第四章 光 单元测试（含答案）选择性必修第一册

第第页第四章光单元测试（含答案）选择性必修第一册第四章《光》单元测试

学校______________姓名_______________班级____________考号_______________

评卷人得分

一、单选题（共21分）

1．（本题3分）如图所示，一截面为直角三角形的玻璃砖，，一细激光束自中点垂直射入玻璃砖，在面恰好发生全反射。光线第一次射到边时，自边折射出的光线与边夹角为，则为（）

A．B．C．D．

2．（本题3分）如图所示为俯视图，光屏MN竖直放置，半圆形玻璃砖放在水平面上，其平面部分ab与光屛平行，由光源S发出的一束白光从半圆沿半径方向射入玻璃砖，通过圆心O射到光屛上，现在水平面内绕过O点的竖直轴沿逆时针方向缓慢转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光谱，当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种色光首先消失，下列说法中正确的是（）

A．玻璃砖中各种色光的传播速度不同，红光传播速度较大

B．玻璃砖中各种色光的折射率不同，紫光折射率较小

C．屏上形成的彩色光带中，紫光折射率较小

D．转动过程中最先消失的是红光

3．（本题3分）关于以下四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（）

A．甲图中，液晶显示用到了偏振光

B．乙图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的

C．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大

D．丁图中，研究单摆简谐运动的图像，匀速拉动木板的速度大小会影响单摆运动周期

4．（本题3分）工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与O点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为，则（）

A．B．C．D．

5．（本题3分）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，受到冰晶的折射或反射形成的。一束太阳光射到正六边形冰晶时的光路图如图所示，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．a光的频率大于b光B．a光的波长大于b光

C．在冰晶中，b光的传播速度比a光大D．在真空中，a光的传播速度比b光大

6．（本题3分）双缝干涉实验中将光源从绿光改为红光，为使条纹间距不变，可增大（）

A．光源到双缝的距离B．双缝的间距

C．双缝到光屏的距离D．双缝的长度

7．（本题3分）如图所示透明薄膜的左侧比右侧稍厚，截面ABC可视为三角形。一束单色平行光照射到该薄膜上会呈现明暗相间的条纹。以下说法正确的是（）

A．同一条纹对应的薄膜厚度相同B．条纹平行于AC

C．分别用红光和紫光照射，紫光形成的条纹较稀疏D．这是光的色散现象

评卷人得分

二、多选题（共18分）

8．（本题6分）关于光的干涉、衍射和偏振，下列说法中正确的是（）

A．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象

B．全息照相的拍摄主要是利用了光的偏振原理

C．通过手指间的缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象

D．与紫外线相比，红外线更容易发生衍射现象

9．（本题6分）如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在图中P处迎着光入射的方向观察，看不到光亮。则（）

A．图中a是偏振光

B．图中b是偏振光

C．将B转过180°，将在P处看到光亮

D．将A转过90°，将在P处看到光亮

10．（本题6分）对于光的衍射现象，下列说法正确的是（）

A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象

B．衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射

C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论

D．光的衍射现象说明了光具有波动性

评卷人得分

三、实验题（共14分）

11．（本题6分）研究双缝干涉现象时，如图1所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹的中心A，游标卡尺示数如图2所示，其读数为mm。如图3所示，使分划板的中心刻线对准另一条亮条纹中心B，读出游标卡尺的读数为27.6mm。已知双缝与光屏间距为0.6m，所用双缝相距0.2mm，则所测单色光波长为m(结果保留两位有效数字)。

12．（本题8分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：

（1）实验测量：用螺旋测微器测量某金属丝的直径，示数如图所示，则该金属丝的直径为mm。

（2）实验操作。如图所示，某同学探究两个互成角度力的合成规律，A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细线的结点，与为细线。下列不必要的实验要求是。

A．弹簧测力计应在使用前校零

B．实验中两根细线要与木板平行

C．与应关于对称

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

（3）数据分析。在双缝干涉实验中，用单色光照射双缝，在屏幕上形成双缝干涉图样。若已知双缝之间的距离为，测得双缝到屏幕的距离为，第1条到第6条亮条纹中心的距离为，则该单色光的波长为m（保留2位有效数字）。实验中并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离，而是测量第1条到第6条亮条纹中心的距离，请分析说明这样做的理由。

评卷人得分

四、解答题（共47分）

13．（本题10分）如图所示，玻璃砖ABDO的横截面是半径为R的半圆，O点为半圆的圆心，S为沿OA所在的直径外的一点，从S点向半圆上发射一细束单色光到半圆上的B点，已知入射角α=60°，∠BOA=45°，玻璃砖的折射率n=，光在真空中传播的速度为c，求∶

(1)光线在B处的折射角β；

(2)光线在玻璃砖中的传播时间t。

14．（本题10分）如图，一束单色光平行于横截面为梯形的玻璃砖的底边CD从AC边射入，观察发现CD边没有光线射出，从BD边射出的光线恰好与BD边垂直．已知棱镜的折射率，=37°．请完成下列问题：

（1）画出光线在玻璃砖中的光路图；

（2）求底角的数值．

15．（本题13分）如图所示为水平面上某玻璃砖的横截面图，底边AB平行上边CD，且AB=L，∠A=45°，∠B=105°，某单色光以平行AB的方向射入玻璃砖，经过底边AB的中点反射后，最后与BC边成45°角射出，求：

①判断单色光在底边AB能否发生全反射，请说明理由；

②单色光在玻璃砖内传播的时间．

16．（本题14分）投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到玻璃体的平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径R=28cm，光屏MN到球心O的距离为d=107cm，玻璃对该单色光的折射率，不考虑光的干涉和衍射。求：光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径r。

试卷第1页，共3页

试卷第1页，共3页

参考答案：

1．A

【详解】

光路图如图所示则有

在E点发生全反射，由几何关系可得

折射率为

在F点发生折射，由几何关系可得

由

解得

由于

解得

所以A正确；BCD错误；

故选A。

2．A

【详解】AB．玻璃砖中各种色光的折射率不同，红光的折射率较小，紫光折射率较大，根据

可知玻璃砖中各种色光的传播速度不同，红光传播速度较大，故A正确，B错误；

C．屏上形成的彩色光带中，紫光折射率较大，故C错误；

D．根据全反射临界角公式

由于紫光折射率最大，可知紫光发生全反射的临界角最小，则转动过程中最先消失的是紫光，故D错误。

故选A。

3．A

【详解】A．甲图中，液晶显示用到了偏振光，A正确；

B．乙图中，沙漠中的“蜃景”现象是光全反射现象引起的，B错误；

C．丙图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越小，振幅越大，C错误；

D．丁图中，研究单摆简谐运动的图像，匀速拉动木板的速度大小不会影响单摆运动周期，D错误。

故选A。

4．B

【详解】画出光路图，如图所示

根据折射定律，光在上表面折射时，满足

根据几何关系

根据全反射临界角公式

解得

故ACD错误，B正确。

故选B。

5．B

【详解】AB．根据题图可知，a光的偏折角小于b光的偏折角，根据折射定律可知，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光，a光的波长大于b光，故A错误，B正确；

D．在真空中，a光的传播速度等于b光，故D错误；

C．根据知，在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故C错误。

故选B。

6．B

【详解】将光源从绿光改为红光是光源的波长变大，根据双缝干涉的条纹间距公式

可知为使条纹间距不变，可增大双缝的间距d，故B正确，ACD错误。

故选B。

7．A

【详解】AB．条纹是由薄膜的上表面和薄膜的下表面的反射光发生干涉后形成的，相邻亮条纹之间，薄膜的厚度差等于半个波长，同一亮条纹空气膜的厚度差相等，所以干涉条纹与AC边垂直，故A正确，B错误；

C．紫光频率比红光的高，其波长更小，相邻条纹间距更小，条纹密集，故C错误；

D．这是光的干涉现象，故D错误。

故选A。

8．ACD

【详解】A．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，故A正确；

B．全息照相的拍摄主要是利用了光的干涉原理，故B错误；

C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C正确；

D．波长越长，越容易发生衍射现象，红外线的波长比紫外线的波长长，更容易发生衍射现象，故D正确。

故选ACD。

9．BD

【详解】AB．电灯S发出的光是自然光，自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过一个偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振动的光，A错误，B正确；

C．偏振片B只透过振动方向与其透振方向一致的偏振光，人眼在P处看不到光亮，说明其透振方向与偏振片A的透振方向垂直。将A转过180°后，其透振方向仍与偏振片B的透振方向垂直，人眼在P处依然看不到光亮，C错误；

D．将B转过90°后，其透振方向与偏振片A的透振方向相同，人眼在P处能看到光亮，D正确。

故选BD。

10．AD

【详解】光的衍射现象说明了光具有波动性，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象比较明显，在光的波长比障碍物的尺寸小的情况下，衍射现象不明显，可以认为光是沿直线传播的，所以光的衍射现象和光沿直线传播是不矛盾的，它们是光在不同条件下产生的两种现象，衍射现象是波特有的现象，不是光特有的现象。

故选AD。

11．19.56.8×10－7

【详解】[1]游标卡尺读数

[2]根据双缝干涉条纹间距公式

解得

12．C若直接测量相邻两个亮条纹间的距离，测量误差较大，而测量第1条到第6条亮条纹中心的距离，然后再除以5，得到相邻条纹间距的平均值，测量误差较小

【详解】（1）[1]由图可知，该金属丝的直径为

（2）[2]AB．为了减小实验误差，弹簧测力计应在使用前校零，拉线方向应与木板平面平行，故AB正确；

CD．两弹簧测力计的方向不必对称，只需达到作用效果就行；改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置，故C错误，D正确。

本题选不必要的，故选C。

（3）[3]根据题意可知，条纹间距为

由公式可得，该单色光的波长为

[4]若直接测量相邻两个亮条纹间的距离，测量误差较大，而测量第1条到第6条亮条纹中心的距离，然后再除以5，得到相邻条纹间距的平均值，测量误差较小。

13．(1)45°；(2)

【详解】(1)光线在B点发生折射，由折射定律得

解得

(2)光线由B点射向D点，设入射角为，由几何关系可得

由于，所以光线在D点射出玻璃砖，由几何关系得

解得

14．（1）；（2）82°

【详解】（1）光线在玻璃砖中的光路图如图所示：

（2）由折射定律可知

解得θ=45°

由几何关系，底角β的数值