提案范文-成考作文

高考物理最新光学知识点之几何光学经典测试题及解析(4)

一、选择题
1．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

C
．光的干涉

B
．光的衍射

D
．光的折射

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

3．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，人射 角为45
o
下面光路图中正确的是

A
．
B
．

C
．
D
．

4．如图所示 ，放在空气中的平行玻璃砖，表面
M
与
N
平行，一束光射到表面
M< br>上，
(
光
束不与
M
平行
)


①如果入射角大于临界角，光在表面
M
即发生反射。

②无论入射角多大，光在表面
M
也不会发生全反射。

③可能在表面
N
发生全反射。

④

由于
M
与
N
平行，光只要通过
M
，则不可能在表面
N
发 生全反射。

则上述说法正确的是
( )

A
．①③
B
．②③
C
．③
D
．②④

5．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

6．一细 光束由
a
、
b
两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的 光路
如图所示，则以下看法正确的是


A．
a
光在水中传播速度比
b
光小

B．
b
光的光子能量较大

C．当该两种单色光由水中射向空气时，
a
光发生全反射的临界角较大

D．用
a
光和
b
光在同一装置上做双缝干涉实验，
a
光的条纹间距大于
b
光的条纹间距

7．下列说法正确的是（

）

A
．由红光和绿 光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的
是绿光

B
．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹

C
．红光的光子能量比紫光光子能量大

D
．只有横波才能产生干涉现象

8．下列说法正确的是
________
．

A
．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关

B
．光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的

C
．火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮

D
．全息照相技术是光的衍射原理的具体应用

9．如图所示，
△< br>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

A
．玻璃对红光的折射率为
2

B
．红光在玻璃中的传播速度大小为
210
8
ms
C
．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°

10．如图所示，一束可见光射向半圆形 玻璃砖的圆心
O
，经折射后分为两束单色光
a
和
b
。下列判 断正确的是


A
．玻璃对
a
光的折射率小于对
b
光的折射率

B
．逐渐增大入射角，
b
光首先发生全反射

C
．在玻璃中，
a
光的速度大于
b
光的速度

D
．在真空中，
a
光的波长小于
b
光的波长
11．如图所示是一透明玻璃球体，其半径为
R
，
O
为球心，
A B
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


λ

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
D
．光在
B
点会发成全反射

12．下列现象中属于光的衍射现象的是

A
．光在光导纤维中传播

B
．马路积水油膜上呈现彩色图样

C
．雨后天空彩虹的形成

D
．泊松亮斑的形成

13．一束只含红光和紫光的复色光沿
PO
方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并沿
O M
和
ON
方向射出，如图所示，已知
OM
和
ON
两 束光中只有一束是单色光，则（

）


A
．
OM
为复色光，
ON
为紫光

B
．
OM
为复色光，
ON
为红光

C
．
OM
为紫光，
ON
为复色光

D
．
OM
为红光，
ON
为复色光

14．一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时

A
．速度相同，波长相同

C
．速度相同，频率相同

B
．速度不同，波长相同

D
．速度不同，频率相同
15．如图所示，有一玻璃三棱镜
ABC
，顶角
A
为30°，一束光线垂 直于
AB
射入棱镜，从
AC
射出进入空气，测得出射光线与
AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )



A
．
1

2
B
．
2

2
C
．
3
D
．
3

3
16．关于下列光学现象，正确的说法是
(



)

A
．水中蓝光的传播速度比红光快

B
．光从空气射入玻璃时可能发生全反射

C
．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深

D
．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄。

17
．与通常观察到的月全食不同
,
小虎同学在
2012
年
12
月
10
日晚观看月全食时
,
看到整个
月亮是暗 红的．小虎画了月全食的示意图
,
并提出了如下猜想
,
其中最为合理的是

A
．地球上有人用红色激光照射月球

B
．太阳照射到地球的红光反射到月球

C
．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球

D
．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹

18．如图潜水员在水深为< br>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
．
2htanC

19．如图是一个
B
．
2hsinC
C
．
2hcosC
D
．
2h

1
圆柱体 棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线
4
EE
1
、 FF
1
、GG
1
、HH
1
平行于半径ON,ON边可吸收到 达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率

n
=
5
,若平行光束 垂直入射并覆盖OM,则光线：（ ）

2

A．只能从圆孤
NF
1
射出

B．只能从圆孤
NG
1
射出

C．可能从圆孤
G
1
H
1
射出

D．可能从圆孤
H
1
M
射出

20
．如图 甲所示，在平静的水面下有一个点光源
s
，它发出的是两种不同颜色的
a
光和
b
光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由
ab
两种单 色光所构成的复
色光的圆形区域，周边为环状区域，且为
a
光的颜色（见图乙）．则一 下说法中正确的是
（

）


A
．
a
光的频率比
b
光大

B
．水对
a
光的折射率比
b
光大

C
．
a
光在水中的传播速度比
b
光大

D
．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，
a
光的干涉条纹比
b
光窄
21．一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

3
B
．该介质的折射率是
3

C
．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

22．一半径为
R
的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示
.
图中
O
为圆心，
MN
为竖直方向的直径
.
有一束细 光线自
O
点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自
玻璃砖内射出，现将入射光线 缓慢平行下移，当入射光线与
O
点的距离为
d
时，从玻璃砖

< br>射出的光线刚好消失
.
则此玻璃的折射率为（

）


A
．
R
R
2
d
2

22
Rd
B
．

R
C
．
R

d
D
．
d

R
23．用a．b．c．d表示4种单色光，若①a．b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于 b的
临界角；②用b．c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；③用b．d
照射某金属表面，只有b能使其发射电子．则可推断a．b．c．d分别可能是( )

A
．紫光．蓝光．红光．橙光

C
．紫光．蓝光．橙光．红光

24．下面事实与光的干涉有关的是（ ）

A
．用光导纤维传输信号

C
．水中的气泡显得格外明亮

B
．水面上的油膜呈现彩色

D
．一束白光通过三棱镜形成彩色光带

B
．蓝光．紫光．红光．橙光

D
．紫光．橙光．红光．蓝光

25．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


【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除



一、选择题

1．A
解析：
A

【解析】

光在光导纤维中传播时，其入射角大于或等于临界角，光线只能在光导纤维 中传播，折射
不出去，是利用了全反射，
A
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
Δx
L
λ
，用同双缝干涉装置做实验
d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
c
，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
n
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

中的速度根据公式
v
3．C
解析：
C

【解析 】光由空气射向玻璃，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故
C
正确．

4．D
解析：
D

【解析】①、②、
B
产生全反 射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光
从空气进入玻璃砖时，不会产生光的全反射现 象，无论入射角多大，光都能从界面
ab
进入
玻璃砖．故①错误，②正确．③、④、由 于
ab
与
cd
两个表面平行，根据几何知识得知，
光线在
a b
面上的折射角等于在
cd
面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面
cd
射出，故③错误，④正确．综上选D．

【点睛】解决本题的关键 是掌握全反射的条件，灵活运用光路的可逆性分析玻璃砖的光学
特性．

5．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
视

h
实
n
，折射率越小，看起来较深．由
sinC
1
又由 题意知，点光源照亮
n
2
的水面边缘光线刚好发生全反射，由几何知识得
si nC
大，

R
Rh
2
，折射率越小，半径越
点 光源照亮的水面面积为
S

R
2
，故红灯照亮的水面面积较大，< br>
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．

6
．
A
解析：
A

【解析】由题，两光束的入射 角i相同，折射角r
a
＜r
b
，根据折射定律得到，折射率n
a＞
n
b
．由公式
v
c
分析得知，在玻璃砖中a光的速 度比b光的速度小．故A正确．由于b
n

光的折射率较小，则b光的频率较小， 光子能量较小，故B错误．根据sinC=
1
分析知：a
n
光的折射率大，临 界角小，故C错误．折射角r
a
＞r
b
，频率f
a
＞fb
，则波长λ
a
＜λ
b
，根据公
式△x=
L< br>λ，则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距．故D错误．故选A.

d
点睛： 本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识
点，同学们只要加强对 光学基础知识的学习，就能轻松解答．

7．A
解析：
A

【解析】

【详解】

A
．由于红光的频率比绿光的小，所 以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以
最先消失的为绿光，故
A
正确；< br>
B
．光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹，并非时明时暗， 故
B
错误；

C
．红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光 子能量小，选项
C
错误；


D
．波的干涉和衍射现象是波 特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故
D
错误．

故选
A
．

8．B
解析：
B

【解析】

【分析】

受迫振动时，其振幅与驱动的频率和固有频率 的比值有关；光纤通信是激光的频率单一
性；光速不变原理有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间 间隔和物体的质量都是相
对的；全息照片是利用激光的相干性较好
.

【详解】

A
、物体做受迫振动时，当驱动力频率等于物体的固有频率时，振 幅最大，出现共振现
象，驱动力频率与固有频率相差越小，振幅越大；故
A
错误
.

B
、光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，利用了激光的频率单一性的特点 ；故
B
正
确
.

C
、根据尺缩效应，沿物体运动的 方向上的长度将变短，火车以接近光束通过站台时，车
上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮； 故
C
错误
.

D
、全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激 光的相干性；故
D
错误
.

故选
B.

【点睛】

该题考查受迫振动、光纤通信、激光的性质、全息照片、爱因斯坦的相对论 等在实际生活
的现象．

9．C
解析：
C

【解析】

【详解】

A
、红光到达
AC
面的入射角为
i=30
°，折射角为< br>r=60
°，则玻璃对红光的折射率为：
sinrsin60

n 3
，故
A
错误；


sinisin30
C3 10
8
310
8
m
，故
B
错误；
< br>B
、红光在玻璃中的传播速度大小为：
V
s
n
3
C
、设临界角为
C
，则
sinC
33
,C60

若使该束红光绕
O
点顺时针转过
60
°
32
s ini
，折射角为
r=30
°，光线射到
AC
面上的
sin r
角，入射角为
i=60°
，根据折射定律可得
n
入射角等于< br>60
°，大于临界角
C
，所以光线在
AC
面发生全反射，不会 从
AC
面射出来，
故
C
正确；

D
、若将 这束红光向左水平移动一小段距离，光线射到
AC
面上的入射角不变，则折射角不
变， 仍为
60°
，故
D
错误。

10．D
解析：
D

【解析】

【详解】

A.< br>因为光的偏折程度大于光，所以根据折射定律得知玻璃对光的折射率大于对光的折
射率，故选项< br>A
错误；

B.
根据全反射临界角公式
射，故选项
B
错误；

C.
由
错误；

D.
根据折射率大，频率大，波长短，可知 光的折射率大于光的折射率，则光在真空中
的波长小于光在真空中的波长，故选项
D
正 确。

可知，光的折射率较大，则在玻璃砖中，光的速度小于光的速度，故选项
C知，光的临界角小于光的临界角，光首先发生全反
11．A
解析：
A

【解析】

【详解】

A
：如图所示：

由几何知识得入射角
，
A
正确；

B
：
BD
长度
时间为，
B
错误；

，折射角，则此玻璃的折射率为：
，光在玻璃球内传播的速度，所以光线从
B
到D
的
C
、光在玻璃体内的波长
D
、在玻璃体内，发生全反射时< br>30
°，而
错误。

，
C
错误

， 根据几何知识可知光在
B
点的入射角为
，所以光线不可能在
B
点发生 全反射现象，
D
，即临界角
12．D
解析：
D

【解析】光在光导纤维中传播为光的全反射现象，
A
错误；马路积水上的油膜呈现彩色图
样，是因为日光照射在油膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故
B
错误；雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故
C
错误；光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，说明光< br>线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故
D
正确．

13．D
解析：
D

【解析】

ON
为 反射光，应为复色光；而折射后只有一束光线，故有一束光发生了全反射；而红光
与紫光相比较，紫光的 折射率较大，临界角较小，故紫光发生了全反射；可知
OM
应为红
光．故
D< br>正确，
ABC
错误．故选
D.

14．D
解析：
D

【解析】

【分析】

【详解】

不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播 过程中，光的频率不会发生改
变；由公式
v
减小．

A
．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项
A
错误；

B
．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项
B
错误；

C
．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项
C
错误；

D
．速度不同，频率相同，与结论相符，选项
D
正确；

故选
D
．

【学科网考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系

【方法技巧】
< br>本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式
v
入不同介质中的 传播速度．

c
可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度
n
c
公式分析光进
n
15．C
解析：
C

【解析】

【分析】

顶角
A
为
30°< br>，则光从
AC
面射出时，在玻璃中的入射角
i
＝
30°.由于出射光线和入射光线的
夹角为
30°
，所以折射角
r
＝60°.
由光路可逆和折射率的定义可知
n
＝
确．

【详解】

sinr
＝
3
，
C
项正
sini
16
．
C
解析：
C

【解析】

【详解】

A
．光在介质中传播速度，其中n
是折射率，由于蓝光折射率大于红光折射率，所以
蓝光传播速度比红光慢，不符合题意；

B
．光从光密介质射向光疏介质时，才会发生全发射，空气属于光疏介质，而玻璃属 于光
密介质，不会发生全发射，不符合题意；

C
．视深
h
与实际深度
H
关系为：
D
．条纹间距
合题意。

，所以鱼的实际深度比看到的要深，符合题意；

，由于红光波长大于蓝光波长，所以红光得到的条纹间距较宽，不符
17．C
解析：
C

【解析】

当太阳、地球、月球 在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播
的光被不透明的地球完全挡住，光线 照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是
月全食．看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的 红光经地球大气层折射到月球，故
C
正确，
ABD
错误．

点睛：发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层
发生折射，所以 会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月
亮”．

18．A
解析：
A

【解析】

【详解】


在圆形亮斑边缘从空气射入水中的光线，折射角的大小等于临界 角
C
，如图所示，有几何
关系可知，此圆形亮斑的直径是：



A
符合题意。
BCD
不符合题意

19．A
解析：
A

【解析】试题分析：由临界角公式
sinC
1
求出临界角，确定光线射到圆孤NM的临界入
n
射点，当入射光线在临界光路的右侧时 ，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将从圆
弧射出．当入射点在临界入射点左侧时，入射角小于临 界角，不发生全反射，光线将从圆
弧面射出．

由临界角公式得到
sinC
122

．设圆弧的半径为R， RsinCR
，则由题可知，当光
n55
线从F点入射到圆弧面
F1
点时，恰好发生全反射．当入射点在
F
1
的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出．当入射点在
F
1
的左侧时，入射角 小于临界
角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出，所以光线只能从圆孤
NF
1
射出，A正确．

20．C
解析：
C

【解析】

试题分析：由图乙可知
a
光发生全反射的临界角大，由< br>sinC
1
可知
a
光的折射率小，
n

即频率小，波长长，故选项
AB
错误；由
v
错误．

考点：全发射；单色光的特点．

cL
可知选项
C
正确；由
x

可知选项
D
nd
21
．
B
解析：
B

【解析】

【详解】

AB< br>．入射光线与法线之间的夹角为入射角：
r=90°-60°=30°
；折射光线与法线 之间的夹角为
-30°=60°
折射角：
i=90°
；根据折射定律
n
C
．根据公式
sinC=1n
得：
Carcsin
s inisin60
3
，故
A
错误，
B
正确；

sinrsin30
3
45
，故
C
错误；

3
D
．光从介质射入真空中，即从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角
C
的时候会
发生全反射，故
D
错误．

22．C
解析：
C

【解析】

【详解】

根据题 意可知，当入射光线与
O
点的距离为
d
时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光 线恰
好在
MN
圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图


根据几何知识得：

sinC
d

R
sinC
1
,

n
联立得：

n
A.
R

d
R
R
2
d< br>2
与上述计算结果
n
R

不相符，故
A
错误；

d
22
R
Rd
B.
与上述计算结果
n

不相符，故
B
错误；


d
R

C.
D.
R
R
与上述计算结果
n
相符，故
C
正确；


d
d
R
d
与上述计算结果
n

不相符，故
D
错误。

R
d
23．A
解析：
A

【解析】

【详解】

根据临 界角
C
、折射率
n
1
，由①
a
的临界角小于b
的临界角，可知
n
a
＞
n
b
，根据色
sinC
L

，由②
c
的条纹间距
d
散规律可知
a
的频率大于
b
即
γ
a
＞
γ
b< br>；根据双缝干涉条纹间距
x
最大可知
b
、
c
和< br>d
中
c
的波长最长，故
c
的频率最小；每种金属都有对应的最 小入射光频
率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知
b
和
d中
b
的频率较大即
γ
b
＞
γ
d
，综合上述可知
a
、
b
、
c
、
d
的频率 从大到小依次为
abdc
，故
A
正确．

24．B
解析：
B

【解析】

【分析】

【详解】

A
．光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无 关，故
A
错误；

B
．光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个 表面分别发生反射，两列反射光在油膜
的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关，故
B
正确；

C
．光从水或玻璃射到气泡中时，由于一部分射到气泡界 面上的光发生了全反射，所以气
泡看起来特别明亮，与干涉无关，故
C
错误；

D
．白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的
入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故折射的结果与光的干涉无关，
故
D
错误。

故选
B
。

25．D
解析：
D

【解析】

【详解】

AB< br>、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
v
光进入玻璃 后的速度会发生变化，在玻璃中，红光的波长

vT
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
c
，故红
n
cT
，波长发生改变，
n

的临界角，所以能再次从玻璃砖中穿出来，故
C
错误，因为
n
s in

，紫光的折射率大于
sin

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。