(好题)高中物理选修一第四章《光》测试卷(含答案解析)(1)

一、选择题

1．(0分)[ID：127987]如图所示，一束白光从顶角为的棱镜的一个侧面AB以入射角1入射，经过三棱镜后，在光屏P上可得到彩色光带。则（ ）

A．三棱镜中的光束是白色的 C．三棱镜中的光束是平行光 失的是红光

2．(0分)[ID：127981]一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，下列说法正确的是（ ）

B．三棱镜中的光束是彩色的

D．随着1的减小，P上的彩色光带中最先消

A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍 B．若不充入介质，则实现“开”功能

C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能 D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能 3．(0分)[ID：127971]下列说法正确的是（ ）

A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射 B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉现象 C．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振

D．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象

4．(0分)[ID：127958]虹是由太阳光射入雨滴（球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光

线，如图所示，下列说法中错误的是（ ）

A．光线b在水滴中传播时的波长较长 B．光线a在雨滴中的折射率较大

C．若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则b光形成的干涉条纹的间距较大 D．光线a在雨滴中的传播速度较大

5．(0分)[ID：127954]如图所示，OO是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是平行于OO轴的两束不同单色细光束，a、b到OO的距离相等，光屏MN与OO垂直，左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑p，以下说法正确的是（ ）

A．a在该玻璃体中的折射率比b的小 B．a通过该玻璃体的时间比b短

C．由该玻璃体进入空气时，a的临界角比b小 D．a比b更容易发生衍射

6．(0分)[ID：127942]下列对生活中光学现象的描述正确的是（ ） A．雨后的彩虹是由于光透过空气中的小水珠发生了衍射现象 B．日食和月食的形成都是由光的折射引起的

C．小轿车前边的挡风玻璃制成倾斜的，主要是为了让司机的像成像在正前方 D．观看“3D电影”的眼镜片为偏振片，两镜片透振方向互相垂直

7．(0分)[ID：127936]如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）。已知该光线在玻璃砖中的传播速度为播速度，则下列说法错误的是（ ）

2c，c为光在真空中的传2

A．平行玻璃砖的折射率为2 B．入射点A与出射点B之间的距离为C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°

23d 3D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d 8．(0分)[ID：127929]如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确的是( ) ．．．

A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加 B．用蓝光照射产生的干涉条纹间距比黄光照射时产生的条纹间距窄 C．干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的 D．薄膜上干涉条纹基本上是水平的 9．(0分)[ID：127924]题图是一个

1圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分4成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=

5，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（ ） 3

A．不能从圆孤NF1射出 C．能从圆孤G1H1射出

B．只能从圆孤NG1射出 D．能从圆孤H1M射出

10．(0分)[ID：127908]如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )

A．A、B、C三个位置都出现亮条纹

B．B位置处出现暗条纹

C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D．以上结论都不对

11．(0分)[ID：127902]关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）

A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的

B．乙图中，演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大

C．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度

D．丁图中，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

12．(0分)[ID：127899]用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa´和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（ ）

A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定

二、填空题

13．(0分)[ID：128071]如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na：nb=__________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为__________；若用a、b两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为△xa：△xb，a、b两束光的频率之比fa：fb=__________。

14．(0分)[ID：128067]如图所示，有一截面为半圆的玻璃柱体水平放置，右侧有一竖直屏幕，半圆的半径为10cm。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知玻璃对这两种色光的折射率分别为

23、2，逐渐增大入射光与竖直方向的夹角θ，3投射到屏幕上的折射光首先消失的是___________色光，此时入射角等于___________，屏幕上剩下的两个光斑之间的距离为___________。

15．(0分)[ID：128062]如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。

①调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A，示数如图乙所示，其读数为x1=____________mm。移动手轮至另一条亮条纹的中心B，读出其读数为x2. ②写出计算波长的表达式λ=____________（用x1、x2、L、d表示）。

③若将滤光片由绿色换成红色，其他条件不变，则屏上干涉条纹的间距将____________（填“增大”“减小”或“不变”）。

16．(0分)[ID：128028]如图所示，横截面为半圆形玻璃砖，O点为圆心，OO为直径PQ的垂线。已知玻璃砖的折射率n3，光在真空中的速度为c。则光线在该玻璃砖中的传播速度为___________；一条与OO连线成60°角的光线从玻璃砖的圆心射入玻璃砖，则光线从玻璃砖出射方向与最初入射方向的夹角为__________。

17．(0分)[ID：128016]空中有一只小鸟，距水面3 m，在其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它多远 ，鱼看天上的鸟离它多远 ．

18．(0分)[ID：128015]2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n１的内芯和折射率为n２的包层构成，则n１___n２（填“＞”，“＜”或“＝”）。若光导纤维长度为L，光以入射角射到内芯与包层的界面上，如图所示，已知光在真空中传播的速度为c，则光在内芯中传播的速度为____，光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为_____。

19．(0分)[ID：128010]一束光从真空进入某介质，方向如图所示，则该介质的折射率为________，若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为________。

20．(0分)[ID：127995]纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复. (1)这是利用了激光的_____________ A．单色性 B．方向性好 C．高能量 D．偏振性

(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次，1nm等于____________。

三、解答题

21．(0分)[ID：128165]如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。点光源B发出的一束光线BD，从玻璃球体的D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD

＝30°，光在真空中的传播速度为c。则： （1）求此玻璃的折射率n；

（2）改变B发出的光线方向，使光线恰好在B、D间的某一点M（图中未画出）发生全反射，求M点到B点的距离；

（3）改变B发出的光线方向，经过两次全反射后恰好射到A点，画出光路图，并求光从B点传播到A点所用的时间t。

22．(0分)[ID：128162]一半径为R的

1球体放置在水平面上，球体由折射率为n的透明材4料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出,出射角60，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为

3R。 2（1）作出光路图，并求该材料的折射率；

（2）从进入该材料开始计时至第一次到达竖直表面的传播时间t。

23．(0分)[ID：128159]如图所示，玻璃砖的横截面是圆心角为90°的扇形，O为圆心，其半径为R，将其放置在水平桌面上。一束单色光平行于桌面射向玻璃砖曲面，入射点C到桌

3R，光线通过玻璃砖从OB面射出时折射角θ=60°，已知光在真空中传播速2度为c，不考虑光在玻璃砖内的反射，求该单色光： (1)在玻璃砖中的折射率n； (2)在玻璃砖内传播的时间。

面的距离为

24．(0分)[ID：128138]如图所示，将一个折射率为n7的透明长方体放在空气中，矩2形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，AP之间的距离为d，入射角为θ，

AD6AP，AP间的距离为d=30cm，光速为c=3.0×108m/s，求：

(ⅰ)若要使光束进入长方体后正好能射至D点上，光线在PD之间传播的时间； (ⅱ)若要使光束在AD面上发生全反射，角θ的范围。

25．(0分)[ID：128136]如图所示，由某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中

A30，AB的边长为3a，BC的边长为a，AE为AB长度的

2，一束光线刚好从E3点沿与AD平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过AD的中点F。已知光在真空中的光速为c。求： (i)此种介质的折射率； (ii)光线在介质中的传播时间。

26．(0分)[ID：128097]如图所示，半圆玻璃砖的截面半径R=9cm，折射率为n3，直径AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角i=300射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．

（1）作出光路图（不考虑光沿原路返回）； （2）求两个光斑之间的距离.

【参考答案】

2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案

**科目模拟测试

一、选择题

1．B 2．C 3．A 4．D 5．C 6．D 7．C 8．C 9．B 10．A 11．C 12．C

二、填空题 13．37° 14．紫45° 15．4增大 16． 17．6m；8m 18．＞ 19． 20．BC

三、解答题 21． 22． 23．

24． 25． 26．

2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析

【参考解析】

**科目模拟测试

一、选择题 1．B 解析：B

ABC．因为各种色光对棱镜的折射率不同，所以入射角相同时，折射角不同，所以棱镜中的光束是彩色的，棱镜中的光束是不平行的。AC错误，B正确；

D．随着1的减小，在AC面上入射角逐渐增大，因为紫光的临界角最小，所以P上的彩色光带中最先消失的是紫光。D错误。 故选B。

2．C

解析：C A．根据公式可知

vc nvf

频率不变，波长变为原来的三分之二，A错误；

B．单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，入射角为45 ，根据全反射的条件，临界角为

sinC122 sin45n32不充入介质，即发生全反射，光不可以通过2，实现“关”功能，B错误；

CD．由光密进入光梳，可能发生全反射，可能无法进入2，处于关状态，从光疏进入光

密，不会发生全反射，则一定处于开状态，C正确D错误。 故选C。

3．A

解析：A

A．波长越长越容易发生衍射现象，声波比可见光波长长，所以遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射，A正确；

B．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出频率不相同，则可测量血流速度，B错误；

C．镜头上的增透膜，是运用振动情况相反，相互减弱，从而减少光的反射，是利用光的干涉现象，C错误；

D．透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用空气薄层两个反射面，得到频率相同的光，从而相互叠加，形成光的干涉条纹，D错误。 故选A。

4．D

解析：D

AB．画出光路图，如图所示

分析可知，第一次折射时，a光的折射角较小，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射定律有

nsini sinr知，光线a在雨滴中的折射率较大，b光的折射率较小，则光线b的频率较小，波长较长，故AB正确，不符合题意；

C．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，光线b波长较长，则b光形成的干涉条纹的间距较大，故C正确，不符合题意； D．根据

vc n因光线a在雨滴中的折射率较大，故光线a在雨滴中的传播速度较小，故D错误，符合题意。 故选D。

5．C

解析：C

A．通过玻璃体后，a光的偏折程度比b光的大，则a在该玻璃体中的折射率比b的大，故

A错误； B．根据

vc n可知，a光的折射率较大，则a光在玻璃体中的速度较小，则a通过该玻璃体的时间比b长，故B错误； C．根据

sinC1 n可知，a光的折射率较大，则a的临界角比b小，故C正确；

D．由于a光的折射率较大，所以a的频率较大，波长较短，波动性较弱，故a比b更不容易发生衍射，故D错误。 故选C。

6．D

解析：D

A．彩虹的形成与光的折射有关，不是衍射，故A错误； B．日食和月食的形成都是由光沿直线传播引起的，故B错误；

C．小轿车前边的挡风玻璃制成倾斜，主要是让司机成的像偏离开正前方位置，故C错误；

D．“3D电影”的眼镜片就是一对透振方向互相垂直的偏振片，左右两架放映机产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直，这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变，观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，这样就会像直接观看那样产生立体感觉，故D正确。 故选D。

7．C

解析：C

A.玻璃砖的折射率为：

ncvc2 2c2选项A正确；

B.作出光的传播路径如图所示：

由折射定律有：

n解得：

sinsin452 sinsinβ=30°

因此入射点A与出射点B之间的距离为：

xAB2dtan选项B正确； C.设临界角为C，则有：

23d 3sinC解得：

12 n2C=45°

选项C错误；

D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD至少为：

LCD2dtanC2d

选项D正确。

本题选错误的，故选C。

8．C

解析：C

由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A说法正确；条纹间距与光的波长成正比，由于蓝光波长短，故蓝光条纹间距窄，故B说法正确；干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加增强产生的，故C说法错误；薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故D说法正确．

9．B

解析：B

由该棱镜的折射率为n5可知其临界角C满足 3sinC13 n5可求出GG1右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧NG1射出。 故选B。

10．A

解析：A

点A是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且振动始终加强；点C是波谷和波谷叠加，为振动加强点，且始终振动加强；点B到两个光源的光程差为零，故为振动加强点，且始终振

动加强，故三个位置都出现亮条纹，A正确。 故选A。

11．C

解析：C

A．沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的，故A错误；

B．演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，故B错误；

C．利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加，达到检查样品的平整度的目的，故C正确；

D．由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率f0相差越大，振幅越小，故D错误。 故选C。 【点睛】

考此题考查光的全反射、干涉的应用，注意共振的条件，及简谐运动的固有周期与策动力周期的区别。

12．C

解析：C

两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率时，其入射光线与最终射出的光线是平行的关系，尽管玻璃砖被向上移动，改变了真实的折射点，但是折射光线始终与入射光平行．由于玻璃砖平移，所以测量的入射光线与真实的入射光线重合，所以通过以上分析可知，折射角没有误差，所以测量结果不变．故选C。 【点睛】

本题考查了利用玻璃砖测折射率的实验误差分析，类似的问题还有将玻璃砖向下侧移等，判断关键就在于折射光线是否有误差．

二、填空题 13．37°

解析：3:2 37° xb:xa [1]．根据nsini可得 sinrnanb则

sin603 sin30sin452 sin30na:nb3:2 [2]．a光的临界角为

sinCa130.577sin370.6 na3可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°； [3]．根据

x则

llc1 ddfffa:fbxb:xa14．紫45°

解析：紫 45° 1052cm [1]作出光路图，如图所示



因紫光折射率较大，根据

sinC1 n可知紫光的全反射临界角较小，所以当增大入射角时，紫光先发生全反射，其折射光线先消失；

[2]设紫光的临界角为C2，根据

sinC2解得C2=45°

12 n22[3]根据几何关系，可知此时入射角i=C2=45°，对红光，根据折射定律有

n1解得sinrsinr sini6 3R1052cm15．4增大 tanr根据几何关系，可得红光两亮斑PQ的间距

dR解析：4

dx2x1 增大 4L①[1]由图乙所示可知，游标卡尺示数为：19mm+4×0.1mm=19.4mm； ②[2]由双缝干涉条纹公式有：

xL， d而

x联立可得：

x2x1， 4d(x2x1)； 4L③[3]由绿色换成红色，波长增大，其他条件不变，由双缝干涉条纹公式可知，屏上干涉条纹的间距将增大。

16．

3c 30 3光线在玻璃砖中传播的速度为

v根据折射定律得

c3c n3sin60 sinrn解得光线在PQ面上的折射角为

r30

光线沿半径方向射向界面，则沿半径方向射出，由几何关系可知光线从玻璃砖出射方向与最初入射方向的夹角为30°。

17．6m；8m

解析：6m；8m

从空气往水看，折射率就是3/4，但是从水往空气看，折射率正好是分子分母颠倒的4/3．鸟看鱼距离是

3+4（3/4）=6m．

但是与看鸟距离就是

4+3（4/3）=8m

18．＞

解析：＞ vcnL n1csin[1]发生全反射的条件是：从光密介质到光疏介质，入射角大于或等于临界角；欲使光在n1和n2的界面上发生全反射，需有

n1＞n2

[2]传播速度为

v[3] 光在介质n1中的传播最长路程为

c n1x故最长时间

L sintnLx119． vcsin2 2c 2[1] 介质的折射率

n[2]根据

sinisin452 sinrsin30c2c20．BC n2v解析：BC 109m

(1)[1]激光用于医疗卫生，修复人体器官及对DNA分子修复等，是因为激光有非常好的方向性和非常高的能量 故选BC；

(2)[2]纳米是长度单位，波长经常用纳米作单位，1nm109m。

三、解答题 21．

（1）3；（2）26R；（3）光路图如图所示，3；t=33R c（1）如图所示

已知∠ABD＝30°，则有

∠ODB＝30° ∠AOD＝60°

出射光线平行于AB，可知D点的折射角为60° 玻璃的折射率

n=

sin60 sin30解得

n=3 （2）恰好在M点发生全反射，如图所示

则∠BMO为临界角，即

sin∠BMO=

由几何关系可得

BM=2Rcos∠BMO

联立可得

BM=（3）设光在玻璃中的传播速度为v，有

v=

光路图如图所示

1 n26R 3c n

根据几何关系可知光程

s=3R

光从B点传播到A点所用的时间为

t（1）n3；（2）t（1）设入射光线与

S33R22． vcR c1球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线．因此，图中的角4α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，如图所示

依题意有

COB

又由△OBC知

sin解得

3 2α=60°

出射角60，因为60，根据光的可逆性可知



由几何关系可知



解得

30

由折射定律得

nsin3 sin（2）由几何知识知△ACO为等腰三角形，由几何关系可得

2ACcos30R

解得

AC设光穿越球体的时间为

3R 3tACACRcvc23． n(1)3；(2)

R c(1)光在玻璃砖中传播的光路如图所示

过C点做OA的垂线，垂足为E，由题意可知

CE3R 2CE RCOE中

sinCOE可得

1COE60

在C点有

nsin1 sin2在D点有

nsin4 sin3由题意

460

23

由几何知识得

2360

联立解得

n3 (2)光在半球体中传播的速度为

v由几何关系知

c nCDOE cos3OERsin30

光在半球体中传播的时间

t解得

CD vt(i)t3.5109s；(ii) 30°≤θ≤60° (i)由几何关系

R24． cPDd26d27d

t7d7d7d77d70.3m=3.5109s8 cvc22c2310m/sn(ii)要使光束进入长方体后能射至AD面上，设最小折射角为α，如图甲所示，根据几何关系有

sin根据折射定律有

dd2(6d)27 7sinn sin解得角θ的最小值为θ=30°

如图乙，要使光束在AD面上发生全反射，则要使射至AD面上的入射角β满足关系式:

sinβ≥sinC

sinC1 n2sin sincos1sin21n解得

θ≤60°

因此角θ的范围为30°≤θ≤60°.

25．

(i)n3；(ii)t(i)光路图如图所示

4a c

在E点折射时有

i60

AE23a 3BC2a3AE 2AFABcos30AEF中，由正弦定理

sin(90r)sin(1803090r) AFAE解得

r30

AEF为等腰三角形，由折射定律

n（ii）在F点60，由

sinisin603 sinrsin301 nsinsinC判断光线在F点发生全反射。由几何关系可知光线在棱镜中通过的路程

s2EF2AE2由折射定律有

2343aa 33n故光线在棱镜中的传播时间

c3 vts4a26． vc（1）

（2）123cm

【解析】

（1）光路图如图所示

（2）设折射角为r，根据折射定律和光路的可逆性可得nsinrsinr，解得r=60°； sinisin30由几何知识可得△OPQ为直角三角形，所以两个光斑之间的距离为

PQPAAQRsin30Rtan60123cm．