第四章 光及其应用 章末综合检测卷 一、单选题 1．物理知识在科学技术、生产生活中有广泛的应用，下列说法正确的是 A．医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的平行度好 B．超声波仪器使用超声波，是因为超声波容易发生衍射 C．拍摄玻璃橱窗内物品时，在相机镜头前加一偏振片可以减弱反射光，使景象清晰 D．望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的全反射现象 2．如图是甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样，对此实验分析正确的是（　 　） A．甲光衍射本领更强 B．在水中乙光的传播速度大 C．光由玻璃射向空气时，乙光更易发生全反射 D．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加 3．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列 说法正确的是（　　） A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板 B．若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环 4．在单色光双缝干涉实验中，屏 P 上产生了等间距的干涉条纹．若将 面处放一平面镜 M，如图所示，则（　　） S2 缝遮住，并在 S1 、 S2 的垂直平分 A．屏上不会出现任何条纹 B．屏上呈现出明暗相间的不等距条纹 C．仅将平面镜 M 向上移动少许，屏上条纹间距将增大 D．仅将屏向左移动少许，屏上条纹间距将增大 5．如图所示，扇形 AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°。一束平行于角平分线 OM 的单 色光由 OA 射入介质，经 OA 折射的光线恰平行于 OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到 M 点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（　　） A． 3 ，不能发生全反射 3 C． 3 ，不能发生全反射 B． 3 ，能发生全反射 2 3 D． 3 ，能发生全反射 6．如图所示，一束白光以入射角  射向三棱镜 ABC ，在光屏上形成彩色光带 ab ，则（　　） A． a 处光的波长小于 b 处光的波长 B．在棱镜中， a 处光的传播速度小于 b 处光的传播速度 C．增大  ， a 处的光可能在 AB 面上发生全反射 D．减小  ， b 处的光可能在 AC 面上发生全反射 7．圆形平底薄壁玻璃碗中盛有水。玻璃碗的俯视图如图甲所示，其前视图如图乙所示，图中 AC 与 BD 为圆弧，半径为 R，对应的圆心角   60� ， CD 为直线。现用一支激光笔发出一束红色激光垂直水面照射， 入射点可沿着直径 AB 移动。已知水和玻璃的折射率同为 n 2 ，若激光进入水中后，只考虑的首次反射 和折射，则以下说法中正确的是（　　） A．激光在水中的速度为 2c B．激光不可能从圆弧面射出 6R C．若激光从 O 点射入，从 CD 边射出，所需时间为 4c D．激光能从圆弧面射出的圆弧长度为圆弧总长度的 1 4 8．如图所示， a 、 b 两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关 于 a 光和 b 光的说法正确的是（　　） A．在真空中， a 光传播速度较大 B．玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率。 C． a 光和 b 光从玻璃射向空气时， a 光发生全反射的临界角较小 D．在同样的双缝干涉条件下，用 a 光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大 二、多选题 9．如图，一束光从平行玻璃砖上表面入射，经玻璃砖折射后在下表面分为两束单色光 a、b，则下列说法 正确的是（　　） A．a 光频率比 b 光频率小 B．该玻璃对 a 光折射率小于对 b 光的折射率 C．真空中 a 光速度比 b 光速度快 D．增大上表面空气中的入射角，a、b 光会在下表面发生全反射 E.a 光比 b 光波动性强，更容易观察到明显衍射现象 10．如图所示，一束由 a 、 b 两种单色光组成的复色光从水中射入空气中，并分成 a 、 b 两束，下列关于 a b 、 两束单色光的说法正确的是（　　） A． a 光的折射率比 b 光的折射小 B．在真空中 a 光的速度比 b 光大 C．在水中 a 光的传播速度比 b 光的大 D．若水中入射光 SP 与水面夹角  不断减小，则 a 光先发生全反射 c� c 面的线状单色可见光光源， ef 与 abcd 面 11．某长方体透明介质如图所示， ef 为嵌在介质内部紧贴 dd � b� b 面的光线。下 垂直， e 为 dc 中点， ab  2bc 。介质对该单色光的折射率为 2，只考虑由 ef 直接射向 aa� 列说法正确的是（　　） 3 � � A．光从 aa b b 面射出的区域占该面总面积的 3 3 B．光从 aa� b� b 面射出的区域占该面总面积的 6 b� b 面有光射出的区域面积将增大 C．若 ef 发出的单色光频率变小， aa� b� b 面有光射出的区域面积将减小 D．若 ef 发出的单色光频率变小， aa� 12．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点。已知入射 方向与 AB 的夹角 θ=30°，E、F 分别为 AB、BC 的中点，则（　　） A．该棱镜的折射率为 3 C．光从空气进入棱镜，波长变小 B．光在 F 点发生全反射 D．从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 三、解答题 13．某同学用一种透明介质制作的三棱镜来改变一束平行光的光路。如图，三棱镜的横截面为直角三角 形 ABC ， �A  60� ， �C  30�， AB  10cm 。一束平行光以 60°入射角射向 AB 边，A 和 B 两点均有光线 照射；光线在 BC 边发生全反射后从 AC 边射出，射出方向与 BC 边平行（不考虑多次反射）。 （ⅰ）求三棱镜的折射率； （ⅱ） AC 边有光线射出的长度。 14．电脑、手机屏幕会发出短波蓝光，这种蓝光对视网膜的危害程度极大。某同学利用薄膜干涉的原理 设计“增反膜”眼镜来减小短波蓝光对眼睛的伤害，制作时需要测量短波蓝光的波长。他利用双缝干涉进行 波长的测量，实验中使用的双缝间距 d  0.10mm ，双缝到屏的距离 L  1.0m ，测得屏上干涉条纹中亮条 x 纹间距 Δ4.5mm 。求： （1）被测短波蓝光的波长  ； （2）若选用薄膜材料的折射率为 n  1.25 ，要消除该短波蓝光，则制作“增反膜”眼镜时“增反膜”的最小厚 度。 15．如图所示为一半径为 6 m 的半圆柱玻璃砖， AB 为其截面直径，AB 正上方一架实验飞行器沿着图示 方向匀速飞行，飞行器飞行轨迹平行于 AB。飞行器前端固定一激光发射装置，可以在纸面内持续向地面 发射一束极细的激光束，一激光束和水平方向成固定角度 θ=45°。通过观察发现，在半圆柱玻璃砖的弧面 有激光射出的时间持续了 0.1s，已知该激光在该玻璃砖中的折射率为 2 ，光在空气中的传播速度大小为 c，求： ① 该激光在玻璃砖中传播的速度大小； ② 飞行器向左匀速运动的速度 v0 的大小。 16．如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖 ABC 置于真空中， �A  60� ，一小束单色光与 AB 边夹角 n 3   30� AB AB 从 边中点 D 入射。已知 边长为 l，玻璃砖对该单色光折射率 ，光在真空中的速度大 小为 c．求： （1）该单色光第一次到达 BC 边是否发生折射，请说明理出； （2）该单色光从 D 点入射到第一次从 AC 边出射，光在玻璃砖中经过的时间 t。 参考答案 1．C 【解析】A．医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的方向性好，而且具有很高的能量，故 A 错误； B．超声波仪器使用超声波，是因为超声波的多普勒现象，故 B 错误； C．照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，从而使玻璃后的影像清晰，故 C 正确； D．望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的薄膜干涉现象，增加透射光的强度，故 D 错误。 故选 C。 2．B 【解析】A．根据双缝干涉条纹的间距公式 x  L �  d 结合干涉图样，可知甲的波长较小，乙的波长较大，故乙光衍射本领更强，故 A 错误； B．乙光波长较大，则频率较小，水中的折射率较小，根据 v c n 可知乙光在水中的传播速度大，故 B 正确； C．由于甲光折射率大，乙光折射率小，根据全反射的临界角 sin C  1 n 可知，甲的临界角小，乙的临界角大，当光由玻璃射向空气时，甲光更易发生全反射，故 C 错误； D．减小实验中的双缝间距 d，根据 x  L �  d 可知，条纹间距 x 变大，则目镜中的条纹数会减少，故 D 错误。 故选 B。 3．C 【解析】A．上板是标准样板，下板是待检测板，故 A 错误； B．如果单色光波长变长，干涉条纹出现亮纹的位置要右移，条纹变疏，故 B 错误； C．两列相干光来自上板下表面和下板上表面，同一条亮纹出现在空气等厚处，出现图丙中弯曲的干涉条 纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整，故 C 正确； D．牛顿环中的空气厚度不是均匀变化，同心圆环间距不相等。故 D 错误。 故选 C。 4．C 【解析】AB．当在 S1 、 S2 的垂直平分面处放一平面镜 M 时，由平面镜的反射特点可知，经平面镜反射出 的光，相当于原来的 S2 射出的光，如图所示，因此仍能在屏 P 上产生等间距的干涉条纹，AB 错误； l C．仅将平面镜 M 向上移动少许，相当于 S 、 S 之间的间距 d 减小，由 x   可知，双缝间距 d 减小， 1 2 d 屏上条纹间距∆x 将增大，C 正确； D．仅将屏向左移动少许，由 x  l  可知，双缝与屏之间距离 l 减小，屏上条纹间距∆x 将减小，D 错误。 d 故选 C。 5．A 【解析】画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示 由图可知，介质的折射率 n sin 60o  3 sin 30o 因为 sin30� 1 3 1    sin C 2 3 n 所以折射光线中恰好射到 M 点的光线不能发生全反射，故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 6．D 【解析】A．由光路图可知，b 光的偏折程度大于 a 光的偏折程度，所以 b 光的折射率大，b 侧光的频率 大，波长短，故 A 错误； B．由折射率 n c v 可知因为 b 光的折射率大，所以在棱镜中， a 处光的传播速度大于 b 处光的传播