第四章 光 單元測(cè)試（含答案）選擇性必修第一冊(cè)

第第頁第四章光單元測(cè)試（含答案）選擇性必修第一冊(cè)第四章《光》單元測(cè)試

學(xué)校______________姓名_______________班級(jí)____________考號(hào)_______________

評(píng)卷人得分

一、單選題（共21分）

1．（本題3分）如圖所示，一截面為直角三角形的玻璃磚，，一細(xì)激光束自中點(diǎn)垂直射入玻璃磚，在面恰好發(fā)生全反射。光線第一次射到邊時(shí)，自邊折射出的光線與邊夾角為，則為（）

A．B．C．D．

2．（本題3分）如圖所示為俯視圖，光屏MN豎直放置，半圓形玻璃磚放在水平面上，其平面部分ab與光屛平行，由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑方向射入玻璃磚，通過圓心O射到光屛上，現(xiàn)在水平面內(nèi)繞過O點(diǎn)的豎直軸沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光譜，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于某一值時(shí)，屏上彩色光帶中的某種色光首先消失，下列說法中正確的是（）

A．玻璃磚中各種色光的傳播速度不同，紅光傳播速度較大

B．玻璃磚中各種色光的折射率不同，紫光折射率較小

C．屏上形成的彩色光帶中，紫光折射率較小

D．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中最先消失的是紅光

3．（本題3分）關(guān)于以下四幅圖中所涉及物理知識(shí)的論述中，正確的是（）

A．甲圖中，液晶顯示用到了偏振光

B．乙圖中，沙漠中的“蜃景”現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象引起的

C．丙圖中，由圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f跟固有頻率f0相差越大，振幅越大

D．丁圖中，研究單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，勻速拉動(dòng)木板的速度大小會(huì)影響單擺運(yùn)動(dòng)周期

4．（本題3分）工業(yè)上我國(guó)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)其中一種是采用光學(xué)檢測(cè)玻璃裝置的合格性。如下圖甲所示是貨物的運(yùn)輸軌道，圖乙是某次對(duì)某玻璃裝置的質(zhì)量檢測(cè)。當(dāng)光束以垂直玻璃磚底面的方向射入，當(dāng)光束以與O點(diǎn)連線夾角射入時(shí)，光線恰好在玻璃磚內(nèi)發(fā)生全反射，若玻璃的折射率為，則（）

A．B．C．D．

5．（本題3分）每年夏季，我國(guó)多地會(huì)出現(xiàn)日暈現(xiàn)象。日暈是太陽光通過卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。一束太陽光射到正六邊形冰晶時(shí)的光路圖如圖所示，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)光的頻率大于b光B．a(chǎn)光的波長(zhǎng)大于b光

C．在冰晶中，b光的傳播速度比a光大D．在真空中，a光的傳播速度比b光大

6．（本題3分）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中將光源從綠光改為紅光，為使條紋間距不變，可增大（）

A．光源到雙縫的距離B．雙縫的間距

C．雙縫到光屏的距離D．雙縫的長(zhǎng)度

7．（本題3分）如圖所示透明薄膜的左側(cè)比右側(cè)稍厚，截面ABC可視為三角形。一束單色平行光照射到該薄膜上會(huì)呈現(xiàn)明暗相間的條紋。以下說法正確的是（）

A．同一條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同B．條紋平行于AC

C．分別用紅光和紫光照射，紫光形成的條紋較稀疏D．這是光的色散現(xiàn)象

評(píng)卷人得分

二、多選題（共18分）

8．（本題6分）關(guān)于光的干涉、衍射和偏振，下列說法中正確的是（）

A．高級(jí)照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象

B．全息照相的拍攝主要是利用了光的偏振原理

C．通過手指間的縫觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象

D．與紫外線相比，紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

9．（本題6分）如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在圖中P處迎著光入射的方向觀察，看不到光亮。則（）

A．圖中a是偏振光

B．圖中b是偏振光

C．將B轉(zhuǎn)過180°，將在P處看到光亮

D．將A轉(zhuǎn)過90°，將在P處看到光亮

10．（本題6分）對(duì)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長(zhǎng)相比，甚至比光波波長(zhǎng)還要小的時(shí)候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

B．衍射現(xiàn)象是光特有的現(xiàn)象，只有光才會(huì)發(fā)生衍射

C．光的衍射現(xiàn)象否定了光沿直線傳播的結(jié)論

D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動(dòng)性

評(píng)卷人得分

三、實(shí)驗(yàn)題（共14分）

11．（本題6分）研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，如圖1所示，調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)一條亮條紋的中心A，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為mm。如圖3所示，使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條亮條紋中心B，讀出游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為27.6mm。已知雙縫與光屏間距為0.6m，所用雙縫相距0.2mm，則所測(cè)單色光波長(zhǎng)為m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

12．（本題8分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：

（1）實(shí)驗(yàn)測(cè)量：用螺旋測(cè)微器測(cè)量某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，則該金屬絲的直徑為mm。

（2）實(shí)驗(yàn)操作。如圖所示，某同學(xué)探究?jī)蓚€(gè)互成角度力的合成規(guī)律，A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)，與為細(xì)線。下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是。

A．彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零

B．實(shí)驗(yàn)中兩根細(xì)線要與木板平行

C．與應(yīng)關(guān)于對(duì)稱

D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置

（3）數(shù)據(jù)分析。在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射雙縫，在屏幕上形成雙縫干涉圖樣。若已知雙縫之間的距離為，測(cè)得雙縫到屏幕的距離為，第1條到第6條亮條紋中心的距離為，則該單色光的波長(zhǎng)為m（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)中并未直接測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離，而是測(cè)量第1條到第6條亮條紋中心的距離，請(qǐng)分析說明這樣做的理由。

評(píng)卷人得分

四、解答題（共47分）

13．（本題10分）如圖所示，玻璃磚ABDO的橫截面是半徑為R的半圓，O點(diǎn)為半圓的圓心，S為沿OA所在的直徑外的一點(diǎn)，從S點(diǎn)向半圓上發(fā)射一細(xì)束單色光到半圓上的B點(diǎn)，已知入射角α=60°，∠BOA=45°，玻璃磚的折射率n=，光在真空中傳播的速度為c，求∶

(1)光線在B處的折射角β；

(2)光線在玻璃磚中的傳播時(shí)間t。

14．（本題10分）如圖，一束單色光平行于橫截面為梯形的玻璃磚的底邊CD從AC邊射入，觀察發(fā)現(xiàn)CD邊沒有光線射出，從BD邊射出的光線恰好與BD邊垂直．已知棱鏡的折射率，=37°．請(qǐng)完成下列問題：

（1）畫出光線在玻璃磚中的光路圖；

（2）求底角的數(shù)值．

15．（本題13分）如圖所示為水平面上某玻璃磚的橫截面圖，底邊AB平行上邊CD，且AB=L，∠A=45°，∠B=105°，某單色光以平行AB的方向射入玻璃磚，經(jīng)過底邊AB的中點(diǎn)反射后，最后與BC邊成45°角射出，求：

①判斷單色光在底邊AB能否發(fā)生全反射，請(qǐng)說明理由；

②單色光在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間．

16．（本題14分）投影儀的鏡頭是一個(gè)半球形的玻璃體，光源產(chǎn)生的單色平行光投射到玻璃體的平面上，經(jīng)半球形鏡頭折射后在光屏MN上形成一個(gè)圓形光斑。已知鏡頭半徑R=28cm，光屏MN到球心O的距離為d=107cm，玻璃對(duì)該單色光的折射率，不考慮光的干涉和衍射。求：光屏MN上被照亮的圓形光斑的半徑r。

試卷第1頁，共3頁

試卷第1頁，共3頁

參考答案：

1．A

【詳解】

光路圖如圖所示則有

在E點(diǎn)發(fā)生全反射，由幾何關(guān)系可得

折射率為

在F點(diǎn)發(fā)生折射，由幾何關(guān)系可得

由

解得

由于

解得

所以A正確；BCD錯(cuò)誤；

故選A。

2．A

【詳解】AB．玻璃磚中各種色光的折射率不同，紅光的折射率較小，紫光折射率較大，根據(jù)

可知玻璃磚中各種色光的傳播速度不同，紅光傳播速度較大，故A正確，B錯(cuò)誤；

C．屏上形成的彩色光帶中，紫光折射率較大，故C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)全反射臨界角公式

由于紫光折射率最大，可知紫光發(fā)生全反射的臨界角最小，則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中最先消失的是紫光，故D錯(cuò)誤。

故選A。

3．A

【詳解】A．甲圖中，液晶顯示用到了偏振光，A正確；

B．乙圖中，沙漠中的“蜃景”現(xiàn)象是光全反射現(xiàn)象引起的，B錯(cuò)誤；

C．丙圖中，由圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f跟固有頻率f0相差越小，振幅越大，C錯(cuò)誤；

D．丁圖中，研究單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，勻速拉動(dòng)木板的速度大小不會(huì)影響單擺運(yùn)動(dòng)周期，D錯(cuò)誤。

故選A。

4．B

【詳解】畫出光路圖，如圖所示

根據(jù)折射定律，光在上表面折射時(shí)，滿足

根據(jù)幾何關(guān)系

根據(jù)全反射臨界角公式

解得

故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

5．B

【詳解】AB．根據(jù)題圖可知，a光的偏折角小于b光的偏折角，根據(jù)折射定律可知，冰晶對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，則a光的頻率小于b光，a光的波長(zhǎng)大于b光，故A錯(cuò)誤，B正確；

D．在真空中，a光的傳播速度等于b光，故D錯(cuò)誤；

C．根據(jù)知，在冰晶中，b光的傳播速度比a光小，故C錯(cuò)誤。

故選B。

6．B

【詳解】將光源從綠光改為紅光是光源的波長(zhǎng)變大，根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式

可知為使條紋間距不變，可增大雙縫的間距d，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B。

7．A

【詳解】AB．條紋是由薄膜的上表面和薄膜的下表面的反射光發(fā)生干涉后形成的，相鄰亮條紋之間，薄膜的厚度差等于半個(gè)波長(zhǎng)，同一亮條紋空氣膜的厚度差相等，所以干涉條紋與AC邊垂直，故A正確，B錯(cuò)誤；

C．紫光頻率比紅光的高，其波長(zhǎng)更小，相鄰條紋間距更小，條紋密集，故C錯(cuò)誤；

D．這是光的干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選A。

8．ACD

【詳解】A．照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象，因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭，一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是淡紫色，故A正確；

B．全息照相的拍攝主要是利用了光的干涉原理，故B錯(cuò)誤；

C．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故C正確；

D．波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D正確。

故選ACD。

9．BD

【詳解】AB．電燈S發(fā)出的光是自然光，自然光沿各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻分布的，通過一個(gè)偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振動(dòng)的光，A錯(cuò)誤，B正確；

C．偏振片B只透過振動(dòng)方向與其透振方向一致的偏振光，人眼在P處看不到光亮，說明其透振方向與偏振片A的透振方向垂直。將A轉(zhuǎn)過180°后，其透振方向仍與偏振片B的透振方向垂直，人眼在P處依然看不到光亮，C錯(cuò)誤；

D．將B轉(zhuǎn)過90°后，其透振方向與偏振片A的透振方向相同，人眼在P處能看到光亮，D正確。

故選BD。

10．AD

【詳解】光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動(dòng)性，在障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象比較明顯，在光的波長(zhǎng)比障礙物的尺寸小的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯，可以認(rèn)為光是沿直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象和光沿直線傳播是不矛盾的，它們是光在不同條件下產(chǎn)生的兩種現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，不是光特有的現(xiàn)象。

故選AD。

11．19.56.8×10－7

【詳解】[1]游標(biāo)卡尺讀數(shù)

[2]根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式

解得

12．C若直接測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離，測(cè)量誤差較大，而測(cè)量第1條到第6條亮條紋中心的距離，然后再除以5，得到相鄰條紋間距的平均值，測(cè)量誤差較小

【詳解】（1）[1]由圖可知，該金屬絲的直徑為

（2）[2]AB．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零，拉線方向應(yīng)與木板平面平行，故AB正確；

CD．兩彈簧測(cè)力計(jì)的方向不必對(duì)稱，只需達(dá)到作用效果就行；改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使點(diǎn)靜止在同一位置，故C錯(cuò)誤，D正確。

本題選不必要的，故選C。

（3）[3]根據(jù)題意可知，條紋間距為

由公式可得，該單色光的波長(zhǎng)為

[4]若直接測(cè)量相鄰兩個(gè)亮條紋間的距離，測(cè)量誤差較大，而測(cè)量第1條到第6條亮條紋中心的距離，然后再除以5，得到相鄰條紋間距的平均值，測(cè)量誤差較小。

13．(1)45°；(2)

【詳解】(1)光線在B點(diǎn)發(fā)生折射，由折射定律得

解得

(2)光線由B點(diǎn)射向D點(diǎn)，設(shè)入射角為，由幾何關(guān)系可得

由于，所以光線在D點(diǎn)射出玻璃磚，由幾何關(guān)系得

解得

14．（1）；（2）82°

【詳解】（1）光線在玻璃磚中的光路圖如圖所示：

（2）由折射定律可知

解得θ=45°

由幾何關(guān)系，底角β的數(shù)值