在右侧面发生全反射，不考虑多次反射。
则以下说法中正确的是( )
A.若换黄光平行于入射甲，仍要保证光线平行射回，则入射点须从B点顺时针移动少许
B.若换紫光平行于入射甲，则射入玻璃珠的光有可能在球内表面发生全反射
C.若换紫光按原方向入射乙的同一点，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行
D.甲和乙的材质一样
三、实验题
16．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
17．如图1所示，一条粗细均匀的金属丝AB由两种材料组成，AM段和NB段为材料甲，MN段为材料乙，甲、乙两种材料的电阻率之比为1:2。
实验小组为了确定材料乙的长度，选择了以下的实验器材：金属丝AB（总长度约为3.5m）电压表（量程，内阻约为）；保护电阻）；直流电源（电动势为4.5V，内阻不计），开关、导线若干。
该小组的实验操作为：
①在金属丝上从A端开始，每隔0.5m做出一个标记点；
②按照图2所示电路连接器材；
③将电压表的正接线柱通过导线与电路图中某点连接，负接线柱与探针相连；
④闭合开关S，将探针依次与金属丝上的标记点接触，并将数据记录到表格中；
标记点序号 1 2 3 4 5 6
标记点到A点的距离 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电压表读数 0.39 0.81 1.84 2.41 2.80
⑤以电压表读数为纵坐标，标记点到A点的距离为横坐标，将记录的数据在坐标系中进行描点并初步连出两条图线Ⅰ、Ⅱ，发现图线Ⅰ平行于图线Ⅱ，如图3所示；
⑥在图3中做出完整的关系图线；
⑦数据处理。
根据以上信息，回答下列问题。
（1）电压表的正接线柱通过导线与图2电路中的_________（填“1”“2”或“3”）点连接；
（2）探针接触标记点3（）时，电压表指针偏转如图4所示，此时电压表读数为_________V；
（3）材料乙MN长度为_________m；
（4）电压表的内阻对问题（3）中的结果_________（填“会”或“不会”）产生影响。
四、计算题
18．双缝干涉实验中出现亮条纹的条件是什么？出现暗条纹的条件是什么？
19．如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点逆时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为，求：
(1)玻璃砖的折射率n；
(2)当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。
20．图为一圆台容器，一单色光线从容器右上边沿A点射入，光线与水平方向的夹角，容器内装入折射率的液体后，折射光线恰好射到容器底部中点O，已知液面到容器底部的高度。取，，光在真空中的传播速度，求：
(1)容器底部的半径r；
(2)光线从液面直接射到O点的时间。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．答案：B
解析：A.沿着光传播的方向，介质不变，光线的折射率不变，A错误；B.根据光导纤维原理可知，光从内芯向外套传播时发生全发射，则根据全反射的条件可知，光纤外套的折射率小于光纤内芯的折射率，B正确；C.光纤的内芯以真空取代后，内芯向外套传播时不能发生全发射，光讯号不能传播，C错误；D.光线传播讯号在传播过程中发生全反射，可沿着弯曲的管道前进，D错误；故选B。
2．答案：A
解析：A.光电效应体现了光的粒子性，光是电磁波，故光电效应体现了电磁波粒子性，故A正确；
BCD.光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光是电磁波，故光的干涉、衍射、偏振现象能体现电磁波粒子性，故BCD错误。
故选A。
3．答案：C
解析：光源在水中视深与实际深度的关系是在视深公式中，为看到的深度，为实际深度，n为折射率，由于三种颜色球的实际深度相同，而水对红光的折射率最小，所以看到最深的是红色球，故选C。
4．答案：B
解析：A.如图所示可知由解得,A错误；B.光的折射率越大，频率越大，故，B正确；C.由解得,C错误；D.玻璃砖上下表面平行，光线在下表面第二次折射时的入射角等于光线在上表面第一次折射时的折射角，而光线在上表面第一次折射时的折射角一定小于光线发生全反射时的临界角，故无论如何调节图中θ角，b光都不可能在玻璃砖的下表面发生全反射，D错误。故选B。
5．答案：B
解析：由题知，在空气中的角度
在玻璃中，根据几何关系，可知角度为
根据折射定律
代入数据可得
故选B。
6．答案：B
解析：A.根据折射定律可知，在真空中光线与法线的夹角较大，则界面上方为真空，下方为玻璃，故A错误；
B.入射光a与界面夹角为θ，则入射角和反射角为
反射光b和折射光c刚好垂直，则折射角
根据折射定律有，故B正确；
C.若把入射光a换成紫色的单色光，则光线c与界面夹角变小，反射角不变，光线b和c不会垂直，故C错误；
D.若入射光换成白光，则光线b是白光，c变成彩色带，故D错误；
故选B。
7．答案：A
解析:光路图如图所示
根据全反射公式，
可得，光线PO垂直BC边进入棱镜后在AB边上的E点恰好发生全反射。
光线PO入射方向在纸面内沿顺时针方向偏转时，光从棱镜的出射点由E点逐渐向B点移动。理论上当光线PO沿CO方向入射时，光折射后沿OD方向，由折射定律有
解得
由几何关系得
有光射出区域的宽度
解得，故A正确。
8．答案：B
解析：一束红光恰好贴着呼伦湖水面射出，折射角为90°
水的折射率为
故选B。
9．答案：C
解析：光从玻璃砖的ab界面射出空气时，折射角应大于入射角；光从空气ed界面射入玻璃砖时，根据几何关系可知，光在ed界面的入射角等于在ab界面的折射角，则光从ed界面射入玻璃砖的折射角等于在光在ab界面射出玻璃砖的入射角，根据几何关系可知光垂直于df界面射出，作出对应的光路图如图所示
可知从df边出射时光线的位置和方向可能是③。故选C。
10．答案：D
解析：A.光从水中折射进入空气中时，根据光速变长，频率不变，根据可知，波长变长，故A错误；B.出射点在B点的出射光线与滤网相切，可知光路ABC是边界光线的光路图，所以，水下部分看到的滤网半径为故B错误；CD.根据折射率的定义式可知，若将水换为折射率更大的透明液体，真实半径不变，水下部分看到的滤网半径R变大，故C错误，D正确。故选D。
11．答案：B
解析：作出法线，如图所示
根据几何关系可知玻璃砖对该单色光的折射率故选B。
12．答案：CD
解析：A.图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，故A错误;B.泊松亮斑是光线通过小圆板得到的光的衍射图样，故B错误;C.沙漠蜃景是光的全反射现象，沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上层空气的折射率比下层空气折射率大，光发生全反射造成的，故C正确;D.3D电影利用了光的偏振，故D正确。故选CD。
13．答案：AB
解析:
设入射光在左侧的入射角为i，折射角为r，右侧的入射角为，根据折射定律
有几何关系
当
时，可知
有最大值，可知
同时应小于玻璃对空气全反射的临界角，即
即
综上所述
故选AB。
14．答案：AD
解析：根据全反射临界角公式有
解得
如图所示
在直角三角形中，由几何关系有，
则有，
所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，而光照到冰块四个侧面时都只能从侧面某些部分射出。
故选AD。
15．答案：AC
解析：A.在玻璃中的折射率，又因为折射角β一样，入射角θ需增大，故光线的入射点顺时针移动一点。故A正确；B.经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，表明绿光钢刚好能在出射界面发生全反射。根据紫光在玻璃中的折射率比绿光大，紫光二次入射至界面的入射角更小，根据光路的可逆性，不会发生全反射，故B错误；C.若换紫光按原方向入射忆的同一点，因为紫光在乙中的折射率比绿光大，更容易发生全反射；经过两次全反射后，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行，故C正确；D.画出光路图，再根据几何关系求得（如图甲）（如图乙）解得所以，甲和乙材质不一样。故D错误；故选AC.
16．答案：白光是由不同颜色的光组成的，不同颜色的光的双缝干涉条纹间距不同，所以亮纹是彩色的。而各种颜色的光通过双缝在光屏中央处都是加强的，因此中间的条纹是白色的。
解析：
17．答案：（1）2
（2）1.20
（3）0.50
（4）会
解析：（1）接1点不受开关控制不安全，由图可知2点的电势比3点电势高，所以电压表的正接线柱通过导线与图2电路中的2点连接。
（2）电压表最小分度为0.1V，所以要估读到下一位，由图可知指针偏转1大格加两小格，读数应为1.20V。
（3）设材料甲的电阻率为，材料乙的电阻率为，导体的横截面积为s，金属丝总长度为L，材料甲的总长度为，AM段的长度为，由闭合电路欧姆定律得电路中电流
当探针在M点左侧移动时，电压表读数满足
对应图线Ⅰ。当探针在N点右侧移动时，电压表读数满足
对应图线Ⅱ。由图中可知两图像的斜率都为
图线Ⅱ在纵轴上的截距为
联立解得
可得材料乙的长度为0.5m。
（4）电压表有内阻，所以电压表接入电路时，电流不等于
与电压表入的位置有关，是个变量。且电压表在测量时要分流。所以会对测量结果产生影响。
18．答案：见解析
解析：出现亮条纹的条件是此位置到双缝的距离之差为半波长的偶数倍，出现暗条纹的条件是此位置到双缝的距离之差为半波长的奇数倍。
19．答案：(1)
(2)
解析:（1）玻璃砖转过角时，折射光路如图所示：
设此时折射光线到达光屏上的点距点的距离为L，折射光线与的夹角为，由几何关系可得
故
又因为入射角，所以折射角
由折射定律可得玻璃砖的折射率为
（2）当光屏上光点消失时，光线应在玻璃砖内正好发生全反射，则根据临界角公式有
即玻璃砖发生全反射的临界角为
所以玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度为
故转过角度的正弦值为
20．答案：(1)
(2)
解析:（1）根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系有，
由折射定律有
解得
（2）由光路图可知，光线从液面直接射到O点的距离为OB，由几何关系可知
光在液体中的传播速度
光在液体中的传播时间
解得
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