选修3-4光学测试题
(7)物理光学——【选修3-4】2022届高考物理二轮复习选修
（7）物理光学—【选修3-4】2022届高考物理二轮复习选修 1.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图1所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图2所示。
他改变的实验条件可能是( )。
A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源2.下列说法正确的是( )。
A.在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大B.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景象更清晰，这是利用了光的干涉原理C.我们发现竖直向上高速运动的球体，在水平方向上长度变短了D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应3.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝1S 和2S 与单缝S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上O 点距双缝1S 和2S 的距离相等，P 点处出现距O 点最近的第一条亮条纹，如果将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )A.O 点出现红光的暗条纹B.O 点上方距O 点最近的红光的第一条亮条纹在P 点的上方C.O 点不出现蓝光的亮条纹D.O 点上方距O 点最近的蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方4.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是( )A.甲是单缝、乙是双缝B.乙是双缝、丙是小圆孔C.丙是小圆孔、丁是小圆板D.丁是小圆孔、甲是双缝5.每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象.日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的.如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a b、为其折射出的光线中的两种单色光.下列说法正确的是( )A.在冰晶中，b光的传播速度比a光小B.通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距大C.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小D.a光的频率较大6.关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )甲：单色光通过劈尖产生明暗条纹乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙：单色光通过双缝产生明暗条纹丁：单色光通过单缝产生明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D.丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹7.下列所示的图片、示意图大都来源于课本，关于这些图的判断，下列说法正确的是( )。
高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第4节 光的衍射 光的偏振
3 光的衍射光的偏振1．对光的衍射现象的定性分析，正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论2．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽3．用卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是()A．卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行观察B．卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色条纹，两侧为彩色条纹，且彩色条纹平行于日光灯C．狭缝由0.5 mm宽度缩小到0.2 mm，条纹间距变宽，亮度变暗D．狭缝由0.5 mm宽度扩展到0.8 mm，条纹间距变宽，亮度变暗4．在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是()A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板5．关于衍射光栅，下列说法正确的是()A．衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C．透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D．透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝6．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆条纹D．中央均为暗点的同心圆条纹7．使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列________．A．圆形光斑B．明暗相间的彩色条纹C．变暗消失D．正方形光斑E．正方形光斑由大变小8．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是() A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹9．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示．激光束通过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同，则()A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了10．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A．a、cB．b、cC．a、dD．b、d11．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能．．反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，反射光是偏振光C．日落时分，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D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹12．在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则()A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大C．干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上D．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗13．下面关于光的偏振现象的应用正确的是()A．自然光通过起偏振器后成为偏振光，利用检偏振器可以检验出偏振光的振动方向B．立体电影利用了光的偏振现象C．茶色眼镜利用了光的偏振现象D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响14．如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45 °角振动的光15.如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫1. ABC2. ACD3. BC4. D5. ABD6. C7. DEABC8. AD9. BD 10. D 11. D 12. C 13. ABD 14. ABD 15. B。
高中物理选修3-4光章节检测带答案
高中物理选修3-4光章节检测带答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN2017年01月21日阿甘的高中物理组卷一．填空题（共1小题）1．如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：（i）入射角i；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣）二．解答题（共17小题）2．如图所示为某透明介质的截面图，截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成，AO=2DO=R，一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC 边方向射入，折射光线刚好到达D点，求：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间（光在真空中的速度为c）．3．如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．（1）求水的折射率n；（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）．4．半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带．（ⅰ）求彩色光带的宽度；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？5．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求①玻璃的折射率．②球心O到BN的距离．6．利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度．在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A 点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．7．一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．8．半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点射入，折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．9．一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为．求出射角．10．如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C cm．11．如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n=，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l=40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．①画出光路图．②求两个光斑之间的距离L．12．一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O 为圆心，如图所示，玻璃的折射率n=．（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．13．（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为．（填入正确选项前的字母）A. B. C. D.（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：（i）简谐横波的波长：（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．14．如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为．（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°．求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）．15．雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n．（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．16．如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=．17．（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：．（2）现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E （电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．i．试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）ii．电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻R V=．18．某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：a．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行b．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直c．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d．衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是．2017年01月21日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．填空题（共1小题）1．（2014•山东）如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：（i）入射角i；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣）【解答】解：（i）根据全反射定律可知，光线在AB面上的P点的入射角等于临界角C，由折射定律得：sinC=代入数据得：C=45°设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得：γ+C=90°﹣θ所以：r=30°n=联立得：i=45°（ii）在△OPB中，根据正弦定理得：=设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得：OP=VTv=联立得：t=L答：（i）入射角i为45°；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间t=L．二．解答题（共17小题）2．（2017•孝义市一模）如图所示为某透明介质的截面图，截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成，AO=2DO=R，一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC边方向射入，折射光线刚好到达D点，求：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间（光在真空中的速度为c）．【解答】解：（i）由于光线圆弧面AB的中点E沿着垂直于DC边射入，由几何关系，可知，入射角i=45°ED边的长s==由正弦定理，可知，解得：sinr==因此介质对光的折射率n==（ii）光从E到D所用的时间，t===答：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间．3．（2017•宜昌模拟）如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．（1）求水的折射率n；（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）．【解答】解：（ⅰ）设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r，由题意得 sini===0.6，i=37°i+r=90°则 r=53°故水的折射率为 n===≈1.33（ⅱ）设射向水面的光发生全反射的临界角为C则有 sinC=圆形光斑的半径为 R=htanC圆形光斑的面积为S=πR2联立可解得 S=答：（1）水的折射率n为1.33；（2）水面上被光源照亮部分的面积为．4．（2016•江西二模）半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带．（ⅰ）求彩色光带的宽度；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？【解答】解：（ⅰ）由折射定律n=，n2=代入数据，解得：β1=45°，β2=60°故彩色光带的宽度为：Rtan45°﹣Rtan30°=（1﹣）R（ⅱ）当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN上形成一个光点．即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射，故sinC==即入射角θ=C=45°答：（ⅰ）彩色光带的宽度为（1﹣）R；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，θ角至少为45°．5．（2012•山东）如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求①玻璃的折射率．②球心O到BN的距离．【解答】解：①已知∠ABM=30°，由几何关系知入射角i=∠BMO=30°，折射角β=60°由n=②由题意知临界角C=∠ONB，sinC=，则球心O到BN的距离d=RsinC=．答：①玻璃的折射率为．②球心O到BN的距离为．6．（2013•重庆）利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度．在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．【解答】解：设折射角为r．由图根据几何知识得：β=i﹣α，r=β则得：r=i﹣α此玻璃的折射率为n=解得：答：此玻璃的折射率为．7．（2015•海南）一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．【解答】解：光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识得入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O出发生全反射，光线①左侧的光线经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出；光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角θ1=90°，根据折射定律得sinθ2=，根据全反射定律n=，解得：θ2=γ，由几何关系可得∠AOE=γ，所以射出宽度OE==．答：底面透光部分的宽度是．8．（2015•山东）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点射入，折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．【解答】解：当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得：=n ①设AD间的距离为d1，由几何关系得：sinr0=②若光线在B点恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好等于临界角C，设BD 间的距离为d2．则有：sinC=③由几何关系得：sinC=④则A、B两点间的距离为：d=d2﹣d1；⑤联立解得：d=（﹣）R ⑥答：A、B两点间的距离为（﹣）R．9．（2008•宁夏）一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为．求出射角．【解答】解：设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B．依题意，∠COB=α．又由△OBC知sinα=①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得②由①②式得β=30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ（见图）为30°．由折射定律得⑤因此，解得θ=60°．10．（2013•山东）如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C cm．【解答】解：（1）因为sinC=，临界角C=45°第一次射到AB面上的入射角为60°，大于临界角，所以发生全发射，反射到BC面上，入射角为60°，又发生全反射，射到CD面上的入射角为30根据折射定律得，n=，解得θ=45°．即光从CD边射出，与CD边成45°斜向左下方．（2）根据几何关系得，AF=4cm，则BF=4cm．∠BFG=∠BGF，则BG=4cm．所以GC=4cm．所以CE=答：①从CD边射出，与CD边成45°斜向左下方②第一次的出射点距C．11．（2016•衡阳一模）如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n=，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l=40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．①画出光路图．②求两个光斑之间的距离L．【解答】解：①画出光路图如图所示．②在界面AC，a光的入射角i=60°．由光的折射定律有：=n代入数据，求得折射角r=30°由光的反射定律得，反射角i′=60°．由几何关系易得：△ODC是边长为0.5l的正三角形，△COE为等腰三角形，CE=OC=0.5l．故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm．答：①画出光路图如图所示．②两个光斑之间的距离L为40cm．12．（2014•新课标Ⅰ）一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示，玻璃的折射率n=．（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．【解答】解：（i）根据全反射定律：sinC=，得：C=45°，即临界角为45°，如下图：由几何知识得：d=，则入射光束在AB上的最大宽度为2d=R；（ii）设光线在距离O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系和已知条件得：α=60°＞C光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最有由G点射出，如图：由反射定律和几何关系得：OG=OC=R，射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．答：（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为R；（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，此光线从玻璃砖射出点的位置在O点左侧或者右侧R处．13．（2010•湖南）（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为A．（填入正确选项前的字母）A. B. C. D.（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：（i）简谐横波的波长：（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．【解答】解：如图所示，根据折射率定义有，sin∠1=nsin∠2，nsin∠3=1，已知∠1=45°∠2+∠3=90°，联立解得：n=故选A；（2）（i）设波长为λ，频率为ν，则v=λν，代入已知数据得：λ=1m；（ii）以O为坐标原点，设P为OA间任一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差△l=x﹣（2﹣x），0≤x≤2．其中x、△l以m为单位．合振动振幅最小的点的位置满足，k为整数则可解得：x=0.25m．0.75m，1.25m，1.75m．故最小点的位置可以为0.25m，0.75m，1.25m，1.75m．14．（2016•新课标Ⅰ）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为．（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°．求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）．【解答】解：（i）光由A射向B点发生全反射，光路如图所示．图中入射角θ等于临界角C，则有sinθ==由题，=3m，由几何关系可得：=4m所以==m（ii）光由A点射入救生员眼中的光路图如图所示．在E点，由折射率公式得=n得sinα=，tanα==设=x，则得tanα=代入数据解得 x=（3﹣）m由几何关系可得，救生员到池边水平距离为（2﹣x）m≈0.7m答：（i）池内的水深m．（ii）救生员的眼睛到池边的水平距离约0.7m．15．（2002•广东、广西、河南）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n．（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．【解答】（1）光路如图（a）所示．（2）以i、r表示入射光线的入射角、折射角，由折射定律有sini=nsinr，以δ1、δ2、δ3表示每一次偏转的角度，如图（b）所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知，δ1=i﹣r，δ2=π﹣2r，δ3=i﹣r．由以上各式解得：故这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度为：16．（2004•广东）如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像．．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=．【解答】解：由题，在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，要过玻璃砖看到了P1、P2的像，必须减小入射角，应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，根据折射率公式得到．故答案为：应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，．17．（2006•全国卷Ⅰ）（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：ABDE．（2）现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E （电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．i．试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）ii．电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻R V=．【解答】解：（1）A、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，减小L，条纹间距变窄，故A正确．B、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长变大，故干涉条纹间距变宽，故B正确．C、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，将单缝向双缝移动一小段距离后，即L减小，干涉条纹间距变窄，故C错误．D、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，换一个两缝之间距离较大的双缝，即d增大，干涉条纹间距变窄，故D正确．E、去掉滤光片后，入射光是复合光，而两列光相干的条件是他们的频率相同，故不能发生干涉现象．故E正确．故选ABDE．（2）i．电压表的额定电流约：所以要给电压表并联一个固定电阻，该固定电阻的电阻值约为：Ω故固定电阻应选R1，实验电路如图所示ii．流过定值电阻的电流大小为，则流过电压表的电流为I﹣，故电压表的内阻R V==故本题的答案为：（1）ABD；（2）i电路如图所示；ii电压表的内阻R V=18．（2001•全国）某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：a．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行b．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直c．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d．衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是a、c、d．【解答】解：在用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的衍射现象时狭缝必需与灯丝平行，这时衍射条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的衍射条纹．故a正确而b错误．衍射条纹的间距随狭缝变宽而变小，即狭缝越宽，衍射条纹间距越小，故c正确．波长越大衍射现象越明显，故波长越大，衍射条纹间距越越大．故d正确．故选：a，c，d．31。
人教版高中物理选修3-4第十三章《光》考试测试卷
第十三章《光》测试卷一、单选题(共15小题)1.关于光现象，下列说法正确的是()A．自然光是偏振光B．在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C．水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽2.镜发生色散现象，下列说法正确的是()A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大3.在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A．加速上升B．加速下降C．匀速上升D．匀速下降4.下列有关光现象的说法正确的是()A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生6.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的 ()A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象7.关于光的偏振现象，下列说法中正确的是（）A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用8.光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60°，如图所示光路可能的是()A．答案AB．答案BC．答案CD．答案D9.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，如图的一束光信号与界面夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是()A．n1＞n2，α大于某一值B．n1＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α小于某一值D．n1＜n2，α小于某一值10.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是()A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射11.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐)，右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图，其中最合理的是()A．B．C．D．12.如图甲所示，在平静的湖面下有一个点光源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a、b两种单色光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(图乙为俯视图)．则以下说法中正确的是()A．水对a光的折射率比b光的大B．a光在水中的传播速度比b光的大C．a光的频率比b光的大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13.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的，则（）A．这束光在水中传播时的波长为真空中的B．这束光在水中传播时的频率为真空中的C．对于这束光，水的折射率为D．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中14.如图所示，让自然光照到P偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱()A． 0°B． 30°C． 60°D． 90°15.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，如图四个光路图中正确的是()A．B．C．D．二、实验题(共3小题)16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)以白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点，你认为正确的是______．A．单缝和双缝必须平行放置B．各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上C．双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密D．将滤光片移走则无干涉现象产生(2)当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图戊所示．已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图戊中游标卡尺的示数为________ mm，所测光波的波长为________ m．(保留两位有效数字)(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图己所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值．(填“大于”、“小于”或“等于”)17.如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是______________．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是_____________________．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=_____________________．18.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B，C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB，CD均垂直于法线并分别交法线于A，D点．(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有__________，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．三、计算题(共3小题)19.由折射率n＝的透明物质制成的三棱柱，其横截面如图中△ABC所示，一光束SO以45°的入射角从AB边射入，在AC边上恰好发生全反射，最后垂直BC边射出，求：(1)光束经AB面折射后，折射角的大小．(2)△ABC中△A和△B的大小．20.如图所示，是一种折射率n＝1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小sin i＝，求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程．(不考虑返回到AB和BC面上的光线)21.如图，上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上，在其上方水平放置一光屏．一单色细光束从玻璃砖上表面入射，入射角为i，经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后，在光屏上形成两个光斑．已知玻璃砖的厚度为h，玻璃砖对该单色光的折射率为n，光在真空中的速度为c.求：(1)两个光斑的间距d；(2)两个光斑出现的时间差Δt.四、简答题(共3小题)22.将手电筒射出的光照到平面镜上，发生反射后，再用偏振片观察反射光，发现旋转偏振片时有什么现象？说明什么？23.在真空中，黄光波长为6×10－7m，紫光波长为4×10－7m.现有一束频率为5×1014Hz的单色光，它在n＝1.5的玻璃中的波长是多少？它在玻璃中是什么颜色？24.凸透镜的弯曲表现是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入(如图所示)。
人教版高中物理选修3-4第十三章 光测试含答案及详细解析
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4第十三章光测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是()A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2.用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，若用红色光、绿色光和紫色光分别照射圆板能够观察到更明显光斑的是( )A．只有红色光B．只有紫色光C．只有红色光和紫色光D．三种色光都能3.如图所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为，则下列说法中正确的是()A．光线A，b都不能发生全反射B．光线A，b都能发生全反射C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射4.人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是( )A．光波是电磁波，而声波是纵波B．光波是横波，而声波是机械波C．光速太大D．声波波长大，光波波长小5.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2。
用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()A． n1<n2，v1<v2B． n1<n2，v1>v2C． n1>n2，v1<v2D． n1>n2，v1>v26.对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中哪些选项是错误的 ()A．为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B．为了提高测理的精确度，入射角应适当大一些C．P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察7.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用8.如图所示，由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后分别沿Oa和Ob射出玻璃砖．下列说法正确的是()A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失9.德国的一个研究小组制造出了一种对可见光具有负折射率的奇异材料．普通材料遵循光的折射定律，其折射率始终为正值，而这种奇异材料的折射率却为负值．当光从真空射入这种奇异材料，发生折射现象，你认为下图中哪个是正确的()A． B． C． D．10.如图所示，p、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成的一个长方体．某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面．已知材料的折射率n p<n Q，则下列说法正确的是()A．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线在同一条直线上B．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线平行C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示，P是偏振片(用实线表示透振方向)为竖直方向，下列四种光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光12.（多选）下列事例哪些应用了光的全反射现象（）A．光导纤维通讯B．用三棱镜观察太阳光谱C．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°D．用白光照肥皂膜看到彩色条纹13.(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(已知λ红＞λ黄＞λ蓝)()A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离14.(多选)以下现象中是由于光的全反射形成的是()A．将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C．夏天，海面上出现的海市蜃楼D．在炎热的夏天，向远处的柏油马路看去，路面特别明亮光滑，像用水淋过一样三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在“测定玻璃折射率”的实验中(1)操作步骤如下：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是___________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sinθ1－sinθ2的图象如图所示，则下列说法正确的是________．A．实验时，光线是由空气射入玻璃B．实验时，光线是由玻璃射入空气C．玻璃的折射率为0.67D．玻璃的折射率为1.5四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝1.5，求：(1)这束入射光线的入射角的正弦值多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？17.为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d＝34.64 cm，孔的宽度L＝20 cm，孔内嵌入折射率n＝的玻璃砖如图10所示，试问：(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？18.如图所示，模截面为直角三角形的玻璃砖ABC，AC边长为L，∠B＝30°.两条同种色光的光线P、Q，从AC边中点射入玻璃砖，其中光线P垂直AC边，光线Q与AC边夹角为45°.发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c.求：(1)玻璃砖的折射率．(2)光线P由进入玻璃砖到第一次从BC边射出经过的时间．答案解析1.【答案】D【解析】若用白光作光源照射双缝，由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，相同的色光发生干涉，在光屏上出现彩色干涉条纹．故A正确．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，相当于白光照射单缝，将出现彩色的衍射条纹，白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色，两边是宽度不等的彩色条纹．故B正确．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，由于黄光和蓝光不能产生干涉，所以屏上有两光，但不是干涉条纹．故C正确，D错误．本题选错误的，故选D.2.【答案】A【解析】在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，说明黄色光恰好发生明显的衍射．根据发生明显衍射的条件，只有波长大于黄色光波长的色光才能发生更明显的衍射，故A正确，B、C、D均错．3.【答案】A【解析】根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，所以光线b可能发生全反射，临界角为：sinC＝＝，C＝45°注意图中光线b与界面的夹角60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故正确选项为A.4.【答案】D【解析】由于声波的波长大，远大于一般障碍物的尺寸，能够发生明显的衍射现象，因此墙另一边的人能听到声音，而光波的波长小，远小于一般障碍物的尺寸，不能发生明显的衍射现象，因此只闻其声，不见其人.D正确.5.【答案】B【解析】由临界角定义sinC＝可知，临界角小，折射率大，因为θ1＞θ2，所以n1＜n2，故选C，D是错误的；由n＝知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，故选项A错误而B正确。
高中物理选修3-4光章节检测带答案
2017年01月21日阿甘的高中物理组卷一．填空题（共1小题）1．如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：（i）入射角i；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣）二．解答题（共17小题）2．如图所示为某透明介质的截面图，截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成，AO=2DO=R，一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC边方向射入，折射光线刚好到达D点，求：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间（光在真空中的速度为c）．3．如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．（1）求水的折射率n；（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）．4．半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带．（ⅰ）求彩色光带的宽度；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？5．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求①玻璃的折射率．②球心O到BN的距离．6．利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度．在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．7．一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．8．半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点射入，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．9．一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为．求出射角．10．如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C cm．11．如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n=，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l=40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．①画出光路图．②求两个光斑之间的距离L．12．一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O 为圆心，如图所示，玻璃的折射率n=．（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．13．（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为．（填入正确选项前的字母）A. B. C. D.（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：（i）简谐横波的波长：（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．14．如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为．（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°．求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）．15．雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n．（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．16．如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=．17．（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：．（2）现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．i．试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）ii．电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻R V=．18．某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：a．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行b．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直c．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d．衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是．2017年01月21日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．填空题（共1小题）1．（2014•山东）如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：（i）入射角i；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为v，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣）【解答】解：（i）根据全反射定律可知，光线在AB面上的P点的入射角等于临界角C，由折射定律得：sinC=代入数据得：C=45°设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得：γ+C=90°﹣θ所以：r=30°n=联立得：i=45°（ii）在△OPB中，根据正弦定理得：=设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得：OP=VTv=联立得：t=L答：（i）入射角i为45°；（ii）从入射角到发生第一次全反射所用的时间t=L．二．解答题（共17小题）2．（2017•孝义市一模）如图所示为某透明介质的截面图，截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成，AO=2DO=R，一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC边方向射入，折射光线刚好到达D点，求：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间（光在真空中的速度为c）．【解答】解：（i）由于光线圆弧面AB的中点E沿着垂直于DC边射入，由几何关系，可知，入射角i=45°ED边的长s==由正弦定理，可知，解得：sinr==因此介质对光的折射率n==（ii）光从E到D所用的时间，t===答：（i）介质对光的折射率；（ii）光在介质中从E传到D所用的时间．3．（2017•宜昌模拟）如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．（1）求水的折射率n；（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）．【解答】解：（ⅰ）设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r，由题意得sini===0.6，i=37°i+r=90°则r=53°故水的折射率为n===≈1.33（ⅱ）设射向水面的光发生全反射的临界角为C则有sinC=圆形光斑的半径为R=htanC圆形光斑的面积为S=πR2联立可解得S=答：（1）水的折射率n为1.33；（2）水面上被光源照亮部分的面积为．4．（2016•江西二模）半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN 垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束，因而光屏上出现了彩色光带．（ⅰ）求彩色光带的宽度；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？【解答】解：（ⅰ）由折射定律n=，n2=代入数据，解得：β1=45°，β2=60°故彩色光带的宽度为：Rtan45°﹣Rtan30°=（1﹣）R（ⅱ）当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN上形成一个光点．即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射，故sinC==即入射角θ=C=45°答：（ⅰ）彩色光带的宽度为（1﹣）R；（ⅱ）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，θ角至少为45°．5．（2012•山东）如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求①玻璃的折射率．②球心O到BN的距离．【解答】解：①已知∠ABM=30°，由几何关系知入射角i=∠BMO=30°，折射角β=60°由n=②由题意知临界角C=∠ONB，sinC=，则球心O到BN的距离d=RsinC=．答：①玻璃的折射率为．②球心O到BN的距离为．6．（2013•重庆）利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度．在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．【解答】解：设折射角为r．由图根据几何知识得：β=i﹣α，r=β则得：r=i﹣α此玻璃的折射率为n=解得：答：此玻璃的折射率为．7．（2015•海南）一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．【解答】解：光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识得入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O出发生全反射，光线①左侧的光线经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出；光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角θ1=90°，根据折射定律得sinθ2=，根据全反射定律n=，解得：θ2=γ，由几何关系可得∠AOE=γ，所以射出宽度OE==．答：底面透光部分的宽度是．8．（2015•山东）半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点射入，折射光线由上边界的A点射出．当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生反射．求A、B两点间的距离．【解答】解：当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得：=n ①设AD间的距离为d1，由几何关系得：sinr0=②若光线在B点恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好等于临界角C，设BD间的距离为d2．则有：sinC=③由几何关系得：sinC=④则A、B两点间的距离为：d=d2﹣d1；⑤联立解得：d=（﹣）R ⑥答：A、B两点间的距离为（﹣）R．9．（2008•宁夏）一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为．求出射角．【解答】解：设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B．依题意，∠COB=α．又由△OBC知sinα=①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得②由①②式得β=30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ（见图）为30°．由折射定律得⑤因此，解得θ=60°．10．（2013•山东）如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C cm．【解答】解：（1）因为sinC=，临界角C=45°第一次射到AB面上的入射角为60°，大于临界角，所以发生全发射，反射到BC 面上，入射角为60°，又发生全反射，射到CD面上的入射角为30根据折射定律得，n=，解得θ=45°．即光从CD边射出，与CD边成45°斜向左下方．（2）根据几何关系得，AF=4cm，则BF=4cm．∠BFG=∠BGF，则BG=4cm．所以GC=4cm．所以CE=答：①从CD边射出，与CD边成45°斜向左下方②第一次的出射点距C．11．（2016•衡阳一模）如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n=，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l=40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB 边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．①画出光路图．②求两个光斑之间的距离L．【解答】解：①画出光路图如图所示．②在界面AC，a光的入射角i=60°．由光的折射定律有：=n代入数据，求得折射角r=30°由光的反射定律得，反射角i′=60°．由几何关系易得：△ODC是边长为0.5l的正三角形，△COE为等腰三角形，CE=OC=0.5l．故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm．答：①画出光路图如图所示．②两个光斑之间的距离L为40cm．12．（2014•新课标Ⅰ）一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB 为半圆的直径，O为圆心，如图所示，玻璃的折射率n=．（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．【解答】解：（i）根据全反射定律：sinC=，得：C=45°，即临界角为45°，如下图：由几何知识得：d=，则入射光束在AB上的最大宽度为2d=R；（ii）设光线在距离O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系和已知条件得：α=60°＞C光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最有由G点射出，如图：由反射定律和几何关系得：OG=OC=R，射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．答：（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为R；（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，此光线从玻璃砖射出点的位置在O点左侧或者右侧R处．13．（2010•湖南）（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为A．（填入正确选项前的字母）A. B. C. D.（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s．己知两波源振动的初始相位相同．求：（i）简谐横波的波长：（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置．【解答】解：如图所示，根据折射率定义有，sin∠1=nsin∠2，nsin∠3=1，已知∠1=45°∠2+∠3=90°，联立解得：n=故选A；（2）（i）设波长为λ，频率为ν，则v=λν，代入已知数据得：λ=1m；（ii）以O为坐标原点，设P为OA间任一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差△l=x﹣（2﹣x），0≤x≤2．其中x、△l以m为单位．合振动振幅最小的点的位置满足，k为整数则可解得：x=0.25m．0.75m，1.25m，1.75m．故最小点的位置可以为0.25m，0.75m，1.25m，1.75m．14．（2016•新课标Ⅰ）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为．（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m．当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°．求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）．【解答】解：（i）光由A射向B点发生全反射，光路如图所示．图中入射角θ等于临界角C，则有sinθ==由题，=3m，由几何关系可得：=4m所以==m（ii）光由A点射入救生员眼中的光路图如图所示．在E点，由折射率公式得=n得sinα=，tanα==设=x，则得tanα=代入数据解得x=（3﹣）m由几何关系可得，救生员到池边水平距离为（2﹣x）m≈0.7m答：（i）池内的水深m．（ii）救生员的眼睛到池边的水平距离约0.7m．15．（2002•广东、广西、河南）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n．（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．【解答】（1）光路如图（a）所示．（2）以i、r表示入射光线的入射角、折射角，由折射定律有，以δ1、δ2、δ3表示每一次偏转的角度，如图（b）所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知，=i﹣r，δ2=π﹣2r，δ3=i﹣r．1由以上各式解得：故这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度为：16．（2004•广东）如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA 是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像．．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=．【解答】解：由题，在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，要过玻璃砖看到了P1、P2的像，必须减小入射角，应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，根据折射率公式得到．故答案为：应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，．17．（2006•全国卷Ⅰ）（1）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：ABDE．（2）现要测量某一电压表的内阻．给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．i．试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出．）ii．电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻R V=．【解答】解：（1）A、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，减小L，条纹间距变窄，故A正确．B、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长变大，故干涉条纹间距变宽，故B正确．C、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，将单缝向双缝移动一小段距离后，即L减小，干涉条纹间距变窄，故C错误．D、根据△x=可知在其它条件不变的情况下，换一个两缝之间距离较大的双缝，即d增大，干涉条纹间距变窄，故D正确．E、去掉滤光片后，入射光是复合光，而两列光相干的条件是他们的频率相同，故不能发生干涉现象．故E正确．故选ABDE．（2）i．电压表的额定电流约：所以要给电压表并联一个固定电阻，该固定电阻的电阻值约为：Ω故固定电阻应选R1，实验电路如图所示ii．流过定值电阻的电流大小为，则流过电压表的电流为I﹣，故电压表的内阻R V==故本题的答案为：（1）ABD；（2）i电路如图所示；ii电压表的内阻R V=18．（2001•全国）某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点：a．若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行b．若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直c．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d．衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是a、c、d．【解答】解：在用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的衍射现象时狭缝必需与灯丝平行，这时衍射条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的衍射条纹．故a正确而b错误．衍射条纹的间距随狭缝变宽而变小，即狭缝越宽，衍射条纹间距越小，故c正确．波长越大衍射现象越明显，故波长越大，衍射条纹间距越越大．故d正确．故选：a，c，d．。
选修3-4光学综合习题
选修3-4光学综合练习题一、选择题1. 假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（）A. 将提前B. 将延后C. 在某些地区将提前，在另一些地区将延后D. 不变2. 如图所示，一圆柱形容器的底部有一凹面镜，其主轴与圆柱形容器的轴线重合，一点光源S射向凹面镜的光线，经凹面镜反射平行于主轴，当往容器中注入水后，水面在点光源与凹面镜之间，要使点光源S射向凹面镜的光线，以凹镜反射后互相平行，则点光源就沿主轴（）A. 适当提高B. 适当降低C. 不动D. 无法确定移动方向3. 如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。
已知玻璃对单色光a的折射率较小，那么下列说法中正确的有（）A. 进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B. 从玻璃砖下表面射出后，两束光不再平行C. 从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了D. 从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同4.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差0.6μm，若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2= 7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A. 单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B. 单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C. 单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D. 单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹5. 在双缝干涉实验中以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A. 只有红色和绿色的双缝于涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D. 屏上无任何光亮6. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx 。
高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第3节 实验
测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()A．手电筒射出的光是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光2．在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3．用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同5．如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则() A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移6．关于光的干涉及双缝干涉实验的认识，下列说法正确的是()A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象C．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹D．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的不等间距的单色条纹7．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光8．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹．则以下说法正确的是(λ绿>λ红)()A．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较短9.用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ11．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强12．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是()A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动14.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d＝3 mm.(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.15．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，可得该单色光的波长是________ mm.(保留2位有效数字)16．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则：甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．17．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示．用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1．D 2.B 3.BD 4.A 5.D 6.AD 7.C 8.A9.BD11. AC 12.ABC14.解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝l dλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.15.答案 0.3 9.5 6.1×10－4解析 由游标卡尺读数规则读出x 1＝0.3 mm ，x 2＝9.5 mmΔx ＝x 2－x 1n －1＝9.24 mm ＝2.3 mm λ＝Δx ·d l＝2.3×0.20750 mm ≈6.1×10－4 mm.16.答案 偏小 不变解析 用题图①测定折射率时，玻璃砖中折射光线偏折变大了，所以折射角增大，所测折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，折射率的测定值与玻璃砖的形状无关．17.答案 1.5解析 由题图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CD OC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5.。
高中选修3-4光学题汇总(3套)
1、（2011全国卷1第16题）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。
设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光2、一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。
已知光线在M点的入射角为30︒，∠MOA=60︒，∠NOB=30︒。
求（1）光线在M点的折射角（2）透明物体的折射率3、（2011天津第6题）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为x∆，若x x∆>∆甲乙，则下列说法正确的是A．甲光能发生偏振现象，则乙光不能B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C．甲光的频率一定大于乙光的频率D．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光4、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。
①求介质的折射率。
②折射光线中恰好射到M点的光线是否发生全反射，并求透光部分对应的弧长5、如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。
要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光6、(重庆第18题).在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。
关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：○1c光的频率最大○2a光的传播速度最小○3b光的折射率最大○4a光的波长比b光的短，以上回答正确的是A. ○1○2B. ○1○3C. ○2○4D. ○3○47．下列有关光现象的说法正确的是（）A．红光和紫光从真空垂直射入某介质均不偏折，说明此时该介质对二者折射率相同B．以相同入射角从某介质射向空气，若紫光能发生全反射，红光也一定能发生全发射C．在某种透明介质中红光的波长一定大于真空中紫光的波长D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大8．把某一直角玻璃棱镜AOB平放在坐标纸上，如图所示，用一细束红光掠过纸面从C点入射，经AO面反射和折射后，反射光线和折射光线与x轴交于D、E两点．已知C、D、E三点的坐标分别为（0，12）、（-9，0）、（16，0）。
高考物理【选修3-4：光学】专练80题Word版含答案及解析
①该光在介质中发生全反射的临界角 ；
② 的长度 。（可能用到 或 ）
【答案】（1） =450（2）
（1）该单色光在玻璃和水中传播的速度
（2）水面形成的圆形光斑的半径（不考虑两个界面处的反射光线）
【答案】（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）由 得光在水中的速度为 ，光在玻璃中的速度为
（2）如图所示：光恰好在水和空气的分界面发生全反射时：
在玻璃与水的分界面上，由 得
则光斑的半径 。
考点：光的折射定律
D．双缝干涉时，根据 知，用a光照射得到条纹间距小，故D正确；
E．根据光路可逆知光线一定能从下表面射出，不会发生全反射，故E错误。
7、下列说法正确的是_____________。
A. 红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变
B. 光纤通信是利用了光的全反射原理
C. 白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带，是光的干涉现象
由几何知识得：
由 得：
所以
【点睛】本题的解题关键是正确作出光路图，要知道当光从光密介质射入光疏介质时要考虑能否发生全反射，根据几何知识和折射定律求解入射角和折射角。
6、a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出，如图所示。则下列判断正确的是________
高考物理【选修
1、下列说法正确的是____
A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散
高中物理新课标选修3-4《光学》单元测试卷 (含答案)
《光学》单元测试卷时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～9题为单选题，10～12题为多选题)1．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是()A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显2．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D．c、d中央条纹为暗纹3.如图所示，一细束红蓝复色光垂直于AB边射入直角三棱镜，在AC面上反射和折射分成两束细光束，其中一束细光束为单色光束．若用V1和V2分别表示红、蓝光在三棱镜内的速度，下列判断正确的是()A．V1<V2单色光束为红色B．V1<V2单色光束为蓝色C．V1>V2单色光束为红色D．V1>V2单色光束为蓝色4.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是()A．15°B．30°C．45°D．60°5．下列应用激光的事例中错误的是()A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料6．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋Bλ2＋Cλ4，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示．则()A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光7．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃的另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是()A．红光以30°的入射角入射B．红光以45°的入射角入射C．紫光以30°的入射角入射D．紫光以45°的入射角入射8．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光9．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是()A．图中光束①是红光，光束②是蓝光B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快C．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄D．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽10．用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是()A．入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越大B．入射光的频率越高，相邻两亮条纹中心的距离越大C．把入射光由绿光变成紫光，相邻两亮条纹中心的距离变小D．把入射光由绿光变成红光，相邻两亮条纹中心的距离变小11.如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是() A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°，透射光束2消失12.如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝2r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()A．n可能为 3 B．n可能为2 C．t可能为22rc D．t可能为4.8rc第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13．(6分)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果．(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是________．14．(9分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题．(1)图1中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．(2)将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．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将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为________．(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离L＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样图如2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，则其示数为________mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)在做双缝干涉实验时，用波长λ1＝0.60 μm的光和另一波长未知的光一起照射到两个间距未知的狭缝上，结果发现已知波长的光第4级明条纹和未知波长的光的第5级明条纹重合，则未知的波长是多少？16．(13分)如图所示，ABC是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC面时，光在AB面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，求液体的折射率及光在该液体中的传播速度为多大．17. (14分)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．【答案】 D5．【解析】 激光单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C 所述激光的应用是错误的．【答案】 C6．【解析】 白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下(a 、b 、c 、d )依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．屏上a 处为红光，屏上d 处是紫光，D 正确．【答案】 D7．【解析】 因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A 、B 项错；设入射角为i ，折射率为n ，平板玻璃厚度为d ，侧移距离为Δx ，则Δx ＝d sin i ⎝⎛⎭⎪⎫1－cos in 2－sin 2i ，可见对于同一种色光，入射角越大，侧移距离越大，D 项正确．【答案】 D8．【解析】 光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A 、B 两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C 项正确，D 项错误．【答案】 C9．【解析】 由题图可知，光束①的折射率大于光束②的折射率，即n 1＞n 2，而n红＜n蓝，A错；由v＝cn得，B错；折射率大的光束波长小，在单缝衍射、双缝干涉实验中的条纹宽度要小，C对、D错．【答案】 C10．【解析】由Δx＝ldλ知，对于一确定的双缝干涉实验装置，单色光的干涉条纹相邻两亮条纹中心的距离Δx跟波长λ成正比，由c＝λf知，光的频率f 越大，λ越小，Δx越小，紫光的波长比绿光小；故相邻两亮条纹中心的距离比绿光的小，红光的波长最大，Δx最大．【答案】AC11.【解析】自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的偏振方向与纸面平行．因此当在入射光线方向上垂直放透振方向在纸面内的偏振片P时，因垂直于纸面的方向上无光，反射光束1消失，A正确，B、C均错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．【答案】AD12.【解析】只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示．根据全反射可知临界角C≤45°，再根据n＝1sin C可知n≥2，A、B均正确；光在透明柱体中运动路程为L＝4r，运动时间为t＝Lv＝4nrc，则t≥42rc，C、D均错误．【答案】AB。
物理选修34光学单元测试
物理选修3-4《光学》单元测试（测试时间45分钟满分100分）一、选择题（本题共8小题；每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，有选错或不答的得0分。
）1．假设在地球表面不存在大气层，那么白昼时间将会（）。
A．变长B．变短C．不变D．无法确定2．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的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3．某学习小组来进一步探究光的色散现象进行了如图所示的小实验，用某特制的光源可发出两种不同的复合光，让该复合光束A自玻璃射向空气，经折射形成两束单色光B、C，得出如下几个结论，你认为正确的是（）。
A．C光的波长比B光的波长长B．C光在玻璃中的速度比B光在玻璃中的速度小C．在真空中C光的光速大于B光的光速D．玻璃对C光的折射率大于对B光的折射率4．某同学在学习了光的干涉后进行了如下实验：在学校实验室借了两只小手电筒和一个光屏，然后让这两只手电筒发出的光照射到光屏的同一位置，但他却没有看到光的干涉条纹，于他沮丧地问老师这是为什么，如果你是老师你应该怎样回答他（）。
A.手电筒射出的光不是单色光B.周围环境的漫反射光太强C.干涉图样太小看不清楚D.两个光源并不是相干光源5．如图是研究光的双缝干涉用的示意图。
挡板上有两条狭缝S1、S2.由S1、S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮纹记作第0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹。
设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2- r1等于（）。
(完整word版)选修34光学测试题
选修 3-4 光学测试题说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共 100 分，考试时间90 分钟 .第Ⅰ卷 (选择题共40分)一、此题共10 小题，每题 4 分，共 40 分 .在每题给出的四个选项中，只有一个选项是切合题目要求的，请把它填在括号内.1.夏季的白日 ,在大树下纳凉时,常常发此刻树阴中间有很多圆形亮斑.对于其原由以下说法正确的选项是A. 大树的空隙是圆的,所以地面上有很多圆斑B. 是好多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C.这是经好多不规则的树叶空隙所形成的太阳的像D. 这是太阳光经树叶空隙衍射形成的2.对于某单色光 ,玻璃的折射率比水大 ,则此单色光在玻璃中流传时 A.其速度比在水中大 ,其波长比在水中长 B. 其速度比在水中大 ,其波长比在水中短C.其速度比在水中小 ,其波长比在水中短 D. 其速度比在水中小 ,其波长比在水中长3.以下对于偏振光的说法中正确的选项是A.自然光就是偏振光B.沿着一个特定方向流传的光叫偏振光C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D.单色光就是偏振光4.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干预相消来减少反射光.假如照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为 d,它使绿光在垂直入射时反射光完整抵消,那么绿光在真空中的波长λ 0为d ndA. B.4 4D.4 nd5.一束光芒从折射率为 1.5 的玻璃内射向空气 ,在界面上的入射角为 45° .下边四个光路图中正确的选项是玻璃玻璃45o45o空气空气A B玻璃玻璃45o 45o空气空气C D6.对于双缝干预实验,若用白光作光源照耀双缝,以下说法不正确的选项是A. 屏上会出现彩色干预条纹,因为白光是由波长不一样的各样颜色的光构成的B. 当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时 ,屏大将出现宽度不一样、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光，但必定不是干预条纹D. 将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光7.细红光束和细蓝光束垂直于 AB 面进入楔形棱镜 ,并能从 AC 面射出 ,如下图 .这两束光从棱镜的 AC 面射出后的状况是A.两束光必定订交B.两束光仍旧平行C.两束光的反向延伸线订交D. 条件不足 ,没法确立A蓝光红光B C8.红、黄、绿三种单色光以同样的入射角抵达某介质和空气的界面时,若黄光恰巧发生全反射 ,则A.绿光必定能发生全反射B.红光必定能发生全反射C.三种单色光对比,红光在介质中的流传速率最小D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长9.如下图 ,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光源 S 可沿玻璃砖圆弧挪动 ,它发出的光束老是射向圆心O.若 S 从图中 A 向 B 处挪动 ,在 P 上先看到七色光带, 此后各色光陆续消逝.则此七色光带从下到上的摆列次序以及最早消逝的光是POASBA. 红光→紫光 ,红光B. 紫光→红光 ,红光C.红光→紫光 ,紫光D. 紫光→红光 ,紫光10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完整正确, 但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则A.入射光芒与出射光芒必定不平行B.入射光芒与出射光芒必定不平行C.入射光芒与出射光芒必定不平行D.入射光芒与出射光芒可能平行,丈量值偏大,丈量值偏小,丈量值仍旧正确,丈量值仍旧正确二、此题共 5 小题，每题第Ⅱ卷5 分，共(非选择题共60分)25 分 .把答案填在题中的横线上.11.1801 年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地察看到了光的干预现象光照耀屏上的一个小孔,是为了获取 _______;由小孔射出来的光再射到两个小孔上.他用单色,是为了获得_______________________________________________________.12.夏季 ,太阳光把地面晒得发热是因为太阳光中的_______明显 ;常常在矿井下劳动的工人、软骨病人要常常晒晒太阳是因为太阳光中的_______能促使生理作用、保障身体健康.313.已知一束单色光在水中的流传速度是在真空中的,则这束光在水中流传时的波长4为真空中的 _______.14.一单色光射入一折射率为 2 的玻璃圆球,当入射角为θ时,发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光芒,如下图.则角θ为 _______.'15.在双缝干预实验中,屏上一点 P 到双缝的行程差是× 10-6 m.若 P 点正是暗纹 ,且和中央之间还有一条亮纹,则光的波长是_______m.三、此题共 3 小题，共 35 分 .解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤出最后答案的不可以得分.有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位.,只写16.(10 分 )在双缝干预实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频次为×1014 Hz，从双缝射出的光的振动状况完整同样，它们抵达光屏上某点的行程差为2531.6 nm. 那么该点将出现如何的干预图样?17. (12 分 ) 如下图 ,横截面是直角三角形ABC 的三棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为 n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB 垂直射入 ,从另一个侧面 AC 折射出来 .已知棱镜的顶角∠ A=30° ,AC 边平行于光屏 MN,且与光屏的距离为L .求在光屏上获取的可见光谱的宽度 .MB CAN18.(13 分 )两束平行的细激光束已知此中一条光芒沿直线穿过玻璃,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,它的入射点是O;另一条光芒的入射点为,如下图A,穿过玻璃后两.条光芒交于P 点 .已知玻璃截面的圆半径为R,OA= R,OP= 3 R.求玻璃资料的折射率. 2AO P选修 3-4 光学测试题参照答案1、分析 :此题考察光的直线流传的应用 ,地面上的圆斑 ,是太阳经树叶空隙形成的像 ,即小孔成像 .C 正确 .答案 :C2、分析 : 此题考察光在介质中流传时 ,速度、波长如何变化 .据 v= c知 ,单色光在玻璃中的n折射率比在水中大 ,因此速度比在水中小 ;由 v=λν 知,光的频次不变 ,速度 v 变小 ,波长变短 .C 正确 .答案 :C3、分析 :此题考察偏振光的观点 .沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光 .故正确选项为C.答案 :C4、分析 :此题考察薄膜干预 .设绿光在膜中的波长为 λ,则由 d= 1λ,4得 λ=4d则绿光在真空中的波长为λ 0=n λ =4nd.故正确选项为 D. 答案 :D5、分析 :此题考察全反射 .设临界角为 C,则1 sinC=n2 sin45° =2入射角 45°大于临界角 故正确选项为 A. 答案 :AC,发生全反射. 6、分析 :此题考察光的干预和衍射 .A 正确 ;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹 ,B 正确 ;两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时 ,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频次不一样 ,不可以叠加形成干预条纹 ,但屏上有亮光 ,故 C 正确， D 错.答案 :D7、分析 :此题考察光的折射 .因为光的折射 ,红蓝两束光从 AC 面射出时均向BC 面偏折 ,但因为蓝光频次高于红光频次,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角 ,所以从 AC 面射出的两束光必定订交.故正确选项为 A.答案 :A8、分析 :同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大 ,所以发生全反射时 ,红光的临界角最大 ,绿光的临界角最小 .若黄光发生全反射 ,则绿光必定发生全反射 .由 v=c/n 得,红光速率大 ,红光在空气中的波长比在介质中要长 .故正确选项为 A.答案 :A9、分析 :此题考察光的折射与色散 .从红光到紫光频次渐渐增大 ,在玻璃中的折射率也逐渐增大 ,从玻璃中出射偏离本来的方向便渐渐增大, 所以从下到上的摆列次序为紫光→红光. 因为紫光的临界角最小,所以最早消逝的是紫光.故正确选项为 D.答案 :D10、分析 :此题考察测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光芒与入射光芒必定不平行 ,但所测折射率n= sin1 仍旧正确.故正确选项为C. sin 2答案 :C11、答案 :一个点光源两个振动状况总同样的光源,即相关光源12、答案 : 红外线热效应紫外线v水3 c34λ真空.13、分析 : λ水=v 4v答案 :3414、分析 : 此题考察光的折射.由几何关系知折射角θ′=30°,由折射定律知sinθ=nsinθ′ =2 2则θ=45°.答案 :45°15、分析 : 此题考察双缝干预.由题意知3λ×10-6m2解得λ ×10-6m.答案×10-616、分析 : 此题考察双缝干预实验中出现明暗条纹的条件.依据光波的速度公式c=λ f(2 分 )有λ=c108 m f 1014× 10-6 m=632.9 nm (2 分 )光的行程差跟红光波长之比为s=4 (2 分 )n=即行程差为红光波长的整数倍.所以 ,两束红光在该点振动增强,出现红色的明条纹.(2 分) 答案 :红色的明条纹17、分析 : 此题考察光的色散.光路如下图 .M 紫红B COAN设射到屏上的红光和紫光偏离 O 点的距离分别为 d1和 d2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律1 sin 1(2 分 )n1 sin 21 sin 1(2 分 )n2 sin 31n1 (1 分 ) 得 sinθ2=n1sin θ1=1 2θ3 2 θ 1 2(1 分 ) sin =n sin = 2 n则 d1=Ltanθ2=Ln1 (1 分 )4 n1 22 θ3 =L n2(1 分 )d =Ltan24n2 则可见光谱的宽度为d2-d1=L(n2 n1). (2 分 ) 24 4 n12n2答案n2 n1) :L( 2 24 n2 4 n118、分析 : 此题考察光的折射.光路如下图 :AB21OP此中一条光芒沿直线穿过玻璃,可知 O 点为圆心 ;另一条光芒沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为 B, 入射角设为θ1 2,折射角设为θ ,则θ1 OA 1(3 分 )sin = OB 2θ1=30°(2 分 ) 因OP= 3 R,由几何关系知 BP=R,则折射角θ2=60°(4 分 ) 由折射定律得玻璃的折射率为sin 2 sin 60(3 分 )n= 3 =1.73.sin 1 sin 30答案。
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选修3-4光学测试题说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号.1.夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说确的是A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑B.是很多树叶将太反射到地面形成的圆斑C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D.这是太经树叶缝隙衍射形成的2.对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时 A.其速度比在水,其波长比在水中长 B.其速度比在水,其波长比在水中短 C.其速度比在水中小,其波长比在水中短 D.其速度比在水中小,其波长比在水中长3.下列关于偏振光的说法中正确的是 A.自然光就是偏振光B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D.单色光就是偏振光4.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ,厚度为d ,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为A.4dB.4nd C.4d D.4nd5.一束光线从折射率为1.5的玻璃射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是6.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光7.细红光束和细蓝光束垂直于AB 面进入楔形棱镜,并能从AC 面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC 面射出后的情况是A.两束光一定相交B.两束光仍然平行C.两束光的反向延长线相交D.条件不足,无法确定 8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长9.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面,它左方有较大的光屏P ,线光源S 可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O .若S 从图中A 向B 处移动,在P 上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是A.红光→紫光,红光B.紫光→红光,红光C.红光→紫光,紫光D.紫光→红光,紫光10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题5分，共25分.把答案填在题中的横线上.11.1801年英国物理学家托马斯·在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.他用单色光照射屏上的一个小孔,是为了获得_______;由小孔射出来的光再射到两个小孔上,是为了获得_______________________________________________________.12.夏天,太把地面晒得发热是因为太中的_______显著;经常在矿井下劳动的工人、软骨病人要经常晒晒太阳是因为太中的_______能促进生理作用、保障身体健康.13.已知一束单色光在水中的传播速度是在真空中的43,则这束光在水中传播时的波长为真空中的_______.14.一单色光射入一折射率为2的玻璃圆球,当入射角为θ时,发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光线,如图所示.则角θ为_______.15.在双缝干涉实验中,屏上一点P 到双缝的路程差是2.6×10-6 m.若P 点恰是暗纹,且和中央之间还有一条亮纹,则光的波长是_______m.三、本题共3小题，共35分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(10分)在双缝干涉实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频率为4.74×1014 Hz ，从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6 nm.那么该点将出现怎样的干涉图样?17. (12分) 如图所示,横截面是直角三角形AB C 的三棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB 垂直射入,从另一个侧面AC 折射出来.已知棱镜的顶角∠A =30°,AC 边平行于光屏MN ,且与光屏的距离为L .求在光屏上得到的可见光谱的宽度.18.(13分)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R,OP =3R .求玻璃材料的折射率.选修3-4光学测试题参考答案1、解析:本题考查光的直线传播的应用,地面上的圆斑,是太阳经树叶缝隙形成的像,即小孔成像.C 正确.答案:C2、解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v =nc知,单色光在玻璃中的折射率比在水,因而速度比在水中小;由v =λν知,光的频率不变,速度v 变小,波长变短.C 正确.答案:C3、解析:本题考查偏振光的概念.沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光.故正确选项为C.答案:C4、解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则由d =41λ, 得λ=4d则绿光在真空中的波长为 λ0=n λ=4nd . 故正确选项为D. 答案:D5、解析:本题考查全反射.设临界角为C ,则 sin C =n1=0.67 sin45°=22=0.707 入射角45°大于临界角C ,发生全反射. 故正确选项为A. 答案:A6、解析:本题考查光的干涉和衍射.A 正确;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹,B 正确;两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频率不同,不能叠加形成干涉条纹,但屏上有亮光,故C 正确，D 错.答案:D7、解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.答案:A8、解析:同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定发生全反射.由v =c /n 得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.答案:A9、解析:本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大,在玻璃中的折射率也逐渐增大,从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大,因此从下到上的排列顺序为紫光→红光.因为紫光的临界角最小,所以最早消失的是紫光.故正确选项为D.答案:D 10、解析:本题考查测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光线与入射光线一定不平行,但所测折射率n =21sin sin θθ仍然正确.故正确选项为C. 答案:C11、答案:一个点光源 两个振动情况总相同的光源,即相干光源 12、答案:红外线热效应 紫外线13、解析:λ水=4343==v c v v 水λ真空.答案:4314、解析:本题考查光的折射.由几何关系知折射角θ′=30°,由折射定律知 sin θ=n sin θ′=22 则θ=45°. 答案:45°15、解析:本题考查双缝干涉.由题意知23λ=2.6×10-6 m 解得λ=1.73×10-6 m. 答案:1.73×10-616、解析:本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件.根据光波的速度公式 c =λf (2分)有λ=1481074.4100.3⨯⨯=f c m=0.6329×10-6 m=632.9 nm(2分)光的路程差跟红光波长之比为 n =9.6326.2531=∆λs=4(2分)即路程差为红光波长的整数倍.因此,两束红光在该点振动加强,出现红色的明条纹.(2分) 答案:红色的明条纹17、解析:本题考查光的色散.光路如图所示.设射到屏上的红光和紫光偏离O 点的距离分别为d 1和d 2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律211sin sin 1θθ=n (2分)312sin sin 1θθ=n (2分)得sin θ2=n 1sin θ1=21n 1(1分) sin θ3=n 2sin θ1=21n 2(1分) 则d 1=L tan θ2=L2114n n -(1分)d 2=L tan θ3=L2224n n - (1分)则可见光谱的宽度为 d 2-d 1=L (21122244n n n n ---). (2分)答案:L (21122244n n n n ---)18、解析:本题考查光的折射.光路如图所示:其中一条光线沿直线穿过玻璃,可知O 点为圆心;另一条光线沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,则sin θ1=21=OB OA (3分) θ1=30°(2分)因OP =3R,由几何关系知BP =R ,则折射角θ2=60°(4分)由折射定律得玻璃的折射率为n =330sin 60sin sin sin 12=︒︒=θθ=1.73. (3分)答案:1.73。
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选修3-4光学测试题说明：本试卷分为第I 、 n 卷两部分，请将第I 卷选择题的答案填入题后括号内， 第n卷可在各题后直接作答•共100分，考试时间90分钟.第I 卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分•在每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是符合题目要求的，请把它填在括号内•1•夏日的白天，在大树下乘凉时，经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑 •关于其原因下列说 法正确的是A. 大树的缝隙是圆的，所以地面上有许多圆斑B. 是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C. 这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D. 这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的2•对于某单色光，玻璃的折射率比水大，则此单色光在玻璃中传播时3•下列关于偏振光的说法中正确的是 A. 自然光就是偏振光B. 沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C. 沿着一个特定方向振动的光叫偏振光 D ・单色光就是偏振光4. 为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相 消来减少反射光•如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为 n ，厚度为d ，它使绿光在垂直入射 时反射光完全抵消，那么绿光在真空中的波长 入°为ndB ・——4D. 4 nd■BA. 其速度比在水中大 ，其波长比在水中长B. 其速度比在水中大C. 其速度比在水中小D. 其速度比在水中小 ，其波长比在水中短 ，其波长比在水中短 dA ・—45.—束光线从折射率为 图中正确的是1.5的玻璃内射向空气 ，在界面上的入射角为 45° .下面四个光路玻璃・■6•关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是 A. 屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B. 当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时 ，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的 彩色衍射条纹C. 将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时D. 将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时从棱镜的AC 面射出后的情况是A. 两束光一定相交B. 两束光仍然平行C. 两束光的反向延长线相交D. 条件不足，无法确定8•红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时 反射，则A. 绿光一定能发生全反射B. 红光一定能发生全反射C. 三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小D. 红光在介质中的波长比它在空气中的波长长9•如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏 P ，线光源S 可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心 0•若S 从图中A 向B 处移动，在P 上先看到七色光带以后各色光陆续消失•则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是A. 红光-紫光，红光B. 紫光-红光，红光C. 红光-紫光，紫光D. 紫光-红光，紫光10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中 ，学生的实验方法和步骤完全正确，但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行，则A. 入射光线与出射光线一定不平行B. 入射光线与出射光线一定不平行C. 入射光线与出射光线一定不平行，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹 ，屏上无亮光 7•细红光束和细蓝光束垂直于 AB 面进入楔形棱镜 ，并能从AC 面射出，如图所示•这两束光，若黄光恰好发生全，测量值偏大 ，测量值偏小 ，测量值仍然正蓝光 红光AB CBAD. 入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确第n卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题5分，共25分•把答案填在题中的横线上•11.1801年英国物理学家托马斯・杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象•他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得_________ ；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得____________________________________________________________ .12.夏天,太阳光把地面晒得发热是因为太阳光中的___________ 显著；经常在矿井下劳动的工人、软骨病人要经常晒晒太阳是因为太阳光中的___________ 能促进生理作用、保障身体健康•为真空中的________14. 一单色光射入一折射率为.2的玻璃圆球，当入射角为0时，发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光线，如图所示•则角0为_______ .15. 在双缝干涉实验中，屏上一点P到双缝的路程差是2.6X 10-6 m•若P点恰是暗纹，且和中央之间还有一条亮纹，则光的波长是________ m.三、本题共3小题，共35分•解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分•有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位16. （10分）在双缝干涉实验中，用氦氖激光器作光源，其发出的红光频率为4.74 X 1014 Hz, 从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6 nm.那么该点将出现怎样的干涉图样？17. （12分）如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n i,对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入,从另一个侧面AC折射出来•已知棱镜的顶角/ A=30° ,AC边平行于光屏MN,且与光屏的距离为L•求在光屏上得到的可见光谱的宽度•MB CA N13.已知一束单色光在水中的传播速度是在真空中的-，则这束光在水中传播时的波长418. （13分）两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是0;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两R 厂条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,0A= ,0P=i3R求玻璃材料的折射率.20A选修3-4光学测试题参考答案1、解析：本题考查光的直线传播的应用，地面上的圆斑，是太阳经树叶缝隙形成的像，即小孔成像.C正确.答案:Cc2、解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化•据v= 知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大，因而速度比在水中小；由v=入V知,光的频率不变，速度v变小，波长变短.C 正确•答案:C3、解析：本题考查偏振光的概念•沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光•故正确选项为C.答案:C4、解析:本题考查薄膜干涉•设绿光在膜中的波长为入，则由d=—入，4得入=4d则绿光在真空中的波长为入0=n 入=4nd.故正确选项为D.答案:D5、解析:本题考查全反射.设临界角为C，则1sin C= — =0.67nsin 45° = =0.7072入射角45°大于临界角C，发生全反射.故正确选项为A.答案:A6、解析:本题考查光的干涉和衍射.A正确;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上出现的是单缝衍射条纹,B正确；两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光，它们的频率不同，不能叠加形成干涉条纹，但屏上有亮光，故C正确，D错.答案:D7、解析:本题考查光的折射.由于光的折射，红蓝两束光从AC面射出时均向BC面偏折, 但由于蓝光频率高于红光频率，其折射率大于红光的折射率，所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角，所以从AC面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.答案:A8、解析：同一介质对红光折射率小，对绿光折射率大，所以发生全反射时，红光的临界角最大，绿光的临界角最小.若黄光发生全反射，则绿光一定发生全反射.由v=c/n得，红光速率大，红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.答案:A9、解析：本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大，在玻璃中的折射率也逐渐增大，从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大 ，因此从下到上的排列顺序为紫光T 红光因为紫光的临界角最小，所以最早消失的是紫光.故正确选项为D.答案:D10、 解析:本题考查测玻璃折射率的实验 .由折射定律及光路可逆知，出射光线与入射光线 一定不平行，但所测折射率n =里口 仍然正确.故正确选项为C.sin 日2答案:C11、 答案：一个点光源 两个振动情况总相同的光源 ，即相干光源12、 答案:红外线热效应 紫外线3 答案：3414、 解析:本题考查光的折射•由几何关系知折射角0 ' =30° ,由折射定律知 sin 0 =nsin 0 = ------2则 0 =45 ° . 答案：45°15、 解析:本题考查双缝干涉•由题意知3 -6入=2.6 X 10 m 2解得入=1.73 X 10-6 m. 答案:1.73 X 10-616、解析:本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件 .根据光波的速度公式c=入f（2分）c 3.0 108有入=mf 4.74 1013、解析：入水=-水v空真 入3 一 4一一C V一-6=0.6329 X 10 m=632.9 nm 光的路程差跟红光波长之比为s 2531.6 n= =4九 632.9即路程差为红光波长的整数倍答案:红色的明条纹.因此，两束红光在该点振动加强 （2分），出现红色的明条纹.（2分）17、解析:本题考查光的色散 .光路如图所示门2d 2=Ltan 0 3=L -------------4-n 22 则可见光谱的宽度为18、解析：本题考查光的折射•光路如图所示其中一条光线沿直线穿过玻璃，可知O 点为圆心；另一条光线沿直线进入玻璃 ，在半圆面上的入射点为B,入射角设为0 1,折射角设为0 2,则OA 1 sin 0 1=OB 20 1=30 °设射到屏上的红光和紫光偏离 O 点的距离分别为d i 和d 2,折射角分别为0 2和0 3,入射角0 1=30°，则由折射定律（2分）1 n 2sin 刊 sin v 3得 sin 0 2=n i sin 1 0 1= n 121 sin 0 3=n 2Sin 0 1= n 22（2分）（1分）（1分）（1分）答案：L(（2分）（3分）则 d 1=Ltan 0 2=Ld 2-d 1=L （n 2因0P= ... 3 R,由几何关系知BP=R,则折射角0 2=60由折射定律得玻璃的折射率为sin * n=sin m J"60「3=1.73. （3 分）si n30答案：1.73（4分）。
选修3-4光学(含答案解析)
五年高考三年联考绝对突破系列新课标：选修3-4光学光的波动性以及光的粒子性三部分,高考对本考点的考查一般以选项题的形式出现，重点放在考查光学一些重要的规律和概念上，注重课本，加强理解；“考课本”、“不回避陈题”是高考对光学命题的特点。
“联系实际、联系生活、联系高科技”已成为高考命题的新趋向；也是这几年光学命题的热点．目前高考中几何光学已淡化了“像”的概念，侧重于“光路”的考查（折射、全反射、棱镜等），一般是考查光线的去向的定性分析和定量计算问题；同时几何光学还常与力学中的直线运动、平抛运动、圆周运动、万有引力定律等相结合命题，考查学生的分析综合能力，估计以后高考试题不会有太大的变化，但会加强对光学的物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。
光的波动内容近两年命题频率较高，对光的波动性进行考查，主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点,考查波动光学的一些初步理论、以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象；尤其是波动光学近年新增知识点有“双缝干涉的条纹间距与波长的关系”、“光的偏振现象”、“物质波”、“激光的特性及应用”等也在高考中有所体现．光的粒子性主要考查光电效应规律理解和爱因斯坦光电效应方程的熟练应用．第一部分五年高考题荟萃两年高考·精选（2008～2009）考点1 光的折射和全反射1.（09·全国卷Ⅰ·15）某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ B ）A．24mB．32mC．40mD．48m解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.2.（09·全国卷Ⅱ·21）一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边∠ABC=45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
高二物理《光学》单元检测题(选修3-4)
一．单项选择题：（共48分）1．光在两种介质的界面上发生全反射，由此可以判定（）A．光由光疏介质射向光密介质 B．光由光密介质射向光疏介质C．入射角等于临界角 D．入射角小于临界角2．对衍射现象的定性分析，不正确的是（）A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象B．衍射图样不是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论3．对于光的传播,下列说法中正确的是（）A．某一单色光在介质中的传播速度大小由介质决定B．不同颜色的光在同一种媒质中传播时，波长越短的光传播速度越快C．同一频率的光在不同媒质波长不同，而在真空中的波长最长D．同一单色光的频率随传播速度不同而改变4．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的，某一束从大气外射来的阳光，如图1所示，在所给的四个图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的图是（）5．下面是四种与光有关的事实，其中，与光的干涉有关的是（）A．用光导纤维传播信号B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．水面上的油膜呈现彩色6．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（）A．单色性 B．方向性 C．高能量 D．粒子性7．如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。
它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。
尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是（）A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射8．沙尘暴是由于土地沙化引起的一起恶劣的气象现象，对人类的生存造成极大的危害，发生尘暴时能见度只有几十米甚至几米，天空变黄发暗，这是由于在这种情况下（ ）A ．只有波长较短的一部分光才能到达地面B ．只有波长较长的一部分光才能到达地面C ．只有频率较高的一部分光才能到达地面D ．只有颜色较亮的一部分光才能到达地面9．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（ ）A ．a 、cB ．b 、cC ．a 、dD ．b 、d10．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图2所示。
人教版高中物理选修3-4第十三章光测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十三章光测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题 4.0分,共60分)1.在双缝干涉实验中，测得第一条明条纹和第三条明条纹相距 4.0×10－2m，若双缝间距为0.1 mm，双缝到光屏的距离为l＝4.0 m，则光波的波长为()10－8mA． 8.0×10－7mB． 5.0×10－8mC． 1.5×10－7mD． 1.0×2.如图所示，让白炽灯光通过偏振片P和Q，现以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是几率波3.一束光线从折射率为 1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，如图四个光路图中正确的是()A．B．C．D．4.在双缝干涉测波长实验中为了减小实验误差，可采取的办法是()A．减小屏到双缝的距离B．换用不同的滤光片进行多次测量取平均值C．增大缝的宽度D．测出多条亮纹之间的距离，再算出相邻条纹间距5.如图所示，ABC为等腰棱镜，OO′是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是()A．在同一介质中，a光光速大于b光光速B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D．在真空中，a光波长大于b光波长6.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关7.在空气中，一条光线以60°的入射角射到一平行玻璃砖的上表面ab上，如图所示．已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是()A．光线可能在ab面上发生全反射而不能进入玻璃砖B．光线肯定能从ab面进入玻璃砖且折射角为30°C．光线可能在cd面上发生全反射而不能射出玻璃砖D．光线肯定能从cd面射出玻璃砖且折射角为30°8.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加。
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选修3-4光学测试题说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内.1.夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的2.对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时 A.其速度比在水中大,其波长比在水中长 B.其速度比在水中大,其波长比在水中短 C.其速度比在水中小,其波长比在水中短 D.其速度比在水中小,其波长比在水中长3.下列关于偏振光的说法中正确的是 A.自然光就是偏振光B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D.单色光就是偏振光4.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ,厚度为d ,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为A.4dB.4nd C.4d D.4nd5.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是AD6.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光7.细红光束和细蓝光束垂直于AB面进入楔形棱镜,并能从AC面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC面射出后的情况是A.两束光一定相交B.两束光仍然平行C.两束光的反向延长线相交D.条件不足,无法确定8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长9.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光源S可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动,在P上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是PAA.红光→紫光,红光B.紫光→红光,红光C.红光→紫光,紫光D.紫光→红光,紫光10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题5分，共25分.把答案填在题中的横线上.11.1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.他用单色光照射屏上的一个小孔,是为了获得_______;由小孔射出来的光再射到两个小孔上,是为了获得_______________________________________________________.12.夏天,太阳光把地面晒得发热是因为太阳光中的_______显著;经常在矿井下劳动的工人、软骨病人要经常晒晒太阳是因为太阳光中的_______能促进生理作用、保障身体健康.13.已知一束单色光在水中的传播速度是在真空中的43,则这束光在水中传播时的波长为真空中的_______.14.一单色光射入一折射率为2的玻璃圆球,当入射角为θ时,发现恰可在球外三个不同方向上看到折射出的光线,如图所示.则角θ为_______.15.在双缝干涉实验中,屏上一点P 到双缝的路程差是2.6×10-6 m.若P 点恰是暗纹,且和中央之间还有一条亮纹,则光的波长是_______m.三、本题共3小题，共35分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(10分)在双缝干涉实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频率为4.74×1014 Hz ，从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6 nm.那么该点将出现怎样的干涉图样?17. (12分) 如图所示,横截面是直角三角形AB C 的三棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB 垂直射入,从另一个侧面AC 折射出来.已知棱镜的顶角∠A =30°,AC 边平行于光屏MN ,且与光屏的距离为L .求在光屏上得到的可见光谱的宽度.MN18.(13分)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O ;另一条光线的入射点为A ,穿过玻璃后两条光线交于P 点.已知玻璃截面的圆半径为R ,OA =2R,OP =3R .求玻璃材料的折射率.选修3-4光学测试题参考答案1、解析:本题考查光的直线传播的应用,地面上的圆斑,是太阳经树叶缝隙形成的像,即小孔成像.C 正确.答案:C2、解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v =nc知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v =λν知,光的频率不变,速度v 变小,波长变短.C 正确.答案:C3、解析:本题考查偏振光的概念.沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光.故正确选项为C.答案:C4、解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则由d =41λ, 得λ=4d则绿光在真空中的波长为 λ0=n λ=4nd . 故正确选项为D. 答案:D5、解析:本题考查全反射.设临界角为C ,则 sin C =n1=0.67 sin45°=22=0.707 入射角45°大于临界角C ,发生全反射. 故正确选项为A. 答案:A6、解析:本题考查光的干涉和衍射.A 正确;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹,B 正确;两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频率不同,不能叠加形成干涉条纹,但屏上有亮光,故C 正确，D 错.答案:D7、解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.答案:A8、解析:同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定发生全反射.由v =c /n 得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.答案:A9、解析:本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大,在玻璃中的折射率也逐渐增大,从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大,因此从下到上的排列顺序为紫光→红光.因为紫光的临界角最小,所以最早消失的是紫光.故正确选项为D.答案:D 10、解析:本题考查测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光线与入射光线一定不平行,但所测折射率n =21sin sin θθ仍然正确.故正确选项为C. 答案:C11、答案:一个点光源 两个振动情况总相同的光源,即相干光源 12、答案:红外线热效应 紫外线13、解析:λ水=4343==v c v v 水λ真空.答案:4314、解析:本题考查光的折射.由几何关系知折射角θ′=30°,由折射定律知 sin θ=n sin θ′=22 则θ=45°. 答案:45°15、解析:本题考查双缝干涉.由题意知23λ=2.6×10-6 m 解得λ=1.73×10-6 m. 答案:1.73×10-616、解析:本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件.根据光波的速度公式 c =λf (2分)有λ=1481074.4100.3⨯⨯=f c m =0.6329×10-6 m=632.9 nm(2分)光的路程差跟红光波长之比为 n =9.6326.2531=∆λs=4(2分)即路程差为红光波长的整数倍.因此,两束红光在该点振动加强,出现红色的明条纹.(2分) 答案:红色的明条纹17、解析:本题考查光的色散.光路如图所示.设射到屏上的红光和紫光偏离O 点的距离分别为d 1和d 2,折射角分别为θ2和θ3,入射角θ1=30°,则由折射定律211sin sin 1θθ=n (2分)312sin sin 1θθ=n (2分)得sin θ2=n 1sin θ1=21n 1(1分) sin θ3=n 2sin θ1=21n 2(1分) 则d 1=L tan θ2=L2114n n -(1分)d 2=L tan θ3=L2224n n - (1分)则可见光谱的宽度为 d 2-d 1=L (21122244n n n n ---). (2分)答案:L (21122244n n n n ---)18、解析:本题考查光的折射.光路如图所示:其中一条光线沿直线穿过玻璃,,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,则sin θ1=21=OB OA (3分) θ1=30°(2分)因OP =3R,由几何关系知BP =R ,则折射角θ2=60°(4分)由折射定律得玻璃的折射率为 n =330sin 60sin sin sin 12=︒︒=θθ=1.73. (3分)答案:1.73。