山东省泰安市泰山国际学校2025-2026学年高二上学期物理周测1（第四章 光）

高中物理周测卷1 （选修一 第四章 光） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D C C D A C ABD BC 题号 11 12 答案 AC BC 一、单选题 1．物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（　D　） A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D．图4全息照相运用了光的衍射原理 【知识点】偏振的应用 【详解】A．医用内窥镜中的光导纤维运用了光的全反射原理，故A错误； B．液晶屏显像过程中应用了偏振片，利用了光的偏振，故B错误； C．照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理，故C错误； D．全息照相运用了光的干涉原理，故D正确。故选D。 2．下列说法正确的是（　C　） A．“彩超”利用超声波的衍射原理 B．“B超”利用电磁波的反射原理 C．“全息照片”利用激光的干涉原理 D．“雷达”利用超声波的多普勒效应 【知识点】多普勒效应、超声波和次声波、激光 【详解】A．“彩超”利用超声波的反射原理，并不是衍射原理，故A错误。 B．“B超”是利用了超声波的反射原理来工作的，故B错误。 C．“全息照片”利用激光的干涉原理，故C正确。 D．“雷达”利用电磁波的多普勒效应，故D错误。故选C。 3．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，哪一个可能是由小圆板实验得到的泊松亮斑图案（　D　） A． B． C． D． 【知识点】单缝衍射和小孔衍射图样、单色光与白光的双缝干涉图样 【详解】“泊松亮斑”是光通过小圆板衍射形成的，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这就是泊松亮斑。故选D。 4．用某种单色光进行双缝干涉实验，实验中需测定的条纹间距Δx是（　C　） A．B． C． D． 【知识点】用双缝干涉实验测量光的波长 【详解】实验中需测定的条纹间距Δx是相邻两亮条纹或者相邻两暗条纹中心间的距离。 5．下列有关光学现象的说法正确的是（　C　） A．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小 B．光导纤维利用了光的衍射原理 C．光的偏振现象表明光是横波 D．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的全反射现象 【知识点】光导纤维、Δx=Lλ /d公式简单计算、薄膜干涉现象和原理、偏振现象及其解释 【详解】A．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，光的频率变小，波长变大，根据相邻条纹间距公式可知，相邻明条纹间距变大，故A错误； B．光导纤维是利用了光的全反射原理，并不是衍射原理，故B 错误； C．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象表明光是横波，故C正确； D．雨后路面上出现的油膜形成的彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故D错误；故选C。 6．下列说法不正确的是（　D　） A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理 B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样 C．图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大 D．图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的 【知识点】薄膜干涉现象和原理、泊松亮斑 【详解】A．图1中利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条纹可知，P处的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，即P处凹陷，而Q处的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同，即Q处凸起，故A正确； B．图2为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，即泊松亮斑，故B正确； C．沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光发生全反射形成沙漠蜃景，故C正确； D．肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它们的原理相同，故D错误。本题要求选不正确的，故选D。 7．为增加视觉效果，某珠宝商在一颗半径为的透明球形宝石下方放一发光二极管，如图所示．二极管向球内各个方向发射单色光，恰好有半个球面有光线射出，则该宝石对该单色光的折射率为（  A  ）   A． B． C． D．2 【知识点】发生全反射的条件、临界角 【详解】由题意可知球形宝石有一半球面发生全反射，光路如图所示，根据临界角公式 由题意可知 由以上两式可得 故选A。 8．如图所示， 楔形玻璃的横截面AOB的顶角为45°， OA边上的点光源S到顶点O的距离为L，光在玻璃中的折射率为 光线射向OB边，不考虑多次反射， OB边上有光射出部分的长度为（　C　） A． B． C． D． 【知识点】折射和全反射的综合问题 【详解】根据全反射临界角公式有 临界角为60°，所以光线可以从O点射出，根据几何关系及正弦定理可知 解得 故选C。 二、多选题 9．下列说法中正确的是___ABD__（填正确答案的标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）． A．光纤通信利用了光的全反射原理 B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 E．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 【知识点】超声波和次声波 【详解】A.光纤通信是利用光在光导纤维中发生全反射的原理来传输信号的，A正确； B.水面上的油膜呈现彩色，是因为白光在油膜上下两个表面的反射光发生干涉而出现的，由于不同色光条纹间距不同，导致各种色光的条纹不能重合，发生的色散，B正确； C.不仅电磁波能传递信息，声波也能传递信息，C错误； D.手机用电磁波传递信息，人说话是通过声波传播的，D正确； E.可见光是电磁波的一种，电磁波的速度等于光速，医院“B超”中的超声波是声波，声速小于光速，E错误．故本题选ABD 10．下列关于光的说法正确的是（　BC　） A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹与彩虹的形成原理完全相同 B．图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性 C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的色散原理 【知识点】偏振的应用、薄膜干涉现象和原理、单缝衍射和小孔衍射图样、激光 【详解】A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹属于光的干涉现象，彩虹的形成属于光的折射现象，两者原理不相同，故A错误； B．图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性，故B正确； C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样，故C正确； D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振原理，故D错误。故选BC。 11．利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示。某实验小组调整实验装置，在光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列正确的是（　AC　） A．只增大光屏与双缝间距L，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 B．只增大双缝间的距离d，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 C．只将入射光由红光变为紫光，相邻两条亮条纹中心间距将减小 D．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹中心间距为 【知识点】Δx=Lλ /d公式简单计算 【详解】A．根据 可知，只增大光屏与双缝间距L，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大，选项A正确； B．根据 可知，只增大双缝间的距离d，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离减小，选项B错误； C．根据 可知，只将入射光由红光变为紫光，波长减小，则相邻两条亮条纹中心间距将减小，选项C正确； D．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹中心间距为 选项D错误。 12．下列说法正确的是（　BC　） A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凹处、为凸处 D．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的干涉图样 【知识点】薄膜干涉现象和原理、单缝衍射和小孔衍射图样、多普勒效应、光导纤维 【详解】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A错误； B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B正确； C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C正确； D．图丁的衍射图像中，在阴影部分的中间是一个亮圆斑，这是圆盘衍射的图样，故D错误。 故选BC。 三、实验题 13．双缝干涉实验 （1）实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生 （2）实验现象：在屏上得到 的条纹。 （3）出现明暗条纹的判断 ①亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 （填“奇”或“偶”）数倍时，出现亮条纹。 ②暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 （填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。 【答案】 干涉现象 明暗相间 偶 奇 【详解】（1）[1]两列光波互相叠加会发生干涉现象。 （2）（3）[2][3]两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时，两列光波相互加强，出现明条纹；两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱，出现暗条纹。在屏上得到明暗相间的条纹。 14．用双缝干涉测量光的波长。实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，再记下此时手轮上的读数。 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=2.190mm、对准第4条时读数：x2= mm； (2)某次实验时测得第2条亮条纹中心到第5条亮条纹中心距离为5.880mm，则可算出这种光的波长λ= nm（保留三位有效数字）； (3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹间距变宽的是________。 A．改用波长较短的光（如紫光）作入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减小双缝间距 【答案】(1)7.868/7.869/7.870 (2)700 (3)BC 【知识点】Δx=Lλ /d公式简单计算、用双缝干涉实验测量光的波长 【详解】（1）根据螺旋测微器的读数原则，条纹读数为 （2）双缝干涉条纹的间距公式为，其中代入数据后可得 （3）为了使条纹间距变宽，可以增大双缝到屏的距离，减小双缝间距，或换用波长更长的光。故选BC。 四、解答题 15．如图为双缝干涉测波长的实验装置，双缝间距为d，到光屏的距离为l，O处为中央亮纹（也叫零级亮纹），A处为二级亮纹的中心位置，入射光的波长为，求： (1)A点到和的路程差； (2)OA间的距离x。 【答案】(1) (2) 【知识点】Δx=Lλ /d公式简单计算 【详解】（1）双缝干涉实验中，当屏上某点到双缝的路程差为波长的整数倍时，出现亮条纹，对于第n级亮条纹，则其到双缝的路程差即为 故A点到和的路程差 （2）从中央亮条纹到第n级亮条纹中心的距离 OA间的距离 又因为 联立解得 16．在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R，在液面上方可以观察到有光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）液体对该光的折射率n； （2）射出的光线在液体中传播的最短时间。 【答案】（1）；（2） 【知识点】折射率的波长表达式和速度表达式、发生全反射的条件、临界角 【详解】（1）由题意可得，该单色光在液面发生全反射时的临界角为 液体对该光的折射率为 （2）该单色光在液体中的传播速度为 当光的路程最短时，射出的光线在液体中传播的最短时间 17．如图所示，一个边长为的正方形玻璃砖ABCD，从左边AB上挖去一个半径为的半圆形玻璃砖，圆心在AB边中点O，M、N、P分别为BC、CD、DA边的中点，其中AD、DC边均镀银，在距BC一定距离的EF直线上有一点光源S，从点光源S发射一束细光束SM射向BC边，与BC边夹角为，经BC边折射后光线直接射向N点，最后从左侧半圆形AKB面射出后，光线恰好射向S点。（已知） (1)光在透明玻璃砖中传播的速度； (2)画出光路图； (3)光从光源S发出到回到光源S点所经历的时间。（考虑反射时不考虑折射，考虑折射时不考虑反射） 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【知识点】折射和全反射的综合问题 【详解】(1)由题意、几何关系可知：入射角 折射角 根据折射率公式 光在介质中传播速度 (2)光路图如图所示 (3)在中，由正弦定理的 即 又有 所以 18．负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面时，光波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取负值。如图为一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为。一束单色光在截面所在平面内，从中点D射入棱镜，入射角为60°，正好从界面的中点E射出，不考虑光线在棱镜中的反射，真空中光速为。求： （1）该棱镜的折射率； （2）光在棱镜中的传播时间； （3）出射光和入射光的夹角。 【答案】（1）；（2）；（3） 【知识点】折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律 【详解】（1）根据题意，在负折射率材料制成的棱镜中画出光路图，如上右图所示 由几何关系可得，入射光在D点的折射角为，由折射定律可得，该材料的折射率为 （2）由几何关系可得，光在棱镜中的传播距离为 光在棱镜中的传播速度大小为 则光在棱镜中的传播时间为 （3）由光路图可知出射光和入射光的夹角为 第 2 页 共 14 页 第 1 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $高中物理周测卷1（选修一第四章光) 学校： 姓名： 班级： 考号： 一、单选题 1.物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是() 物镜接光源 0 传光束 光导纤维 传像束 ,目镜 控制钮 图1 电极 偏振片 参考光 偏振片 电极 液晶 物 反光板 图2 图3 图4 A.图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B.图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C.图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D.图4全息照相运用了光的衍射原理 2.下列说法正确的是() A.“彩超'利用超声波的衍射原理 B.“B超利用电磁波的反射原理 C.“全息照片”利用激光的干涉原理 D.“雷达”利用超声波的多普勒效应 3.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样， 哪一个可能是由小圆板实验得到的泊松亮斑图案() 第1页共6页 4.用某种单色光进行双缝干涉实验，实验中需测定的条纹间距△x是() 亮条纹 B 暗条纹 Ar 5.下列有关光学现象的说法正确的是() A.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小 B.光导纤维利用了光的衍射原理 C.光的偏振现象表明光是横波 D.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的全反射现象 6.下列说法不正确的是() D 图1工件检测 图2泊松亮斑 图3沙漠蜃景 图4彩色肥皂泡 A.图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理 B.图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样 C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下 层空气的折射率大 D.图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的 7.为增加视觉效果，某珠宝商在一颗半径为的透明球形宝石下方放一发光二极管B,如 图所示.二极管向球内各个方向发射单色光，恰好有半个球面有光线射出，则该宝石对该单 色光的折射率为() A.√ C.5 D.2 B 第2页共6页 8.如图所示，楔形玻璃的横截面AOB的顶角为45°，OA边上的点光源S到顶点O的距 离为，光在玻璃中的折射率为25，光线射向OB边，不考虑多次反射，OB边上有光射 出部分的长度为() B 0 45° A S A. 6 B.√6L c.6+2L D.6-2 2 二、多选题 9.下列说法中正确的是 (填正确答案的标号.选对1个得2分，选对2 个得4分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分)· A.光纤通信利用了光的全反射原理 B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 C.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 E.太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传播速度相同 10.下列关于光的说法正确的是() 甲 乙 丙 A.图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹与彩虹的形成原理完全相同 B.图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性 C.图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D.图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的色散原理 11.利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示。某实验小组调整实验装置，在光屏上 能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列正确的是() 第3页共6页 光源滤光片单缝 双缝 遮光筒 光屏 A.只增大光屏与双缝间距L,光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 B.只增大双缝间的距离d,光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 C.只将入射光由红光变为紫光，相邻两条亮条纹中心间距将减小 D.测出n条亮条纹间的距离α，则相邻两条亮条纹中心间距为△x= n+1 12.下列说法正确的是() 内芯 光源 外套 Q 甲 丙 A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C.图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、P为凸处 D.图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的干涉图样 三、实验题 13.双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近， 两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡 板后面的空间互相叠加发生 (2)实验现象：在屏上得到」 的条纹。 (3)出现明暗条纹的判断 ①亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 (填“奇或“偶”) 数倍时，出现亮条纹。 ②暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 (填“奇”或“偶”) 数倍时，出现暗条纹。 第4页共6页 14.用双缝千涉测量光的波长。实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L=100m, 双缝与屏的距离L2=700m,双缝间距d0.25m。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线 对准亮条纹的中心（如图乙所示)，记下此时的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对 准另一条亮条纹的中心，再记下此时手轮上的读数。 滤光片单缝双缝 遮光筒 45 25 光源☒ 90 —L 15 85 丙 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，读数如图丙所示，则对准 第1条时读数x=2.190mm、对准第4条时读数：x2= mm; (2)某次实验时测得第2条亮条纹中心到第5条亮条纹中心距离为5.880m,则可算出这种 光的波长= m(保留三位有效数字)； (3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹间距变宽的是 A.改用波长较短的光（如紫光）作入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.减小双缝间距 四、解答题 15.如图为双缝干涉测波长的实验装置，双缝间距为d,到光屏的距离为1，O处为中央亮 纹（也叫零级亮纹），A处为二级亮纹的中心位置，入射光的波长为，求： (1)A点到S和S2的路程差△； (2)OA间的距离x。 第5页共6页 16.在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R,在液面上方可以观察到有 光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： (1)液体对该光的折射率： (2)射出的光线在液体中传播的最短时间t。 17。如图所示，一个边长为L的正方形玻璃砖ABCD,从左边4B上挖去一个半径为行的半 圆形玻璃砖，圆心在AB边中点O,MNP分别为BC、CD、DA边的中点，其中AD、 DC边均镀银，在距BC一定距离的EF直线上有一点光源S,从点光源S发射一束细光束 SM射向BC边，与BC边夹角为30°，经BC边折射后光线直接射向N点，最后从左侧半圆 形AB面射出后，光线恰好射向S点。（已知sim15°=6-V2) 4 (1)光在透明玻璃砖中传播的速度； (2)画出光路图： (3)光从光源S发出到回到光源S点所经历的时间。（考虑反射时不考虑折射，考虑折射时 不考虑反射)》 D K --F 18.负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面时，光 波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取负值。如图为 一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为4m。一束单色光在截面 所在平面内，从中点D射入棱镜，入射角为60°，正好从界面的中点E射出，不考虑光线在 棱镜中的反射，真空中光速为c=3×10m/s。求： (1)该棱镜的折射率： (2)光在棱镜中的传播时间： (3)出射光和入射光的夹角。 第6页共6页高中物理周测卷1（选修一第四章光) 学校： 姓名： 班级： 考号： 题号 2 4 6 6 7 8 10 答案 D D C D C ABD BC 题号 11 12 答案 AC BC 一、单选题 1.物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是(D) 物镜接光源 b 传光束 光导纤维 传像束 ,目镜 控制钮 图1 电极 偏振片 参考光 反 偏振片 液品 反光板 图2 图3 图4 A.图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B.图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C.图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D.图4全息照相运用了光的衍射原理 【知识点】偏振的应用 【详解】A.医用内窥镜中的光导纤维运用了光的全反射原理，故A错误； B.液晶屏显像过程中应用了偏振片，利用了光的偏振，故B错误： C.照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理，故C错误； D.全息照相运用了光的千涉原理，故D正确。故选D。 2.下列说法正确的是(C) A.“彩超”利用超声波的衍射原理 B.“B超利用电磁波的反射原理 C.“全息照片”利用激光的干涉原理 D.“雷达利用超声波的多普勒效应 第1页共10页 【知识点】多普勒效应、超声波和次声波、激光 【详解】A.“彩超”利用超声波的反射原理，并不是衍射原理，故A错误。 B.“B超是利用了超声波的反射原理来工作的，故B错误。 C.“全息照片”利用激光的干涉原理，故C正确。 D.“雷达”利用电磁波的多普勒效应，故D错误。故选C。 3.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样， 哪一个可能是由小圆板实验得到的泊松亮斑图案(D) B 【知识点】单缝衍射和小孔衍射图样、单色光与白光的双缝干涉图样 【详解】泊松亮斑”是光通过小圆板衍射形成的，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑， 这就是泊松亮斑。故选D。 4.用某种单色光进行双缝干涉实验，实验中需测定的条纹间距△x是(C) 亮条纹 A B D 暗条纹 △x △x △x 【知识点】用双缝干涉实验测量光的波长 【详解】实验中需测定的条纹间距△x是相邻两亮条纹或者相邻两暗条纹中心间的距离。 5.下列有关光学现象的说法正确的是(C) A.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小 B.光导纤维利用了光的衍射原理 C.光的偏振现象表明光是横波 D,雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的全反射现象 第2页共10页 【知识点】光导纤维、△x=Lλ/公式简单计算、薄膜干涉现象和原理、偏振现象及其解释 【详解】A.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，光的频率变小，波长变大，根据相邻条 纹间距公式4x=入可知，相邻明条纹间距变大，故A错误： B.光导纤维是利用了光的全反射原理，并不是衍射原理，故B错误： C.偏振是横波特有的现象，光的偏振现象表明光是横波，故C正确： D.雨后路面上出现的油膜形成的彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故D错误；故选C。 6.下列说法不正确的是(D) D P O 图1工件检测图2泊松亮斑 图3沙漠蜃景 图4彩色肥皂泡 A.图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理 B.图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样 C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下 层空气的折射率大 D.图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的 【知识点】薄膜干涉现象和原理、泊松亮斑 【详解】A.图1中利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条 纹可知，P处的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，即P处凹陷，而Q处的空气膜厚 度与其左边的空气膜厚度相同，即Q处凸起，故A正确： B.图2为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，即泊松亮斑，故B正确： C.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光发生全反射形 成沙漠蜃景，故C正确： D.肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉， 它们的原理相同，故D错误。本题要求选不正确的，故选D。 7.为增加视觉效果，某珠宝商在一颗半径为R的透明球形宝石下方放一 发光二极管B,如图所示.二极管向球内各个方向发射单色光，恰好有 半个球面有光线射出，则该宝石对该单色光的折射率为(A) A反B.c.5D.2 B 第3页共10页 【知识点】发生全反射的条件、临界角 【详解】由题意可知球形宝石有一半球面发生全反射，光路如图所示， 根据临界角公式 n=1 sinC 由题意可知 C=45° 由以上两式可得 n=√2 B 故选A。 8.如图所示，楔形玻璃的横截面AOB的顶角为45°，OA边上的点光源S到顶点O的距 离为L,光在玻璃中的折射率为 2W 3 ,光线射向OB边，不考虑多次反射，OB边上有光射 出部分的长度为(C ) B B.6L C.6+5L 2 D.6-5L 45° 2 【知识点】折射和全反射的综合问题 【详解】根据全反射临界角公式有 sinc=1= n 2 临界角为60°，所以光线可以从O点射出，根据几何关系及正弦定理可知 sin30°_sin480°-30°-45) L 解得x=V6+v5L故选C。 2 二、多选题 9.下列说法中正确的是ABD(填正确答案的标号.选对1个得2分，选对2个得4 分，选对3个得5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分). A.光纤通信利用了光的全反射原理 B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 C.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 E.太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传播速度相同 【知识点】超声波和次声波 【详解】A.光纤通信是利用光在光导纤维中发生全反射的原理来传输信号的，A正确： 第4页共10页 B.水面上的油膜呈现彩色，是因为白光在油膜上下两个表面的反射光发生干涉而出现的，由 于不同色光条纹间距不同，导致各种色光的条纹不能重合，发生的色散，B正确： C.不仅电磁波能传递信息，声波也能传递信息，C错误： D.手机用电磁波传递信息，人说话是通过声波传播的，D正确： E.可见光是电磁波的一种，电磁波的速度等于光速，医院“B超中的超声波是声波，声速小 于光速，E错误.故本题选ABD 10.下列关于光的说法正确的是(BC ) 用 乙 分 T A.图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹与彩虹的形成原理完全相同 B.图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性 C.图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D.图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的色散原理 【知识点】偏振的应用、薄膜干涉现象和原理、单缝衍射和小孔衍射图样、激光 【详解】A.图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹属于光的干涉现象，彩虹的形成属于 光的折射现象，两者原理不相同，故A错误： B.图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性，故B正确： C.图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样，故C正确： D.图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振原理，故D错误。故选BC。 11.利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示。某实验小组调整实验装置，在光屏上 能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列正确的是(AC) 光源滤光片单缝 双缝 遮光筒 光屏 A.只增大光屏与双缝间距L,光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 B.只增大双缝间的距离d,光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 C.只将入射光由红光变为紫光，相邻两条亮条纹中心间距将减小 第5页共10页 D.测出n条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹中心间距为△x= n+1 【知识点】△x=L)/d公式简单计算 【详解】A.根据△x= 入可知，只增大光屏与双缝间距L,光屏上相邻两条亮条纹中心 d 间的距离增大，选项A正确； B.根据△x= 入可知，只增大双缝间的距离d,光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离减 d 小，选项B错误： C.根据△r= 上入可知，只将入射光由红光变为紫光，波长减小，则相邻两条亮条纹中心 间距将减小，选项C正确： D.测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹中心间距为△x=a -1 选项D错误。 12.下列说法正确的是(BC) 内芯 光源 外套 0 丙 A.图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C.图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处 D.图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的干涉图样 【知识点】薄膜干涉现象和原理、单缝衍射和小孔衍射图样、多普勒效应、光导纤维 【详解】A,图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减 小，故A错误： B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B正确： C.图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处 检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处， 故C正确： D.图丁的衍射图像中，在阴影部分的中间是一个亮圆斑，这是圆盘衍射的图样，故D错误。 故选BC。 第6页共10页 三、实验题 13.双缝干涉实验 (1)实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近， 两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡 板后面的空间互相叠加发生 (2)实验现象：在屏上得到 的条纹。 (3)出现明暗条纹的判断 ①亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 (填“奇”或偶) 数倍时，出现亮条纹。 ②暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 (填“奇”或偶”) 数倍时，出现暗条纹。 【答案】 干涉现象 明暗相间 偶 奇 【详解】(1)[1]两列光波互相叠加会发生干涉现象。 (2)(3)[2][3]两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时，两列光波相互加强， 出现明条纹；两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱， 出现暗条纹。在屏上得到明暗相间的条纹。 14.用双缝千涉测量光的波长。实验装置如图甲所示，己知单缝与双缝间的距离L=100m, 双缝与屏的距离L=700m,双缝间距d0.25m。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线 对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对 准另一条亮条纹的中心，再记下此时手轮上的读数。 滤光片单缝双缝 遮光筒 25 45 光源图 丙 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，读数如图丙所示，则对准 第1条时读数x=2.190mm、对准第4条时读数：x2= mm; (2)某次实验时测得第2条亮条纹中心到第5条亮条纹中心距离为5.880m,则可算出这种 光的波长= m(保留三位有效数字)： (3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹间距变宽的是 第7页共10页 A.改用波长较短的光（如紫光）作入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.减小双缝间距 【答案】(1)7.868/7.869/7.870(2)700(3)BC 【知识点】△x=L)/公式简单计算、用双缝干涉实验测量光的波长 【详解】（1)根据螺旋测微器的读数原则，条纹读数为7.5m+0.01mm×36.9=7.869m (2》双缝干涉条纹的间距公式为△x=号元，其中△x=5,立代入数据后可得2=700m d 3 (3)为了使条纹间距变宽，可以增大双缝到屏的距离，减小双缝间距，或换用波长更长的 光。故选BC。 四、解答题 15.如图为双缝干涉测波长的实验装置，双缝间距为d,到光屏的距离为1，O处为中央亮 纹（也叫零级亮纹），A处为二级亮纹的中心位置，入射光的波长为九，求： (1)A点到S,和S,的路程差△y: (2)OA间的距离x。 【答案】①)△=21(2x=兰 【知识点】△x=L,/d公式简单计算 【详解】(1)双缝干涉实验中，当屏上某点到双缝的路程差为波长的整数倍时，出现亮条纹， 对于第n级亮条纹，则其到双缝的路程差即为△r=z 故A点到S1和S,的路程差△r=2入 (2)从中央亮条纹到第n级亮条纹中心的距离x=x OA间的距离x=2△x 又因为aAx-分A 联立解得x=2入 d 16.在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R,在液面上方可以观察到有 光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： (1)液体对该光的折射率： (2)射出的光线在液体中传播的最短时间t。 【答案】(1)2：(2)V2R 【知识点】折射率的波长表达式和速度表达式、发生全反射的条件、临界角 【详解】(1)由题意可得，该单色光在液面发生全反射时的临界角为C=45° 第8页共10页 液体对该光的折射率为=，1 =√5 sin C (2)该单色光在液体中的传播速度为v=9=V5c n 2 当光的路程最短时，射出的光线在液体中传播的最短时间1=R-√5R 1? 长为L的正方形玻璃砖ABCD,从左边AB上龙 圆形玻璃砖，圆心在AB边中点O,MNP分别为BC、CD、DA边的中点，其中AD、 DC边均镀银，在距BC一定距离的EF直线上有一点光源S,从点光源S发射一束细光束 SM射向BC边，与BC边夹角为30°，经BC边折射后光线直接射向N点，最后从左侧半圆 形AB面射出后，光线恰好射向S点。（已知sim15=6-V2) 4 (1)光在透明玻璃砖中传播的速度： (2)画出光路图： (3)光从光源S发出到回到光源点所经历的时间。（考虑反射时不考虑折射，考虑折射时不 考虑反射) B E… 【答案】（①）6 )；()a0W5+45+6+2)L 名 【知识点】折射和全反射的综合问题 【详解】(1)由题意、几何关系可知：入射角日=60° 折射角y=45 根据折射率公式n sin60°√6 光在介质中传播速度 ==6 sin45°2 n3 (2)光路图如图所示 PM PS SM (3)在SMP中，由正弦定理的 sin∠SM sin∠MS sin∠MPS L PS SM 即 又有 SM=(N3+1)L sin15°sin120°sin45 Ps-32+6) 2 第9页共10页 所以 MIN+NP+PO_L SM+SP. 10wW3+4w2+√6+2L t= C 4c 18.负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面时，光 波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取负值。如图为 一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为4m。一束单色光在截面 所在平面内，从中点D射入棱镜，入射角为60°，正好从界面的中点E射出，不考虑光线在 棱镜中的反射，真空中光速为c=3×10m/s。求： (1)该棱镜的折射率； (2)光在棱镜中的传播时间； (3)出射光和入射光的夹角。 308 609 【答案】(1)-5：(2)2 2×108s;（3)180° 3 【知识点】折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律 【详解】(1)根据题意，在负折射率材料制成的棱镜中画出光路图，如上右图所示 由几何关系可得，入射光在D点的折射角为-30°，由折射定律可得，该材料的折射率为 n=sin60° =-5 sin(-30) (2)由几何关系可得，光在棱镜中的传播距离为y=DB=4m=2m CC 光在棱镜中的传播速度大小为 v-7雨 则光在棱镜中的传播时间为 t=5=2V5 v3x108 (3)由光路图可知出射光和入射光的夹角为 0=60°+30°+30°+60°=1809 第10页共10页 高中物理周测卷1 （选修一 第四章 光） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（　　） A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D．图4全息照相运用了光的衍射原理 2．下列说法正确的是（　　） A．“彩超”利用超声波的衍射原理 B．“B超”利用电磁波的反射原理 C．“全息照片”利用激光的干涉原理 D．“雷达”利用超声波的多普勒效应 3．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，哪一个可能是由小圆板实验得到的泊松亮斑图案（　　） A． B． C． D． 4．用某种单色光进行双缝干涉实验，实验中需测定的条纹间距Δx是（　　） A．B． C． D． 5．下列有关光学现象的说法正确的是（　　） A．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小 B．光导纤维利用了光的衍射原理 C．光的偏振现象表明光是横波 D．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的全反射现象 6．下列说法不正确的是（　　） A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理 B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样 C．图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大 D．图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的 7．为增加视觉效果，某珠宝商在一颗半径为的透明球形宝石下方放一发光二极管，如图所示．二极管向球内各个方向发射单色光，恰好有半个球面有光线射出，则该宝石对该单色光的折射率为（    ）    A． B． C． D．2 8．如图所示， 楔形玻璃的横截面AOB的顶角为45°， OA边上的点光源S到顶点O的距离为L，光在玻璃中的折射率为 光线射向OB边，不考虑多次反射， OB边上有光射出部分的长度为（　　）    A． B． C． D． 二、多选题 9．下列说法中正确的是_______________（填正确答案的标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）． A．光纤通信利用了光的全反射原理 B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 E．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 10．下列关于光的说法正确的是（　　） A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹与彩虹的形成原理完全相同 B．图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性 C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的色散原理 11．利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示。某实验小组调整实验装置，在光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列正确的是（　　） A．只增大光屏与双缝间距L，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 B．只增大双缝间的距离d，光屏上相邻两条亮条纹中心间的距离增大 C．只将入射光由红光变为紫光，相邻两条亮条纹中心间距将减小 D．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹中心间距为 12．下列说法正确的是（　　） A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凹处、为凸处 D．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的干涉图样 三、实验题 13．双缝干涉实验 （1）实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生 （2）实验现象：在屏上得到 的条纹。 （3）出现明暗条纹的判断 ①亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 （填“奇”或“偶”）数倍时，出现亮条纹。 ②暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 （填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。 14．用双缝干涉测量光的波长。实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，再记下此时手轮上的读数。 (1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=2.190mm、对准第4条时读数：x2= mm； (2)某次实验时测得第2条亮条纹中心到第5条亮条纹中心距离为5.880mm，则可算出这种光的波长λ= nm（保留三位有效数字）； (3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹间距变宽的是________。 A．改用波长较短的光（如紫光）作入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减小双缝间距 四、解答题 15．如图为双缝干涉测波长的实验装置，双缝间距为d，到光屏的距离为l，O处为中央亮纹（也叫零级亮纹），A处为二级亮纹的中心位置，入射光的波长为，求： (1)A点到和的路程差； (2)OA间的距离x。 16．在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R，在液面上方可以观察到有光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）液体对该光的折射率n； （2）射出的光线在液体中传播的最短时间。 17．如图所示，一个边长为的正方形玻璃砖ABCD，从左边AB上挖去一个半径为的半圆形玻璃砖，圆心在AB边中点O，M、N、P分别为BC、CD、DA边的中点，其中AD、DC边均镀银，在距BC一定距离的EF直线上有一点光源S，从点光源S发射一束细光束SM射向BC边，与BC边夹角为，经BC边折射后光线直接射向N点，最后从左侧半圆形AKB面射出后，光线恰好射向S点。（已知） (1)光在透明玻璃砖中传播的速度； (2)画出光路图； (3)光从光源S发出到回到光源S点所经历的时间。（考虑反射时不考虑折射，考虑折射时不考虑反射） 18．负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面时，光波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取负值。如图为一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为。一束单色光在截面所在平面内，从中点D射入棱镜，入射角为60°，正好从界面的中点E射出，不考虑光线在棱镜中的反射，真空中光速为。求： （1）该棱镜的折射率； （2）光在棱镜中的传播时间； （3）出射光和入射光的夹角。 第 2 页 共 16 页 第 1 页 共 16 页 学科网（北京）股份有限公司 $