高考物理光学知识点之几何光学基础测试题(6)一、选择题1.如图所示,一束红光从空气穿过平行玻璃砖,下列说法正确的是A.红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化B.红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化C.若紫光与红光以相同入射角入射,则紫光不能穿过玻璃砖D.若紫光与红光以相同入射角入射,在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小2.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大.....的那种单色光,比另一种单色光()A.在真空中的波长较短B.在玻璃中传播的速度较大C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大D.其在空气中传播速度大3.如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。
比较a、b、c三束光,可知()A.当它们在真空中传播时,a光的速度最大B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大D.若它们都能使某种金属产生光电效应,c光照射出的光电子最大初动能最大4.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( )A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大5.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是()A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角6.如图所示,黄光和紫光以不同的角度,沿半径方向射向半圆形透明的圆心O,它们的出射光线沿OP方向,则下列说法中正确的是()A.AO是黄光,穿过玻璃砖所需时间短B.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间短C.AO是黄光,穿过玻璃砖所需时间长D.AO是紫光,穿过玻璃砖所需时间长7.a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气,其光路如图所示.下列说法正确的是()A.a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B.该玻璃对a光的折射率较小C.b光的光子能量较小D.b光在该玻璃中传播的速度较大8.如图所示,把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,且让半球的凸面向上.从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,下面的观察记录正确的是①看到A中的字比B中的字高②看到B中的字比A中的字高③看到A、B中的字一样高④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高A.①④ B.只有① C.只有② D.③④9.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Fθ=︒,E、F分别为边AB、BC的中点,则点,已知入射方向与边A B的夹角30A.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行B.该棱镜的折射率为3C.光在F点发生全反射D.光从空气进入棱镜,光速变大10.如图所示,在空气中,一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入,从b表面射出,则以下说法中正确的是A.出射光线不一定与入射光线平行B.随着θ角的增大,光可能在a表面发生全反射θ<︒)C.随着θ角的增大,光可能在b表面发生全反射(90D.无论如何改变θ角,光线从a表面射入,不可能在b表面发生全反射11.光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种.阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层,内芯的折射率比外套的大。
连续型光导纤维的折射率中心最高,沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最低.关于光在连型光导纤维中的传播,图中能正确表示传播路径的是( )A.B.C.D.12.在玻璃中有一个截面为三角形的柱状真空空腔,a, b两束单色光以同样的入射角θ由玻璃射入空腔,部分光路如图,下列说法正确的是()A.若增大b光在空腔内先消失B.若改变θ,a光通过空腔的时间一定比b光短C.在同一双缝干涉装置的干涉条纹a光较宽D.若将两个相同的小球分别涂上a、b两种颜色放在同样深度的水中,在水面上看涂a颜色的小球较浅13.如图所示是一透明玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径。
M点是玻璃球的最高点,一条平行于AB的光线自D点射入球体内,其折射光线为DB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c、波长为λ,则A.此玻璃的折射率为B.光线从D传播到B的时间是C.光在玻璃球体内的波长为λD.光在B点会发成全反射14.如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。
八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。
现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当转动频率达到0f并可认为是匀速转动时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c。
根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是()A .04Lf c =B .08Lf c =C .016Lf c =D .032Lf c =15.如果把光导纤维聚成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端,如图所示.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了( )A .光的全反射B .光的衍射C .光的干涉D .光的折射16.1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论:直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息,43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖,他被誉为“光纤通讯之父”.以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的( )A .图甲中,弯曲的水流可以导光B .图乙中,用偏振眼镜看3D 电影,感受到立体的影像C .图丙中,阳光下的肥皂薄膜呈现彩色D .图丁中,白光通过三棱镜,出现色散现象17.如图潜水员在水深为h 的地方向水面张望,发现自己头顶上有一圆形亮斑,如果水对空气的临界角为C ,则此圆形亮斑的直径是( )A .2htanCB .2hsinC C .2hcosCD .2h18.一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是 ( )A.该介质的折射率是3 3B.该介质的折射率是3C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D.光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象19.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光。
下面说法正确的是A.a光线是红光,b光线是紫光B.当光线在水滴背面发生全反射时,我们看到的彩虹最为鲜艳明亮C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显衍射20.如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M.则下列说法中正确的是()A.如果 a为蓝色光,则b可能为红色光B.在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大C.棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大D.a光的折射率小于b光折射率21.很多公园的水池底都装有彩灯,当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图中正确的是 ( )A.B.C.D.22.下列说法不正确...的是()A.检验工件平整度的操作中,如图1所示,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹可推断:P为凹处,Q为凸处B.图2为光线通过小圆板得到的衍射图样C.图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样D.图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样23.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大24.下面事实与光的干涉有关的是()A.用光导纤维传输信号B.水面上的油膜呈现彩色C.水中的气泡显得格外明亮D.一束白光通过三棱镜形成彩色光带25.如图所示,△ABC为一直角玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°,一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°。
则下列说法正确的是A2B.红光在玻璃中的传播速度大小为8210m/sC.若使该束红光绕O点顺时针转过60°角,则光不会从AC面射出来D.若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC面上出来的折射角小于60°【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【解析】 【详解】AB 、波在传播的过程中频率和周期保持不变,在玻璃中,红光的传播速度为cv n=,故红光进入玻璃后的速度会发生变化,在玻璃中,红光的波长cTvT nλ==,波长发生改变,故AB 错误;CD 、紫光与红光以相同入射角入射,光从光疏介质射入光密介质,折射角一定小于全反射的临界角,所以能再次从玻璃砖中穿出来,故C 错误,因为sin sin n θγ=,紫光的折射率大于红光的折射率,故在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小,D 正确。
2.B解析:B 【解析】试题分析:根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式λdLx Δ=,用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大,所以A 项错误;波长越大折射率越小,所以C 项错误;在介质中的速度根据公式ncv =,折射率越小在介质中传播的速度越大,所以B 项正确;在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速,所以D 项错误。
考点:本题考查了双缝干涉和不同色光的折射率3.D解析:D【解析】试题分析:通过各种色光折射光线,比较出折射率,从而知道各种色光的频率大小,然后根据公式c v n =、1sin C n=、0Km E h W γ=-分析解题 光在真空中传播的速度相等,都等于光速,A 错误;三种色光,c 的偏折程度最大,知c 的折射率最大,a 的折射率最小.则c 的频率最大,a 的频率最小,根据公式cv n=可得在玻璃中传播时a 光的速度最大,B 错误;根据1sin C n=可得a 光的临界角最大,C 错误;根据光电效应方程0Km E h W γ=-,频率越大,照射出光电子的最大初动能越大,所以c 光照射出的光电子最大初动能最大,D 正确.4.D解析:D 【解析】试题分析:红灯看起来较深,因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率,根据视深与实深的关系式h h n=实视,折射率越小,看起来较深.由1sinC n=又由题意知,点光源照亮的水面边缘光线刚好发生全反射,由几何知识得22sinC R h =+,折射率越小,半径越大,点光源照亮的水面面积为2S R π=,故红灯照亮的水面面积较大, 故选D考点:考查了折射定律的应用点评:题关键要知道水面边缘光线刚好发生全反射,由折射定律和几何知识结合,就能轻松解答.5.A解析:AD【解析】试题分析:由折射光路可知,单色光1的折射率大于单色光2,则单色光1的频率大于单色光2,单色光1的周期小于单色光2,根据,所以单色光1的波长小于单色光2的波长 ,选项A 正确;根据在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度,选项B 错误;根据,所以单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角,选项D 正确;设光线由空气射向玻璃时的入射角是а折射角为θ,则,设玻璃的厚度为d ,则光线在玻璃中的路程为,穿过玻璃的时间为,联立以上各式可得:,特殊的,当а=00时,n 越大则t 越大,所以单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2通过玻璃板所需的时间,选项C 错误。