第四章 光及其應(yīng)用 單元檢測（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁粵教版（2019）選擇性必修一第四章光及其應(yīng)用一、單選題1．如圖所示為一光導(dǎo)纖維的示意圖。光纖內(nèi)芯的折射率為n（n>1.1），外套的折射率為1.1。已知光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射時的臨界角為C，且。為使光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，光在光纖一端端面由空氣直接射入內(nèi)芯時的入射角應(yīng)滿足（）A． B．C． D．2．一束復(fù)色光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，經(jīng)折射后分成兩束單色光a和b，光路如圖所示，下列說法正確的是（）A．該種玻璃對a光的折射率較大 B．在玻璃磚中，a光的傳播速度比b光大C．逐漸增大角，b光先消失 D．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象3．單鏡頭反光相機簡稱單反相機，圖像通過五棱鏡的反射進(jìn)入人眼中。如圖為單反照相機取景器的示意圖，五邊形ABCDE為五棱鏡的一個截面，，光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率的應(yīng)滿足（）A． B．C． D．4．如圖所示，五棱柱的折射率，瞄準(zhǔn)面中點且與面垂直的細(xì)激光束射向棱柱，則下列說法中錯誤的是A．沒有光從面向左射出B．沒有光從面射出C．有光垂直于面射出D．從面射出的光，是從同一點向兩個方向，且均與面成角射出5．下面事實正確的是（）A．光的偏振說明光是縱波B．在水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的衍射現(xiàn)象C．白光通過雙縫呈現(xiàn)彩色的明暗相間的條紋是光的衍射現(xiàn)象D．物體邊緣在光照下出現(xiàn)了明暗相間的條紋是光的衍射現(xiàn)象6．下列實驗中能反映光的干涉現(xiàn)象的是（）A． B．C． D．7．對如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置圖，下列判斷正確的是（）A．甲圖屬于薄膜干涉，也被稱為“牛頓環(huán)”B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到、的路程差是半波長的奇數(shù)倍，則P處是亮條紋D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋8．如圖所示，橫截面為半圓形的玻璃磚放置在真空中，光束a經(jīng)O射入玻璃磚，折射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（）A．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率B．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度C．在真空中光束b的波長大于光束c的波長D．從玻璃射向真空時，光束c發(fā)生全反射的臨界角小9．下列說法正確的是（）A．水池底部裝有不同顏色的彩燈，紫光燈看起來最深B．向人體內(nèi)發(fā)射一定頻率的超聲波，被血管中的血液反射后，測得反射波頻率的變化，即可知道血液的流速和血管的情況，這是利用了波的多普勒效應(yīng)C．光從淺水區(qū)射向深水區(qū)，傳播方向的改變是因為光的衍射D．泊松亮斑的形成是因為光的干涉10．某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行“雙縫干涉測量光的波長”實驗，安裝紅色濾色片后，測量頭觀察到明暗相間的紅色條紋，則下列操作可使觀察到的條紋數(shù)目增加的是（）A．提高小燈泡的電壓，增加亮度B．將紅色濾色片換為藍(lán)色濾色片C．換間距更小的雙縫D．將遮光筒靠近透鏡11．如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是（）A．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．若凸透鏡的曲率半徑增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小D．若照射單色光的波長增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小12．下列說法錯誤的是（）A．海市蜃樓是由于光的折射和全反射而形成的B．防藍(lán)光眼鏡是通過在鏡片表面鍍上一層光學(xué)薄膜，這層薄膜可以通過光的干涉作用，將有害藍(lán)光的波段進(jìn)行反射C．光導(dǎo)纖維是利用了光的全反射原理，其內(nèi)芯采用的是光密介質(zhì)，外套采用光疏介質(zhì)D．汽車在通過等距的減速帶時，車速越快越容易發(fā)生共振13．某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，若想減少從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可（）A．將單縫靠近雙縫 B．將單縫遠(yuǎn)離雙縫C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動 D．將屏向靠近雙縫的方向移動14．下列說法正確的是（

）A．光的偏振現(xiàn)象證明了光是縱波B．不同長度的鋼片安裝在同一支架上制成的轉(zhuǎn)速計，是利用了共振的原理C．主動降噪技術(shù)利用的是波的衍射原理D．機械波和光波一樣都需要傳播介質(zhì)15．如圖所示為單反照相機取景器的示意圖，五邊形ABCDE為五棱鏡的一個截面，AB⊥BC。光線垂直AB邊射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射時的入射角相等，最后光線垂直BC射出。若兩次反射均為全反射，則該五棱鏡折射率的最小值是（）A． B．C． D．二、填空題16．光在發(fā)生折射時，折射光的速度與入射光的速度相等。_____（判斷對錯）17．“拂霞疑電落，騰虛狀寫虹”出自李世民的《詠興國寺佛殿前播》，描述了虹這一自然現(xiàn)象。如圖所示，虹是陽光經(jīng)過空中的水滴時，再通過折射和反射形成的，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則在真空中a的傳播速度______（選填“大于”、“等于”或“小于”）b的傳播速度，b比a的波長更______（選填“長”或“短”）。18．全息照相技術(shù)只能記錄光波的強弱信息。()19．干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系：（1）亮條紋的條件：屏上某點P到兩縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半個波長的______；（2）暗條紋的條件：屏上某點P到兩縫S1和S2的路程差正好是半個波長的______。三、解答題20．如圖所示，一玻璃磚的橫截面為半圓形，MN為截面的直徑，Q是MN上的一點且與M點的距離（R為半圓形裁面的半徑）。MN與水平光屏P平行，兩者的距離為d，一束與截面平行的紅光由Q點沿垂直于MN的方向射入玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，在光屏上得到紅光。玻璃磚對該紅光的折射率為，，求：（1）紅光由于玻璃磚的折射在屏上向什么方向移動？移動距離是多少？（2）如果保持入射光線和光屏的位置不變，而使玻璃磚沿MN向左移動，移動的距離小于，請定性說明屏上的光點如何移動？亮度如何變化？并求出玻璃磚向左移動多遠(yuǎn)距離時光點的亮度或增強到最強或減弱到最弱。21．如圖所示，等腰三角形為某透明介質(zhì)的橫截面，為邊的中點，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自點以角i入射，第一次到達(dá)邊恰好發(fā)生全反射。已知，該介質(zhì)的折射率為，光在真空中傳播的速度。已知，求：（1）光在該介質(zhì)中的傳播速度；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（2）入射角i。22．如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸（過球心O與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。求：（1）從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線與光軸距離的最大值；（2）距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離。23．由透明介質(zhì)制成的半圓柱光學(xué)元件，其橫截面如圖所示，半圓的圓心為.一單色細(xì)光束的入射角，折射光線在圓弧上的點（圖中未畫出）恰好發(fā)生全反射.已知該光束在圓弧上再經(jīng)一次反射后從直徑射出，元件對該光束的折射率，真空中的光速為。求光束（1）在元件中傳播速度的大?。唬?）從元件射出時的折射角。24．半球形介質(zhì)截面如圖所示，O為圓心，單色光a、b相互平行，從不同位置進(jìn)入介質(zhì)，光線a在O點恰好產(chǎn)生全反射，光錢b的入射角為，求：(1)介質(zhì)的折射率；(2)光線b在介質(zhì)中的折射角。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．A【解析】【詳解】若光在內(nèi)芯和外套界面恰能發(fā)生全反射，則在端面入射時在內(nèi)芯與外套發(fā)生全反射時解得則光在光纖一端端面由空氣直接射入內(nèi)芯時的入射角應(yīng)滿足故選A。2．A【解析】【詳解】A．a(chǎn)光的偏折程度較大，因此玻璃對a光的折射率較大，故A正確；B．根據(jù)可知，a光的傳播速度比b光小，故B錯誤；C．根據(jù)可知，a光的臨界角小，先消失，故C錯誤；D．a(chǎn)光的折射率較大，頻率較大，波長較短，更難發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選A。3．B【解析】【詳解】由題意畫出光路圖如圖所示根據(jù)光路圖和反射定律可知4θ=90°即θ=22.5°在CD和AE界面上恰好發(fā)生全反射時，對應(yīng)著五棱鏡折射率的最小值n0，則則該五棱鏡折射率的應(yīng)滿足故選B。4．A【解析】【詳解】五棱柱與空氣的界面臨界角光從面進(jìn)入后，以的入射角射到面上發(fā)生全反射，接著又以的入射角射到面上，發(fā)生全反射后以的入射角射到面上，一部分以的折射角斜向下方從面射出，另一部分光反射后垂直于面射向面，一部分垂直射出，一部分原路返回，有部分以的折射角斜向上從面射出，還有一些原路返回從面原入射點垂直射出，綜上所述，A錯誤，符合題意，BCD正確，不符合題意。故選A。5．D【解析】【詳解】A．偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光的偏振說明光是橫波，A錯誤；B．在水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，B錯誤；C．白光通過雙縫呈現(xiàn)彩色的明暗相間的條紋是光的干涉現(xiàn)象，C錯誤；D．物體邊緣在光照下出現(xiàn)了明暗相間的條紋是光的衍射現(xiàn)象，D正確。故選D。6．B【解析】【詳解】A．屬于單縫衍射現(xiàn)象，A錯誤；B．屬于薄膜干涉現(xiàn)象，B正確；C．屬于光的偏振現(xiàn)象，C錯誤；D．屬于光的色散現(xiàn)象，D錯誤。故選B。7．B【解析】【詳解】A．甲圖是小孔衍射的圖樣，故A錯誤；B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度。若干涉條紋是直的干涉條紋則表明平面平整，故B正確；C．圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的偶數(shù)倍，則P是亮紋，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的奇數(shù)倍，則P是暗紋，故C錯誤；D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋，故D錯誤。故選B。8．A【解析】【詳解】A．由圖可知，光束b的折射角小于對光束c的折射角，根據(jù)折射定律可得，玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率，故A正確；B．根據(jù)公式可得，玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率，則在玻璃磚中光束b的傳播速度小于光束c的傳播速度，故B錯誤；C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率，則光束b的頻率大于對光束c的頻率，根據(jù)可知，在真空中光束b的波長小于光束c的波長，故C錯誤；D．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率，根據(jù)可知，從玻璃射向真空時，光束c發(fā)生全反射的臨界角大，故D錯誤。故選A。9．B【解析】【詳解】A．由折射定律可知，折射率越大，看起來越淺，即紫光燈看起來最淺，故A錯誤；B．向人體內(nèi)發(fā)射一定頻率的超聲波，被血管中的血液反射后，測得反射波頻率的變化，即可知道血液的流速和血管的情況，這是利用了波的多普勒效應(yīng)，故B正確；C．光從淺水區(qū)射向深水區(qū)，傳播方向的改變是因為光的折射，故C錯誤；D．泊松亮斑的形成是因為光的衍射，故D錯誤。故選B。10．B【解析】【詳解】A．提高小燈泡的電壓，增加亮度，對兩條紋間的距離變化沒有影響，A錯誤；B．根據(jù)公式將紅色濾色片換為藍(lán)色濾色片，波長變短，則可得兩條紋間的距離變小，觀察到的條紋數(shù)目增加，B正確；C．根據(jù)公式可知，換間距更小的雙縫，兩條紋間的距離變大，故觀察到的條紋數(shù)目減小，C錯誤；D．將遮光筒靠近透鏡，對兩條紋間的距離變化沒有影響，D錯誤。故選B。11．B【解析】【詳解】AB．凸透鏡下表面與玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉條紋是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，故A錯誤，B正確；C．若平薄凸透鏡的圓弧面曲率半徑增大，則空氣膜厚度變小，圓環(huán)狀干涉條紋的間距將變大，故C錯誤；D．若照射單色光的波長增大，則會造成相應(yīng)條紋間距增大，故D錯誤。故選B。12．D【解析】【詳解】A．海市蜃樓是由于光的折射和全反射而產(chǎn)生的，故A正確，不符合題意；B．防藍(lán)光眼鏡是通過在鏡片表面鍍上一層光學(xué)薄膜，通過對有害波段的藍(lán)光發(fā)射，通過薄膜干涉減弱藍(lán)光的通過率，故B正確，不符合題意；C．全反射是光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)象，光導(dǎo)纖維是利用了光的全反射原理，其內(nèi)芯采用的是光密介質(zhì)，外套采用光疏介質(zhì)，故C正確，不符合題意；D．當(dāng)汽車的固頻率等于減速帶產(chǎn)生的驅(qū)動力頻率時，汽車會發(fā)生共振，振動最強烈，并不是車速越快越容易發(fā)生共振，故D錯誤，符合題意。故選D。13．C【解析】【詳解】AB．若想減少從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，則需要使條紋的寬度增大，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離公式可知改變單縫與雙縫間的距離不能改變條紋的寬度。故AB錯誤；CD．同理，將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動，可使L變大，達(dá)到增大條紋寬度的目的。故C正確；D錯誤。故選C。14．B【解析】【詳解】A．光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波，A錯誤；B．不同長度的鋼片安裝在同一支架上制成的轉(zhuǎn)速計，是利用了共振的原理，B正確；C．主動降噪技術(shù)利用的是波的干涉原理，C錯誤；D．光波不需要傳播介質(zhì)，D錯誤。故選B。15．A【解析】【詳解】如圖所示，設(shè)光線入射到CD上的入射角為θ，因為光線在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，根據(jù)幾何關(guān)系有4θ=90°解得θ=22.5°根據(jù)sinC=可得五棱鏡的最小折射率為故選A。16．錯誤【解析】【詳解】[1]光的折射是當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)時發(fā)生的現(xiàn)象，根據(jù)可知兩種介質(zhì)中光的傳播速度不相等，故說法錯誤。17．

等于

長【解析】【分析】【詳解】[1]光速在真空中恒定，故a、b在真空中傳播的速度相等；[2]由題圖可知，水滴對a的折射率大于對b的折射率，根據(jù)可以確定b的波長比a的波長更長。18．錯誤【解析】【詳解】全息相片的拍攝利