第四章 光及其应用 单元检测（Word版含解析）.docx

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1、A sin”,，一1.21C. sin% -ln2 -111D. sin。,，1.1J1优粤教版（2019）选择性必修一第四章光及其应用一、单选题1 .如图所示为一光导纤维的示意图。光纤内芯的折射率为外套的折射率为已知光在内芯和外套界面发生全反射时的临界角为C且sinC = U。为使光 n在内芯和外套界面发生全反射，光在光纤一端端面由空气直接射入内芯时的入射角0应满足（）外套B-12 . 一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光。和伉光路如图所示，下列说法正确的是（大C.逐渐增大8角，匕光先消失B.在玻璃砖中，光的传播速度比光D.。光比光更容易发生衍射现象3.单镜头反光

2、相机简称单反相机,图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，五边形A3CDE为五棱镜的一个截面，ABLBC,光线垂直A3 射入，分别在CQ和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直5。射 出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的应满足（）由题意画出光路图如图所示4。=90。3=22.5在CO和AE界面上恰好发生全反射时,对应着五棱镜折射率的最小值九0,则1 _ 1 sin。sin 22.5则该五棱镜折射率的应满足sin 22.5故选Bo4. A【解析】【详解】五棱柱与空气的界面临界角C = arcsin= 45n光从面进入后，以60。的入射角射到AB面上发

3、生全反射，接着又以60。的入射角射到3C面上，发生全反射后以30。的入射角射到面上，一部分以45。的折射角斜向下方从DE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45。的折射角斜向上从。石面射出，还有一些原路返回从AE面原入射点垂直 射出，综上所述，A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。故选Ao答案第2页，共11页5. D【解析】【详解】A.偏振是横波特有的现象，光的偏振说明光是横波，A错误；B.在水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，B错误；C.白光通过双缝呈现彩色的明暗相间的条纹是光的干涉现象，C错误；D.物体边缘在光照下出现了明暗相间的条纹是光的

4、衍射现象，D正确。故选D。6. B【解析】【详解】A.属于单缝衍射现象，A错误；B.属于薄膜干涉现象，B正确；C.属于光的偏振现象，C错误；D.属于光的色散现象，D错误。故选Bo7. B【解析】【详解】A.甲图是小孔衍射的图样，故A错误；B.乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表 明平面平整，故B正确；C.图是双缝干涉原理图，若P到6、S的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹， 若P到S/、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则尸是暗纹，故C错误；D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹， 故D错误。故选B。8. A【解

5、析】【详解】答案第3页，共11页A.由图可知，光束的折射角小于对光束c的折射角，根据折射定律sinzn =sin r可得，玻璃砖对光束的折射率大于对光束c,的折射率，故A正确；B.根据公式一V可得，玻璃砖对光束人的折射率大于对光束C的折射率，则在玻璃砖中光束力的传播速度小于光束C的传播速度，故B错误；C.玻璃石专对光束匕的折射率大于对光束c的折射率，则光束人的频率大于对光束。的频率，根据%=/可知，在真空中光束人的波长小于光束C的波长，故c错误；D.玻璃砖对光束匕的折射率大于对光束。的折射率，根据. 1sinC =n可知，从玻璃射向真空时，光束c发生全反射的临界角大，故D错误。故选Ao9. B

6、【解析】【详解】A.由折射定律可知，折射率越大，看起来越浅，即紫光灯看起来最浅，故A错误；B.向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，故B正确；C.光从浅水区射向深水区，传播方向的改变是因为光的折射，故C错误；D.泊松亮斑的形成是因为光的衍射，故D错误。故选B。10. B【解析】【详解】A.提高小灯泡的电压，增加亮度，对两条纹间的距离变化没有影响，A错误；答案第4页，共11页B.根据公式Ax = - Ad将红色滤色片换为蓝色滤色片，波长变短，则可得两条纹间的距离变小，观察到的条数目增加，B正确；C.根据

7、公式A L。Ax Xd可知，换间距更小的双缝，两条纹间的距离变大，故观察到的条纹数目减小，C错误；D.将遮光筒靠近透镜，对两条纹间的距离变化没有影响，D错误。故选Bo11. B【解析】【详解】AB.凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A错误，B正确；C.若平薄凸透镜的圆弧面曲率半径增大，则空气膜厚度变小，圆环状干涉条纹的间距将变大，故c错误；D.若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。故选Bo12. D【解析】【详解】A.海市蜃楼是由于光的折射和全反射而产生的，故A正确，不符合题意；B.防蓝光眼镜是通过在镜片

8、表面镀上一层光学薄膜，通过对有害波段的蓝光发射，通过薄膜干涉减弱蓝光的通过率，故B正确，不符合题意；C.全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故C正确，不符合题意；D.当汽车的固频率等于减速带产生的驱动力频率时，汽车会发生共振，振动最强烈，并不是车速越快越容易发生共振，故D错误，符合题意。故选D。答案第5页，共11页13. C【解析】【详解】AB.若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹的宽度增大，根据相邻亮条纹间 的距离公式 x Ad可知改变单缝与双缝间的距离不能改变条纹的宽度。故AB错误；CD.同理

9、，将屏向远离双缝的方向移动，可使L变大，达到增大条纹宽度的目的。故C正 确；D错误。故选C。14. B【解析】【详解】A.光的偏振现象证明了光是横波，A错误；B.不同长度的钢片安装在同一支架上制成的转速计，是利用了共振的原理，B正确；C.主动降噪技术利用的是波的干涉原理，c错误；D.光波不需要传播介质，D错误。故选Bo15. A【解析】【详解】如图所示，设光线入射到6上的入射角为仇 因为光线在 8和以 上发生反射，且两次 反射的入射角相等，根据几何关系有40=90解得匕 225。根据sin可得五棱镜的最小折射率为n1n =sin 22.5故选Ao答案第6页，共11页D16.错误【解析】【详解】

10、 山光的折射是当光从一种介质进入到另一种介质时发生的现象，根据CV =n可知两种介质中光的传播速度不相等，故说法错误。17. 等于长【解析】【分析】【详解】山光速在真空中恒定，故。、人在真空中传播的速度相等；由题图可知，水滴对。的折射率大于对匕的折射率，根据C n = vv = f可以确定b的波长比。的波长更长。18. 错误【解析】【详解】全息相片的拍摄利用了光的干涉原理，全息照相技术不仅记录了光波的强弱信息，还记录 了光波的相位信息，故错误。19. 偶数倍奇数倍【解析】【分析】答案第7页，共11页【详解】略、6 1R20. (1)左，d-R tan(6z-3O)； (2)左移亮度减弱至消失，

11、 k 2 710【解析】【详解】(1)光线应向屏的左侧移动sin a二nsin 30（a-30。）(2)发生会反特的临界角所以当玻璃砖左移时，入射角增大，sinC = - nC=37折射角增大，所以光线左移。当增大到37。时发生全反射，以后折射光线消失，所以光，点左移亮度减弱至消失。移动距离由几何知识有A P . 乂。 R RAx = Rsm 37二2 1021. (1) 2.12xl08m/s； (2) 45【解析】【详解】(1)光在该介质中的传播速度为v = 2.12xl08m/sn(2)由题意可知，光线在A3边的入射角恰好等于全反射临界角，为C = arcsin = 45n根据几何关系可

12、知光线在。点的折射角为r = 30根据折射定律有答案第8页，共11页sinzn =二sin r解得i = 4522. (1)2R； (2) 737?3【解析】【详解】(1)如图从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为。当i等于全反射临界角北 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为/,设是玻璃的折射率，由全反射临 界角的定义有1sin z =n由几何关系得I = Rsini联立可得3（2）设与光轴相距?的光线在球面5点发生折射时的入射角和折射角分别为不和彳，由折 射定律有sin r,n =Lsin/j设折射光线与光轴的交点为C在OH?中，由正弦定理有答案第9页，共11页sin

13、ZC _sin(18QR OC由几何关系有由题意，结合几何关系可得sin q =1 2则有OC = 2/?cos30 =显23. (1) v = c； (2) 452【解析】【详解】(1)速度CV =n解得V =C（2）光路图如图所示sinz sin y解得/ = 30D点、1sma =n答案第10页，共11页解得。=45。点的入射角4=。=45。，即在P点刚好发生全反射；因为8。和QP平行，所以光束从元 件射出时的折射角为45。24. 0； 30。【解析】【详解】(1)。光线发生刚好全反射n = V?sinC(2)b光线用折射定律sin a二nsin/. sin a 1sin y =n 2所

14、以y=30答案第11页，共11页sin 22.5C.n V2B.1n sin 22.5D.n V24.如图所示，五棱柱Age。石的折射率=血，瞄准AB面中点且与AE面垂直的细激光束射向棱柱，则下列说法中错误的是A.没有光从AE面向左射出B.没有光从A3面射出C.有光垂直于8C面射出D.从。石面射出的光，是从同一点向两个方向，且均与面成45。角射出5 .下面事实正确的是（）A.光的偏振说明光是纵波B.在水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象C.白光通过双缝呈现彩色的明暗相间的条纹是光的衍射现象D.物体边缘在光照下出现了明暗相间的条纹是光的衍射现象6 .下列实验中能反映光的干涉现象的是（）7 .对如图

15、所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（）单色光标准样板薄片厚玻璃板丙丁A.甲图属于薄膜干涉，也被称为“牛顿环”8 .乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 c.丙图是双缝干涉原理图，若尸到5、S2的路程差是半波长的奇数倍，则尸处是亮条纹D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹8.如图所示，横截面为半圆形的玻璃砖放置在真空中，光束。经。射入玻璃砖，折射光为江。两束单色光。下列说法正确的是（）真空0玻璃A.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束。的折射率8 .在玻璃砖中光束匕的传播速度大于光束。的传播速度C.在真空中光束匕的波长大于光束c的波长D.

16、从玻璃射向真空时，光束c发生全反射的临界角小9 .下列说法正确的是（）A.水池底部装有不同颜色的彩灯，紫光灯看起来最深B.向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应C.光从浅水区射向深水区，传播方向的改变是因为光的衍射D.泊松亮斑的形成是因为光的干涉10 .某同学用如图所示的装置进行“双缝干涉测量光的波长”实验，安装红色滤色片后，测量头观察到明暗相间的红色条纹，则下列操作可使观察到的条数目增加的是A.提高小灯泡的电压，增加亮度B.将红色滤色片换为蓝色滤色片C.换间距更小的双缝D.将遮光筒靠近透镜11 .如图

17、甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示内疏外密的同心圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）入射光甲乙A.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.若凸透镜的曲率半径增大，则会造成相应条纹间距减小D.若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距减小12 .下列说法错误的是（） A.海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的B.防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光

18、的波段进行反射C.光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质D.汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振13 .某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想减少从目镜中观察到的条纹A.将单缝靠近双缝B.将单缝远离双缝C.将屏向远离双缝的方向移动D.将屏向靠近双缝的方向移动14 .下列说法正确的是（）A.光的偏振现象证明了光是纵波B.不同长度的钢片安装在同一支架上制成的转速计，是利用了共振的原理C主动降噪技术利用的是波的衍射原理D.机械波和光波一样都需要传播介质15 .如图所示为单反照

19、相机取景器的示意图，五边形A3COE为五棱镜的一个截面,ABA.BC,光线垂直A3边射入，分别在CO和E4上发生反射，且两次反射时的入射 角相等，最后光线垂直8C射出。若两次反射均为全反射，则该五棱镜折射率的最小 值是（）sin 22.5B. n =- sin 30cos 22.5D. n- cos45二、填空题16 .光在发生折射时，折射光的速度与入射光的速度相等。 （判断对错）17 .“拂霞疑电落，腾虚状写虹”出自李世民的咏兴国寺佛殿前播，描述了虹这一自 然现象。如图所示，虹是阳光经过空中的水滴时，再通过折射和反射形成的，其中 小b是两种不同频率的单色光，则在真空中。的传播速度 （选填“大

20、于”、“等（选填“长”或短18.全息照相技术只能记录光波的强弱信息。（于,，或“小于，）的传播速度，匕比。的波长更19 .干涉条纹和光的波长之间的关系：（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝多和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的;（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝邑和S2的路程差正好是半个波长的 o三、解答题20 .如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是上的一点且R与M点的距离QM=5 （R为半圆形裁面的半径）。与水平光屏P平行，两者的距离为d, 一束与截面平行的红光由。点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃豉对该红光的折射率

21、为=，sin37 = 1求：(1)红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？(2)如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动，移动的距离D小于请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？并求出玻璃砖向左移动多 2远距离时光点的亮度或增强到最强或减弱到最弱。T1P21 .如图所示，等腰三角形A3C为某透明介质的横截面，。为3。边的中点，位于截 面所在平面内的一束光线自。点以角i入射，第一次到达边恰好发生全反射。已知 8 = 15。，该介质的折射率为我，光在真空中传播的速度c = 3xl()8m/s。已知0 = 1.414,求：(1)光在该介质中的传播速度L (结果

22、保留3位有效数字)(2)入射角zo22 .如图，一半径为R的玻璃半球，。点是半球的球心，虚线。0,表示光轴(过球心 。与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为外。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：(1)从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值；(2)距光轴g的入射光线经球面折射后与光轴的交点到。点的距离。2O923 .由透明介质制成的半圆柱光学元件，其横截面如图所示，半圆的圆心为。.一单色 细光束45的入射角，=45。，折射光线在圆弧上的。点（图中未画出）恰好发生全反 射.已知该光束在圆弧上再经一次反射后从直径MN射

23、出，元件对该光束的折射 率 =6,真空中的光速为求光束（1）在元件中传播速度的大小；24 .半球形介质截面如图所示，。为圆心，单色光。、人相互平行，从不同位置进入介质，光线。在。点恰好产生全反射，光钱人的入射角为45。，求：（1）介质的折射率；光线匕在介质中的折射角。O参考答案:1. A【解析】【详解】若光在内芯和外套界面恰能发生全反射，则在端面入射时sin。二n sin a在内芯与外套发生全反射时sin(90 -a) = sinC =n解得sin 0=y1 n1 -1.21则光在光纤一端端面由空气直接射入内芯时的入射角0应满足sin ”, yIrr -1.21故选Ao2. A【解析】【详解】A. 光的偏折程度较大，因此玻璃对。光的折射率较大，故A正确；B.根据cv =n可知，。光的传播速度比人光小，故B错误；C.根据sinC = n可知，。光的临界角小，先消失，故C错误；D.。光的折射率较大，频率较大，波长较短，更难发生衍射现象，故D错误。故选Ao3. B【解析】【详解】答案第1页，共11页