光 单元综合练习 一、单项选择题（本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分．在每小题给出 的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．） 1．我们经常看到路边施工处挂有红色的灯，除了红色光容易引起人们的视觉反应外， 这样做的另一个重要的原因是（　　） A．红光比其他可见光更容易发生衍射 B．红光比其他可见光更容易发生干涉 C．红光比其他可见光频率更大 D．红光比其他可见光更容易发生反射 B 两种颜色的激光以不同的角度同时 2．如图所示，某学校探究性学习小组的同学用 A、 沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其折射光线由圆心 O 点射出后重合。 A、 B 两种光穿过玻璃砖所需时间分别为 法正确的是( t A、t B ，全反射临界角分别为 C A、CB ，则下列说 ) A． t A  tB , CA  CB B． t A  t B , C A  CB C． t A  t B , C A  CB D． t A  t B , C A  CB 3．在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光现象，下列现象中，属于光的 衍射现象的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色 C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹 D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹 4．平行玻璃砖的厚度为 d，折射率为 n，一束光线以入射角 α 射到玻璃砖上，出射光 线相对于入射光线的侧移距离为 Δx，如图所示，则 Δx 决定于下列哪个表达式(　　) cos  A．Δx＝d(1－ n  sin 2  ) 2 sin  B．Δx＝d(1－ n  cos2  ) 2 cos  C．Δx＝dsin α(1－ n  sin 2  ) 2 sin  D．Δx＝dcos α(1－ n  cos 2  ) 2 5．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为 a、b 两束单色光。则（ ） A．玻璃对 b 光的折射率较大 B．在真空中 a 光的速度大于 b 光的速度 C．a 光的频率大于 b 光的频率 D．如果 b 光是绿光，那么 a 光可能是红光 6．下列说法正确的是（　　） A．在杨氏双缝干涉实验中，若增大光的波长，干涉条纹间距减小 B．光的偏振现象说明光是纵波 C．机械波能发生衍射现象 D．单摆的摆长越长，周期越小 7．宝石晶莹剔透，在光线的照射下璀璨夺目。如图所示的多边形为一打磨好的宝石的 横截面，其中∠ABC=60°和∠BCD=90°。现有一细光束从 AB 边上的 F 点垂直 AB 边射 入，已知该宝石内部介质分布均匀，折射率 n= 3 ，FB=d，BC=L，光在空气中的传播 速度可认为等于在真空中的速度 c，下列说法正确的是（　　） A．光线会从 BC 边射出 B．光线从 CD 边射出时与 CD 边的夹角为 60° C．光线从射入到第一次射出时所走的路程为 3d  D．光线从射入到第一次射出时所需的时间是 2 3 L  4d 3 2L  d c 8．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜 把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的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，ABCDE 为五棱镜的一个截面， AB  BC ，光线垂 直 AB 射入，分别在 CD 和 EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直 BC 射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是（已知 sin 22.5� 0.38 ， sin 45� 0.71 ）。（　　） A．3.0 B．2.5 9．下列说法正确的是（　　） A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关 C．2.0 D．1.5 B．当火车鸣笛匀速靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点始终在最大位移处 10．玻璃三棱镜的横截面为直角三角形 ABC ， �A  30�，O 点和 D 点分别为 AB 和 AC 边的中点，如图所示，现有两束相互垂直的同种单色光从 O 点入射，两束光线正 好分别从 C 点和 D 点射出，则下列说法正确的是（　　） A．两束折射光线的折射角之和等于 90� B．从 C 点射出的光线在 O 点的人射角大于从 D 点射出的光线在 O 点的入射角 C．玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于 2 D．该种单色光在玻璃三棱镜中发生全反射的临界角等于 60� 11．如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形 ABCDE 为五棱镜的一个截面， AB⊥BC。光线垂直 AB 边射入，分别在 CD 和 EA 上发生反射，且两次反射时的入射角 相等，最后光线垂直 BC 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 （　　） A． n  1 sin 22.5� B． n  1 sin 30� C． n  1 cos 22.5� D． n  1 cos 45� 12．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个 实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是（　　） A．增大光源到单缝的距离 B．增大双缝之间的距离 C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分．在每小题给出 的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得 4 分，选对但不全 的得 2 分，有选错的得 0 分．） 13．对于激光的认识，以下说法中正确的是（　　） A．普通光源发出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一种光 C．激光的频率、偏振方向几乎相同 D．激光是横波 14．如图所示，一束黄光和一束蓝光以同一光路从圆心 O 点斜射入横截面为半圆形的 玻璃柱体，其透射光线分别为 a 和 b。已知入射角 α＝45°，a 光束与玻璃砖间的夹角 β ＝60°，真空中光速 c＝3×108m/s。下列说法正确的是（　　） A．a 光束穿过玻璃柱体所需时间较短 B．a 光束是黄光，b 光束是蓝光 C．玻璃对 a 光的折射率为 3 3 2 �108 D．a 光在该玻璃中传播的速度为 2 m/s E．在相同介质中 a 光比 b 光的临界角小 15．关于光的偏振现象，下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰 C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通 过 D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，一定有反射光且反射光是偏振光 16．某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误。但他 处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面 aa′与 bb′不平行，如图所示。则下列说法正 确的是（　　） A．P1P2 与 P3P4 两条直线平行 B．他测出的折射率偏大 C．P1P2 与 P3P4 两条直线不平行 D．他测出的折射率不受影响 三、实验题（每空 2 分，共 10 分） 17．如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，做“测定玻璃砖折射率”实验时，需要利 用______（填“光学面”或“磨砂面”）。在“用插针法测定玻璃砖折射率”实验中，某同学 绘出的玻璃砖和四个针孔 a、b、c、d 的位置如图乙所示，测量得到了如图所示的  、  角，则该玻璃砖的折射率可以表示为 n ______。 18．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将下表中的光学元件放在如图甲所示的光 具座上，由左至右，各光学元件的排列顺序应为 C、E、___________、___________、A（填写元件代号）。实验中得到的干涉图样如 图乙所示，如果亮条纹 1、6 中心之间的距离为 间的距离为 d3 ，则光的波长 d1 ，双缝之间的距离为 d2 ，双缝到屏之   ___________。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 四、解答题 19．（12 分）半径为 R 的半圆柱体玻璃砖，截面如图所示，O 为圆心，已知玻璃的折 射率为 2 。一束光以与 MN 边成 45°角的方向射向半圆柱体玻璃砖，求能从 MN 射出 的光束的宽度。 20．（12 分）如图，小军在河水清澈的河面上以 1m/s 的速度沿一个方向游泳，t＝0 时 刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t＝3s 时他恰好看不到小石块了，河水的折射 率＝ 4 。求： 3 （1）小孩在河面上能看到石头的区域面积为多少？ （2）t＝0 时小孩看到的石块深度为多少？ 21．（14 分）如图所示，在直角三棱镜截面中， BC 长为 L， �A  30�，一束单色光从 AB 边上的中点 D 点射入并传播到 C 点，不考虑光在三棱镜内的反射，已知 AB  2 L ， 该单色光在真空中传播速度为 c，求： （1）直角三棱镜的折射率； （2）单色光从 AB 边射入到传播到 C 点的时间。 参考答案： 1．A 【解析】 【详解】 红光的波长较长，频率较小，比其他可见光更容易发生衍射，更易被观察到。 故选 A。 2．C 【解析】 【详解】 由图知 A 光的折射率 n 更大，光在介质中的速度为 v c n 可知 A 光在玻璃砖中的速度比 B 光的小，根据 t s v A、B 光的光程一样，所以 A 光穿过玻璃砖所需时间较长，即 t A  tB 由全发射临界角公式 sin C  1 n 可知 A 光的全反射临界角比 B 光的小，即 C A  CB 故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 3．D 【解析】 【详解】 A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成 的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故 A 错误； B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色属于薄膜干涉现象，故 B 错误； C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹属于薄膜干涉现象，故 C 错误； D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹，属于单缝衍射，故 D 正确； 故选 D。 4．C 【解析】 【详解】 由于 Δx 随厚度 d、入射角 α、折射率 n 的减小而减小，因此若将 d、α、n 推向极端，即 当 α＝0 时 Δx＝0 d＝0 时 Δx＝0 n＝1 时 Δx＝0 考查四个选项中能满足此三种情况的只有 C 项，ABD 错误，C 正确。 故选 C。 5．C 【解析】 【详解】 A．由题图可知 a 光射入玻璃砖后的折射角小于