高中物理光学习题含解析

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物理高中光学试题答案及解析

物理高中光学试题答案及解析一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。

以下哪个选项正确描述了光的折射定律？A. 折射角总是大于入射角B. 折射角总是小于入射角C. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内D. 折射角与入射角成正比答案：C解析：光的折射定律包括三个主要方面：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；入射角与折射角的正弦之比是一个常数，与介质的性质有关。

选项C正确描述了第一个方面。

2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的衍射答案：D解析：光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时，光强分布出现增强或减弱的现象。

薄膜干涉、双缝干涉和单缝衍射都是光的干涉现象。

而光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲和扩展的现象，与干涉现象不同。

二、填空题1. 光的偏振现象是指光波的振动方向在传播过程中被限制在某一特定方向的现象。

偏振光可以通过_________来实现。

答案：偏振器2. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时。

临界角的大小由_________决定。

答案：两种介质的折射率三、简答题1. 请简述光的色散现象及其产生的原因。

答案：光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致折射角不同，从而使光波分离的现象。

产生色散的原因是由于介质对不同波长的光具有不同的折射率，即色散率。

这种现象在彩虹的形成和棱镜分光中尤为明显。

四、计算题1. 已知某介质的折射率为 1.5，光从真空进入该介质，求光的临界角。

答案：根据公式\[ \sin(C) = \frac{1}{n} \]，其中C为临界角，n为折射率。

代入数值得\[ \sin(C) = \frac{1}{1.5} = 0.6667 \]，所以临界角C可以通过取正弦的反函数求得，即\[ C =\arcsin(0.6667) \]。

高三物理物理光学试题答案及解析

高三物理物理光学试题答案及解析1.（4分）如图，在“观察光的衍射现象”试验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将（选填：“增大”、“减小”或“不变”）；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只是在情况下，光才可以看作是沿直线传播的。

【答案】减小光的波长比障碍物小的多【解析】缝隙越窄，条纹宽度越小，衍射条纹越宽，衍射现象越明显，当增加缝宽时，衍射条纹变窄，条纹间距变小。

当条纹足够宽时，几乎看不到条纹，衍射不明显，所以只有在光的波长比障碍物小的多时才可以把光的传播看做直线传播。

【考点】单缝衍射2.（05年天津卷）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（）A．5.3×1014HZ，2.2J B．5.3×1014HZ，4.4×10-19JC．3.3×1033HZ，2.2J D．3.3×1033HZ，4.4×10-19J【答案】B【解析】逸出功等于极限频率与普朗克常量的乘积，所以极限频率为5.3×1014HZ，由光电效应方程，光电子的最大动能为4.4×10-19J，B对；3.下列说法正确的是A．全息照相利用了激光相干性好的特性B．光的偏振现象说明光是纵波C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时间进程变慢了D．X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象【答案】AC【解析】光的偏振现象说明光是横波，B错；波长越长越容易发生干涉和衍射，X射线比无线电波更难发生干涉和衍射现象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．紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射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【答案】A【解析】在双缝干涉实验中,条纹间距d与入射光波长成正比,所以入射光由紫光改为红光时波长增长,条纹间距d变大,A项正确.全反射中的临界角为C,由sinC=可知,折射率越大,临界角越小,即紫光的临界角小于红光的临界角,所以紫光能发生全反射时,红光不一定能发生全反射,则B错误.金属的逸出功一定,由hν=W+Ek,紫光能使金属发生光电效应,而红光频率低不一定能使金属发生光电效应,所以C错误.在镜头前加装偏振片是为减弱玻璃反射的光对拍摄的负面影响,所以D错误.5.在柏油马路和湖面上常常遇到耀眼的炫光，它使人的视觉疲劳．这些天然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜式反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果，漫反射光是非偏振光，而镜式反射光一般是部分偏振光．由于它们是从水平面上反射的，光线的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光．要想消除这种炫光，只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了．同理，要想消除从竖直面反射来的炫光，如玻璃窗反射来的炫光，所用偏振轴应取水平方向．请回答下列两个问题：(1)某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰，这是利用什么原理？(2)市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片，为什么不用普通的带色玻璃片而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？【答案】见解析【解析】(1)在某些特定环境下，如拍摄池水中的游动的鱼时，由于水面反射光的干扰，影像会不清楚，在镜头前装一片偏振片，清除反射光(反射光为偏振光)，影像就变得清晰．(2)这种太阳镜是为了消除柏油马路和湖面上反射的耀眼的炫光，因此应用偏振片而不是带色的普通玻璃片．该反射光为水平方向的偏振光，故应使镜片的透振方向竖直．6.(1)下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是 ()A．光的波动性与机械波、光的粒子性与质点都是等同的B．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性C．光有波动性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能统一的D．光的频率越高，波动性越显著(2)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小．【答案】(1)B(2)λn ＜λe【解析】(1)光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质的区别，A选项错．大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性，B选项对．光是把粒子性和波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C选项错．光的频率越高，粒子性越显著，D选项错．故选B.(2)粒子的动量p＝，物质波的波长λ＝由mn ＞me，知pn＞pe，则λn＜λe.7. (2010年高考四川卷)用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)()A．5.5×1034 Hz B．7.9×1014 HzC．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz【答案】B.【解析】该题考查光电效应方程，由mv2＝h－W0和W＝hν可得ν＝7.9×1014 Hz，B选项正确．8. (2011年上海宝山区模拟)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、c B．b、cC．a、d D．b、d【答案】D.【解析】a图是双缝干涉图样，b图是单缝衍射图样，c是小孔衍射图样，d是单缝衍射图样，故D正确．9.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变【答案】D.【解析】金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜各处厚度几乎不变．因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．10.利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题：(1)用如图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？【答案】(1)见解析(2)1×10－7 m【解析】(1)干涉图样是利用了标准样板和被检查平面间空气膜即b、c表面反射光叠加形成的．(2)若绿光在真空中波长为λ，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：n＝＝＝即λ＝，那么增透膜厚度h＝λ＝＝ m＝1×10－7 m.11.如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1 ×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m.(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．【答案】见解析【解析】(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝，v＝λf，得：n＝，得λ1＝nλ2＝6×10－7 m光的路程差δ＝2.1×10－6 m，所以N1＝＝3.5从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹．(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝得n＝＝由此可知，B光在空气中波长λ2为：λ2＝nλ介＝5.25×10－7 m，N2＝＝4可见，用B光做光源，P点为亮条纹．(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．12.已知氢原子各定态能量为，式中n=1,2,3……,E为氢原子的基态能量。

高中物理光学知识总结及习题

➢ 光的折射、全反射和色散1．光密介质不是指密度大的介质，折射率的大小与介质的密度无关．2．由n ＝v c 知，当光从真空射向其他透明介质时，频率不变，波速和波长都发生改变． 1．光的折射(1)折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生的现象．(2)折射定律：①内容：折射光线与入射光线、法线处在，折射光线与入射光线分别位于的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成．②表达式：21sin sin θθ＝n 12，式中n 12是比例常数． ③在光的折射现象中，光路是．(3)折射率：①定义：光从真空射入某介质时，的正弦与的正弦的比值．②定义式：n ＝21sin sin θθ (折射率由介质本身和光的频率决定)． ③计算式：n ＝vc (c 为光在真空中的传播速度，v 是光在介质中的传播速度，由此可知，n >1)． 2．全反射 (1)发生条件：①光从介质射入介质；②入射角临界角．(2)现象：折射光完全消失，只剩下光．(3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝n 1 . (4)应用： ①全反射棱镜； ②光导纤维，如图所示．3．光的色散(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为光的现象．(2)色散规律：由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，即紫光偏折得更明显．当它们射到另一个界面时，光的偏折最大，光的偏最小．(3)光的色散现象说明：①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率；③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速．➢ 光的波动性1．光的干涉(1)产生干涉的条件：两列光的相同，恒定．(2)杨氏双缝干涉①原理如图所示．②产生明、暗条纹的条件a ．单色光：若路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现；若路程差r 2－r 1＝ (2k ＋1)2λ (k ＝0,1,2…)，光屏上出现． b ．白光：光屏上出现彩色条纹．③相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝λd l . (3)薄膜干涉①概念：由薄膜的前后表面反射的两列光相互叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行条纹．②应用：检查工件表面的平整度，还可以做增透膜．2．光的衍射(1)光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到区域的现象．(2)发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象．(3)各种衍射图样①单缝衍射：中央为，两侧有明暗相间的条纹，但间距和不同．用白光做衍射实验时，中央条纹仍为，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．②圆孔衍射：明暗相间的不等距．③泊松亮斑(圆盘衍射)：光照射到一个半径很小的圆盘后，在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．(4)衍射与干涉的比较➢ 对折射率的理解1．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[答案] C[解析] 由光在介质中的波速与折射率的关系式v ＝ nc 可知，n 玻＞n 水，所以v 玻＜v 水，光的频率与介质无关，只由光源决定，即光在玻璃及水中传播时ν不变，据v ＝λν，知λ玻＜λ水．C 项正确．➢ 对全反射的理解 2．(2009·浙江高考)如图11－3－4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F 点．已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝ 30°，E 、F 分别为边AB 、 BC 的中点，则 ( )A ．该棱镜的折射率为3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行[答案] AC[解析] 由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n=21sin sin θθ=2123=3， A 正确；在BC 界面上，入射角为30°，根据计算所得折射率，由折射定律易知，出射角度为60°，不会发生全反射，B 错误；光从空气进入棱镜，频率f 不变，波速v 减小，所以λ＝fv 减小，C 正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D 错误．【题型1】折射定律及折射率的应用【例1】(2008·宁夏高考)一半径为R 的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3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θ.[答案] 60°1．无论是应用折射定律，还是应用全反射分析问题，都应准确作出光路图，个别问题还要注意找出符合边界条件或恰好发生全反射的对应光线．2．光学题目经常涉及到日常生活或高科技中的光学元件，如光纤通信、照像机镜头等． 1.在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．[解析] 如图所示，设入射光线与1/4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sin α＝23① 设光线在C 点的折射角为β，由折射定律得βαsin sin =3② 由①②两式得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为30°.由折射定律得θγsin sin =31④ 因此sin θ＝23 解得θ＝60°【题型2】全反射现象、临界角及应用【例2】(2009·宁夏高考)如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A ＝30°，斜边AB ＝a ，棱镜材料的折射率为n ＝2在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．[解析] 设入射角为i ，折射角为r ，由折射定律得r i sin sin ① 由已知条件及①式得r ＝30° ②如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示．设出射点为F ，由几何关系可得∠AFM ＝90°AF ＝83a ③ 即出射点在AB 边上离A 点83a 的位置．如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示．设折射光线与AB 的交点为D . 由几何关系可知，在D 点的入射角 θ ＝60° ④应用折射定律进行相关计算时，关键是做好光路图，确定入射角和折射角.设全反射的临界角为θC ，则 sin θc ＝n1 ⑤ 由⑤和已知条件得θC ＝45° ⑥ 因此，光在D 点发生全反射．设此光线的出射点为E ，由几何关系得∠DEB ＝90°BD ＝a －2AF ⑦BE ＝DB sin30° ⑧联立③⑦⑧式得BE ＝81a 即出射点在BC 边上离B 点81a 的位置．以45°的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜，对应两个入射方向，解答本题时易出现漏解现象．【题型3】光的色散问题分析【例3】abc 为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图11－3－7所示．一束白光垂直入射到ac 面上，在ab 面上发生全反射，若光线入射点O 的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑自bc 面反射的光线)，则：(1)使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab 面，则哪种色光首先射出？(2)使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，哪种色光首先射出ab 面？[思路点拨] 解答本题时应注意以下四个方面：(1)明确各种色光折射率的大小关系．(2)比较白光转动时各色光折射角的大小．(3)明确各色光在ab 面上入射角变化．(4)根据临界角大小作出判断．[答案] (1)红光 (2)无光射出ab 面[解析] (1)白光垂直入射ac 面后直射到ab 面，入射角为45°，发生全反射说明棱镜的临界角C ≤45°，这是对从红光到紫光的所有色光说的．当入射光顺时针偏转时，在ac 面上发生色散，不同色光折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，如图所示，射到ab 面上时红光入射角小，紫光入射角大，但它们都小于45°.另一方面，棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大．因此，入射光顺时针逐渐偏转时，在ab 面上红光的入射角将首先小于临界角而射出ab 面．(2)如果入射光逆时针偏转，则经ab 面上的红光、紫光的入射角都大于45°，都发生全反射而不可能从ab 面射出．【课时作业】 1．(2009·天津高考)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，蓝光的折射角较大C ．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光的临界角较大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［答案］C［解析］在光的折射和干涉现象中有这样四个公式：v ＝ n c ， n 21sin sin θθ，sinC =n 1，dl x λ=∆据此结合题目中的条件可知只有C 正确．2．如图11－3－8所示，一束细光线a 射到Ⅰ、Ⅱ两种介质的临界面后，反射光束只有b ，折射光束只有c .下列说法正确的是（）A ．若a 是复色光，则b 、c 都一定是复色光B ．若a 是单色光，则b 、c 都一定是单色光C ．若b 是复色光，则a 、c 都一定是复色光D ．若b 是单色光，则a 、c 都一定是单色光［答案］BD［解析］光射到两种介质界面上，一定有反射，但不一定有折射；不同频率的光入射角相同时，折射角一定不同．若a 是复色光，b 一定是复色光，而折射光线只有c ，c 一定是单色光，而且只有这种频率的光发生了折射，其余频率的光都发生了全反射．若b 是复色光，说明a 是复色光，但c 只能是单色光．若b 是单色光，说明a 一定是单色光，因此c 也一定是单色光．3．如图所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以折射率比玻璃稍低的介质包覆．若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为θ，则下列有关此光线传递方式的叙述，正确的是 ( )A ．不论θ为何值，光线都不会发生全反射B ．不论θ为何值，光线都会发生全反射C ．θ够小时，光线才会发生全反射D ．θ够大时，光线才会发生全反射［答案］C［解析］发生全反射的条件之一是入射角i 要等于或大于临界角C ，即光线传播到光纤侧面时的入射角i 应满足i ＝90°－θ≥C ，θ≤90°－C ，故选项C 正确．4．(2008·上海高考)在杨氏双缝干涉实验中，如果 ( )光垂直界面入射时传播方向不发生改变，但不垂直界面时光线要发生折射，红光折射率小，紫光折射率大，发生全反射时红光临界角大于紫光的临界角．本题中还要注意改变光路的两种情况要分别考虑，作出光路图找出在ab 界面上的入射角与临界角的关系再判断．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 ．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D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上呈现间距不等的条纹［答案］BD［解析］在双缝干涉实验中，用白光作为光源，将得到彩色条纹，用红光作为光源，将得到红黑相间的条纹．用不同颜色的光分别照射两缝，得不到干涉条纹．用单色光照射一条缝，得到衍射条纹．5．如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其折射率n ＝2，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆面上有光线射出的范围是多大？［答案］半圆面对应的圆心角在90°范围［解析］这束平行光束垂直于平面部分射入玻璃砖，其传播方向不变，射至半圆面上时，一部分光线因发生全反射而不会射出．设其中一条光线刚好以临界角射向圆柱面而发生全反射，这条光线外侧的光线射向圆柱面时，入射角均大于临界角，都将发生全反射，如图所示．由图可知，在M 点刚好发生全反射时，∠C ＝arcsin n1＝45° 即α＝45°，由此可知，有光线射出的范围在MN 间，即对应的圆心角2α＝90°.。

高二物理物理光学试题答案及解析

高二物理物理光学试题答案及解析1.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E=hν表明光子具有波的特征【答案】D【解析】光的波粒二象性的说法指的是：频率较大的光粒子性较强，频率小的光波动性较强；大量光子往往表现为波动性，少量光子变现为粒子性。

光子和电子不是同种粒子，光波和机械波也是不同种波；光子说中光子的能量E=hν，光子的能量与频率有关，表明光子具有波的特征。

选项D正确。

【考点】光的波粒二象性。

2.对光的认识，下列说法中正确的是 ( )A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显【答案】ABD【解析】大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性．故A正确；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故B正确；光具有波粒二象性即光既具有波动性又有粒子性．故C错误；光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性，故D正确；故选ABD．【考点】光的波粒二象性．点评：宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性．3.下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）【答案】C【解析】A说明原子核式结构，A错；选项B说明光具有波动性，B错；选项D说明射线能够使照相底片感光，D错；4.关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是（）A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应【答案】D【解析】由光电效应方程可知Ａ错；在发生光电效应的前提下光电流强度与入射光强度成正比，B错；入射光的频率越大产生光电子的初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要小，C错；5.下列哪些现象是光的衍射产生的A．天空出现彩虹B．著名的泊松亮斑C．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹D．通过狭缝看日光灯会出现彩色条纹【答案】BD【解析】天空出现彩虹是光的色散作用，A错；肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹是光的色散作用，C错；6.在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目【答案】A【解析】根据爱因斯坦的光电效应方程：，光电子的最大初动能只与入射光的频率在关，与其它无关。

高二物理物理光学试题答案及解析

高二物理物理光学试题答案及解析1.下列说法正确的是__________A．光的偏振现象证明了光波是纵波B．对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去C．泊松亮斑说明了光具有波动性D．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象【答案】 BCD【解析】光的偏振现象证明了光波是横波，即振动方向与传播方向相垂直，而纵波的振动方向与传播方向共线，故选项A错误；波产生明显衍射的条件是缝、孔、障碍物的尺寸大小与波长差不多或比波长小，因此波长越长的波越容易发生明显的衍射现象，故选项B正确；泊松亮斑属于光的衍射现象，它是波特有的现象，故选项C正确；两块捏紧的玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白炽灯的白光，产生的干涉条纹为彩色条纹，故选项D正确。

【考点】本题主要考查对光的偏振、波产生明显衍射的条件、泊松亮斑、光的干涉等知识的识记与理解问题，属于中档偏低题。

2.下列说法正确的是A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的【答案】B【解析】用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散，A错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．故B正确．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉，C错误；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，D错误；故选B【考点】考查了光学现象产生的原因点评：基础题，要求对生活中常见的光学现象产生的原因一定要掌握3.对不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是 ( )A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体【答案】CD【解析】表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故AB 错误，CD正确故选CD【考点】不确定性关系点评：不确定性关系是指：（1)粒子的动量不可确定(2)粒子的坐标不可确定（3)粒子的动量和坐标不可能同时准确的确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他粒子。

高中物理《光学实验》练习题(附答案解析)

高中物理《光学实验》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．在做“测定玻璃的折射率”的实验中，如果使用的玻璃砖的两个表面aa′、bb′明显不平行，则对其他做法都正确的情况下，所测得的折射率将（）A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定2．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( )A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1mB．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cmC．h＝1mm，d＝10cm，l＝1mD．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，光源与屏之间应依次放置（）A．单缝、滤光片、双缝B．滤光片、单缝、双缝C．滤光片、双缝、单缝D．双缝、单缝、滤光片4．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针1P和2P，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针3P和4P，在插3P和4P时，应使（）A．3P只挡住1P的像B．4P只挡住2P的像C．3P同时挡住1P、2P的像5．如图所示为双缝干涉的实验装置，图中有四个光学元件的名称空缺，关于它们的名称正确的是（）A．①单缝②滤光片③双缝B．①滤光片②双缝③遮光筒C．②凸透镜③双缝④遮光筒D．①凸透镜②单缝③双缝6．利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中不正确．．．的是（）A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将绿色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变大C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变D．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加7．对于以下的光学现象说法中正确的是（）A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝1S、2S间的距离d，相邻亮条纹间距离x将增大B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波8．在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，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，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移二、多选题9．某同学在做双缝干涉实验时，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．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强10．如图所示，在用玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，如果所用的玻璃砖ABCD的上表面AB和下表面CD不严格平行（AD略大于BC），下列说法中正确的是（）A．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行，因此对实验结果产生系统误差B．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行，但不会因此对实验结果产生影响C．沿着从纸外向纸里的方向看，射出光线c相对于入射光线a有顺时针方向的微小偏转D．沿着从纸外向纸里的方向看，射出光线c相对于入射光线a有逆时针方向的微小偏转11．在用双缝干涉测量单色光的波长实验中，做好如丙图所示调整后，在单缝与光源之间放上红色滤光片就可见到红光的双缝干涉图样。

高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)

高中物理《物理光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．从调谐电路接收到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程是（）A．调谐B．解调C．调频D．调幅2．关于电磁场和电磁波的说法中，下列叙述正确的是（）A．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播C．安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D．麦克斯韦建立了经典电磁理论，并证实了电磁波的存在3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波4．以下关于电磁波的说法不正确的是（）A．医院B超发出的超声波是电磁波B．无线通信是用电磁波进行传播的C．遥控器发出的红外线是电磁波D．透视使用的X射线是电磁波5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10分至20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射6．衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，可以利用衍射图样分析结构，如通过X射线在晶体上衍射的实验，证实了各种晶体内部的微粒是按一定规则排列着的。

如图所示为一束光经过某孔洞后的衍射图样，则该孔洞的形状可能是（）A．B．C．D．7．如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。

下面的说法中正确的是（）A．在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B．b侧光更容易产生衍射现象C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＞Δxb8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（）A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉的原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹10．下列关于光的说法正确的是（）A ．光的偏振现象说明光是一种横波B ．立体电影是利用了光的衍射现象C ．利用激光的相干性好可以进行精准的测距D ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象11．2022年8月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳h α波段光谱扫描成像，这相当于给太阳低层大气做了“CT ”扫描。

高中物理光学综合题解析

高中物理光学综合题解析光学是高中物理中的一个重要分支，也是学生们常常遇到的难题之一。

在光学综合题中，学生需要综合运用光的传播规律、光的反射和折射规律、光的波动性质等知识，解答与光学相关的问题。

本文将通过具体的题目举例，分析和说明光学综合题的考点和解题技巧，帮助高中学生更好地应对光学综合题。

题目一：一束平行光垂直入射到一块厚度为t的玻璃板上，经过折射后，光线成为倾斜角为θ的光线。

若玻璃的折射率为n，求玻璃板的折射率。

解析：这道题考察了光的折射规律和折射率的计算。

根据光的折射规律，入射角i和折射角r满足sin i/n = sin r，其中n为玻璃的折射率。

由题目可知，入射光线垂直入射，即入射角i为0°，折射光线倾斜角为θ。

代入折射规律，得到sin 0/n = sin θ，即n = sin θ。

因此，玻璃板的折射率为sin θ。

题目二：一束光从空气中垂直入射到一个折射率为n1的透明介质中，经过一段距离后再从该介质垂直射出，射出点与入射点的距离为d。

若该介质的厚度为t，求该介质的折射率。

解析：这道题考察了光的折射规律和折射率的计算。

根据光的折射规律，入射角i和折射角r满足sin i/n1 = sin r，其中n1为介质的折射率。

由题目可知，入射光线垂直入射，即入射角i为0°。

设射出点与入射点的距离为x，则从入射点到射出点的距离为d，即光线在介质中传播的距离为t-x。

根据光的折射规律，得到sin0/n1 = sin(90°-θ)，即n1 = sin(90°-θ)。

由几何关系可知，sin(90°-θ) = x/(t-x)。

整理得到n1 = x/(t-x)。

题目三：一束光从空气中垂直入射到一个厚度为t的平行板组中，第一块平行板的折射率为n1，第二块平行板的折射率为n2。

若光线经过平行板组后再从第一块平行板垂直射出，射出点与入射点的距离为d。

求第一块平行板的折射率n1。

高考物理新光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案解析(3)

高考物理新光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案解析(3)一、选择题1．如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是A．增大④和⑤之间的距离B．增大③和④之间的距离C．将绿色滤光片改成蓝色滤光片D．增大双缝之间的距离2．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（）A．振荡电流i在增大B．电容器正在放电C．磁场能正在向电场能转化D．电场能正在向磁场能转化3．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4．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B．蓝光．紫光．红光．橙光C．紫光．蓝光．橙光．红光D．紫光．橙光．红光．蓝光5．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻．．的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是A．P0点和P1点都是亮条纹B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹C．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距D．若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，紫光的衍射现象更明显6．如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A．质点A为振动加强点，经过半个周期，这一点变为振动减弱点B．质点B为振动减弱点，经过半个周期，这一点变为振动加强点C．质点C可能为振动加强点，也可能为振动减弱点D．质点D为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱7．关于电磁场和电磁波理论，下面几种说法中正确的是A．在电场的周围空间一定产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C．振荡电场在周围空间产生振荡磁场D．交替产生的电磁场形成电磁波，只能在大气中传播8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在D．无线电波的波长小于可见光的波长9．下列四种现象不属于光的衍射现象的是A．太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子B．不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C．用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环D．通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹10．下列应用没有利用电磁波技术的是A．无线电广播 B．移动电话 C．雷达 D．白炽灯11．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生稳定的电场，变化的电场可产生稳定的磁场B．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯可看到彩色条纹，这是光的折射现象，C．通过测定超声波被血流反射回来其频率的变化可测血流速度，这是利用了多普勒效应D．光的偏振现象说明光是一种纵波12．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是A．在真空中的传播速度更快B．在真空中的波长更长C．衍射的本领更强D．频率更高，相同时间传递的信息量更大13．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光最先消失B．在该三棱镜中a光波速小于b光C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高14．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象15．ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光()A．在真空中，a光的传播速度比b光的大B．在棱镜内，a光的传播速度比b光的小C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小16．关于机械波与电磁波的说法中，正确的是A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息17．如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是A．红光→紫光，红光B．红光→紫光，紫光C．紫光→红光，红光D．紫光→红光，紫光18．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快19．目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz～1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是（）A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m～150m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离20．下列说法中正确的是（）A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生明线光谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱21．第一次通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是( ) A．法拉第B．安培C．奥斯特D．赫兹22．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是A．水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大B．在水中a光的临界角比b光的临界角大C．在水中a光的速度比b光的速度小D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距23．如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是()A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b24．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的( )A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理B．B 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄25．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（）A．真空中，a光的频率比较大B．同一介质中，a光传播的速度大C．a光光子能量比较大D．同一介质对a光折射率大【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】【详解】依据双缝干涉条纹间距规律△x=Ldλ，可知：增大④和⑤之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故A正确．△x与单缝和双缝间的距离无关，故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故B错误．绿光的波长比蓝光长，由上知，将绿色滤光片改为蓝色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误．增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误．故选A．【点睛】本实验中要获得相干光源，方法是利用滤光片、单缝、双缝组合得到，要知道装置的原理．记住条纹间距的表达式△x=Ldλ，并理解其中各个量的含义．2．C解析：C【解析】【详解】通过图示电流方向为电流流向正极板，知电容器在充电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化；故选C。

高三物理光学试题答案及解析

高三物理光学试题答案及解析1.下列说法正确的是A．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。

B．在地球上如果测到来自遥远星系上的元素发出的光波波长变长，说明该星系在离我们远去C．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者往往会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。

D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小【答案】BCD【解析】略2.如图所示，有两束颜色相同的、间距为的平行细光束以相同的入射角射到成角的平行玻璃砖上表面，则从玻璃砖下表面射出的光线：A．成为会聚光束B．成为发散光束C．仍是平行光，但宽度大于D．仍是平行光，但宽度小于【答案】D【解析】入射光线经过平行玻璃砖，出射光线传播方向不改变，所以从玻璃砖下表面射出的光线仍是平行光，但是由于光从空气进入玻璃折射角小于入射角，所以出射点向内偏折，致使出射光线宽度小于d故选D3.如图所示，用折射率n=的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳。

一束与平行的平行光射向此半球的外表面，若让一个半径为的圆形遮光板的圆心过轴，并且垂直该轴放置。

则球壳内部恰好没有光线射入。

求：（1）临界光线射入球壳时的入射角θ1和折射角θ2（2）球壳的内径【答案】（1）（2）【解析】：（1）由题图和几何知识由折射率的定义式，联立解出，（2）对临界光线，在题图△oab中，由正弦定理：联立解出．【考点】考查了光的折射4.如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，A=30。

它对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。

在距AC边d2处有一与AC平行的光屏。

现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边上的P点射入棱镜，其中PA的长度为d1。

①为了使紫光能从AC面射出棱镜，n2应满足什么条件？②若两种光都能从AC面射出，求两种光从P点到传播到光屏MN上的时间差。

【答案】①n2＜2；②【解析】①由题意可知临界角为：C＞30°而联立解得：n2＜2②两种光在棱镜中的路程相同，均为：x=d1tan30°两种光在棱镜中传播的时间差为：红光在棱镜AC面上发生折射时有：紫光在棱镜AC面上发生折射时有：两种光在空气中传播的时间差为：因而两种光传播的时间差为：△t=△t1+△t2=【考点】光的折射定律.5.如图所示，宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面，入射角为60°，光束中包含两种波长的光，玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1＝，n2＝，光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束，求玻璃砖的厚度d为多少？ (已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，结果可用根式表示)．【解析】光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束，，即光线1最右侧恰与光线2最左侧交于一点。

高中物理经典：几何光学-经典例题精选全文完整版

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51几何光学
授课内容：
例题１、求视深。

设水下h处有一物体，从它的正上方水面观察，看到的物体的像在什么位置？设水的折射率为n。

例题2、如图一个储油桶的底面直径与高均为d，当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。

当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，CB两点距离d/4。

求油的折射率和光在油中传播的速度。

Ａ
d
Ｂ
例题3、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存在大气层的情况相比（）
A、将提前
B、将延后
C、不变
D、在某些地区将提前，在另一些地区将延后。

例题4、如图所示，两块同样的的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。

一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中
A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
D．只能是4、6中的某一条
例题5、例题5. 光线由介质A进入介质B，入射角小于折射角，由此可知（）
A、介质A是光密介质
B、光在介质A中的速度大些
C、介质A的折射率比介质B的小
D、光从介质A进入介质B不可能发生全反射
例题6. 如图所示，一立方体玻璃砖，放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面，若全反射临界角为42°，问：
（1）这光线能否从侧面射出?
（2）若光线能从侧面射出，
玻璃砖折射率应该满足何条件?
i r。

高中物理试题与解析-第四章光学综合训练

第四章综合训练一、选择题1．光在生产、生活中有着广泛的应用，下列对光的应用的说法正确的是()A．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象B．光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象C．3D电影技术利用了光的干涉现象D．全息照相利用了光的偏振现象答案 B解析光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，A项错误；光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维，光在其中传播过程发生全反射，因此光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象，B项正确；3D电影技术利用了光的偏振现象，C项错误；全息照相利用了光的干涉现象，D项错误．故选B项．2．夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振动方向与路面平行．人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃制成的，镜片的透振方向应是() A．竖直的B．水平的C．斜向左上45°D．斜向右上45°答案 A解析夏天，柏油路面上的反射光对人的眼睛刺激过大，为了减弱对人眼睛的影响，人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃材料制成的偏振片，该偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直，由于反射光的振动方向与路面平行，则镜片的透振方向应该沿竖直方向．故选A项．3．某同学在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，使用激光器作光源，进行光的衍射实验，如图所示．则他在光屏上看到的条纹是下面图中的()答案 B解析根据衍射条纹的特点，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距，故B项正确、A、C、D三项错误．故选B项．4．光在某种玻璃中的传播速度是3×108m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°，则入射角应是()A．30°B．60°C．45°D．90°答案 A解析依题意做出光路图，如图所示折射率为n＝c v＝3，设入射角为θ1，则有n＝sin θ2sin θ1＝cos θ1sin θ1，解得θ1＝30°.故选A项．5．潜水员在水面下能看到水面上的全部景物，因为水面上方360°范围内，射入水中的光线全部集中在顶角为θ的一个倒立圆锥内(如图为其中一个截面)，对此现象，下列说法正确的是()A．潜水员潜得越深，角θ越大B．潜水员潜得越深，角θ越小C．潜水员深度为某个值时，角θ最大D．角θ的大小与潜水员的深浅位置无关答案 D解析由题意，根据折射定律可得sin θ2＝1n，显然角θ的大小只与水的折射率n有关，与潜水员的深浅位置无关．故选D项．6．(多选)市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品产生的热效应大大降低，因而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯能降低热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是()A.λ4B.λ2 C.3λ4D ．λ 答案 AC 解析要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线的影响，在薄膜的两个界面上的反射光相干涉后应互相抵消，路程差应满足2d ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0，1，2，3，…)，可得所镀薄膜的厚度d ＝(2n ＋1)λ4(n ＝0，1，2，3，…)，当n ＝0时，d ＝λ4；当n ＝1时，d ＝3λ4，不可能等于λ2或λ.故选A 、C 两项．7．如图所示为两横截面为等腰三角形的玻璃棱镜，其中ab ∥a ′b ′，ac ∥a ′c ′，bc ∥b ′c ′.一入射光线由空气经两玻璃棱镜折射后射出来，则出射光线( )A ．一定是光线2B ．一定是光线3C ．可能是光线1、4D ．可能是光线1、3答案 B解析由于ab ∥a ′b ′，可将aba ′b ′等效为平行玻璃砖，出射光线平行于入射光线，因而出射光线不可能是光线4、5、6，入射光线AO 经棱镜abc 折射，出射光线向底边bc 偏折，再将aca ′c ′视为平行玻璃砖，光线射出后将向a ′方向侧移，如图所示，所以从a ′b ′射出的光线一定是光线3.故选B 项．8．如图所示，MON 为柱状扇形透明介质的横截面，扇形的半径为R 、圆心为O ，A 点在OM 上且O 、A 两点的距离为63R ，P 为圆弧MN 的中点．一细束单色光以入射角i ＝60°从A 点射入介质，折射光线恰好通过P 点，已知∠APO ＝45°，则介质对该光的折射率n 为( )A. 2B. 3C.32D.62 答案 B解析在△POA 中，根据正弦定理有R sin ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫π2－r ＝63R sin π4，可得r ＝ 30°，根据光的折射定律n ＝sin i sin r ，解得n ＝ 3.故选B 项．9．(多选)图中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S 1和S 2间距为0.80 mm ，双缝到屏的距离为0.80 m ，波长为500 nm 的单色平行光垂直入射到双缝S 1和S 2上，在屏上形成干涉条纹．中心轴线OO ′上方第一条亮条纹中心位置在P 1处，第三条亮条纹中心位置在P 2处，现有两只虫子分别从S 1和S 2同时出发以相同速率10－3 m/s用最快路线飞到屏幕上某条纹上．下列说法正确的是( )A ．若二者都飞到O ′，它们所花时间一样B ．若二者都飞到P 1，它们所花时间一样C ．若二者都飞到P 2，它们所花时间相差1.5 msD ．P 1与P 2相距1 mm答案 ACD解析两只虫子分别从S 1和S 2到O ′，距离相同，速率相同，所用的时间也相同，A 项正确；1号虫子从S 1到P 1的路程与2号虫子从S 2到P 1的路程不同，速率相同，所用的时间不同，B 项错误；1号虫子从S 1到P 2的路程与2号虫子从S 2到P 2的路程之差为3λ，Δt ＝3λv ＝1.5ms ，C 项正确；根据双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L d λ得出相邻条纹间距为0.5 mm ，则得出P 1P 2在屏幕上的坐标分别为0.5 mm 、1.5 mm ，P 1与P 2相距1 mm ，D 项正确．故选A 、C 、D 三项．10．道威棱镜是医用内窥镜的重要组成部分，如图1所示，其截面ABCD 为等腰梯形如图2所示，E 、F 分别是AC 和AB 的中点．一细光束平行AB 边从E 点射入，折射后射向F 点．已知∠BAC ＝∠ABD ＝45°，CD 边长和梯形的高分别为2a 、a ，不考虑光束的多次反射，则细光束( )A ．一部分在F 点反射，一部分出射B ．AC 面上的入射角逐渐减小至零，光束均不会从AB 面射出C ．AC 面上的入射点逐渐上移，光束将在BD 面上发生全反射D ．AC 面上的入射点逐渐上移，光束在棱镜中的传播时间变长答案 B解析由几何关系知，AC 面上的折射角为45°2＝22.5°，由n ＝sin 45°sin 22.5°≈1.85，C ＝arcsin 11.85≈arcsin 0.54>arcsin 0.5＝30°，当光束射向F 点时，入射角为67.5°将发生全反射，故A 项错误；根据对称性，AC 面上的入射点逐渐上移过程中，光束在BD 面上的入射角均为22.5°，不会发生全反射，故C 项错误；光束在棱镜中的光程相等，时间不变，故D 项错误；当AC 面上的入射角减小至零时，AB 面上的入射角为45°，仍将发生全反射，光束均不会从AB 面射出，故B 项正确．故选B 项．11．(多选)2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图2所示．光线a 沿半径方向入射玻璃砖，光线b 与光线a 平行，两束光线之间的距离设为x ，已知玻璃砖内圆半径为R ，外圆半径为2R ，折射率为2，光在真空中的速度为c ，不考虑反射光线，下列关于光线b 的说法正确的是( )A ．当x >2R 时，光不会经过内圆B ．当x ＝2R 时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°C ．当x ＝22R 时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线平行D ．当x ＝22R 时，光从内圆通过的时间为2R c答案 AD解析当折射光线恰好和内圆相切时，光恰好不会通过内圆根据几何关系得sin i ＝x 2R ，sin r ＝R 2R ，根据折射率公式n ＝sin i sin r ，代入数据解得x ＝2R ，因此当x >2R 时，光不会经过内圆，故A 项正确；由上得i ＝45°，r ＝30°，由几何分析可知，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角小于45°，故B 项错误；当x ＝22R 时，由几何分析可知，光线从外圆射出的方向不可能与图中入射光线平行，由几何关系，sin θ1＝24，根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2＝sin θ4sin θ3，R sin θ2＝2R sin （180°－θ3）可以得到sin θ4＝22，因此光从内圆通过距离为L ＝2R cos θ4＝2R ，光从内圆通过的时间为2R c ，故C 项错误，D 项正确．故选A 、D 两项．12．(多选)如图所示，截面为半圆形的透明介质的圆心为O 、半径为R .一束单色光从直径上的P 点平行截面射入，入射角θ1＝60°，在圆弧上Q 点射出的出射角θ2＝30°，已知P 点到圆心O 的距离为R 3.下列说法正确的是( )A ．透明介质对单色光的折射率为1.5B ．单色光在透明介质中传播速度为3×108 m/sC ．当sin θ1＝3010时，出射光线与入射光线互相平行D ．若改变入射角度θ1，光线可能在圆弧面发生全反射答案 BC解析如图所示根据正弦定理可得R sin ∠2＝R 3sin ∠3，又sin 2∠1＋sin 2∠2＝1，根据折射定律可得n ＝sin θ1sin ∠1＝sin θ2sin ∠3，联立解得n ＝3，故A 项错误；根据v ＝c n ，代入数据可得v ＝3×108 m/s ，故B 项正确；如图所示若sin θ1＝3010，根据折射定律可得sin ∠4＝1010，则sin ∠5＝31010，根据正弦定理R sin ∠5＝R 3sin ∠6，解得sin ∠6＝1010，根据折射定律sin ∠7sin ∠6＝n ，解得sin ∠7＝3010，结合几何关系可得出射光线与入射光线互相平行，故C 项正确；当入射光线垂直PO 入射时，从介质中射出的折射角最大，如图所示根据几何关系可得sin ∠8＝13<1n ＝33，没有发生全反射，则无论入射角度θ1为何值，都不可能在圆弧面发生全反射，故D 项错误．故选B 、C 两项．二、实验题13．如图所示，在测定玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜，并确定AB 和AC 界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P 1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．(1)此后正确的操作步骤是________．A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像D．插上大头针P4，使P4挡住P3以及P1和P2的像(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)，为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图甲、乙所示，能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(填“甲”或“乙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)．答案(1)BD(2)乙ED FG解析(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，故B、D两项正确．(2)能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是题图乙，n ＝sin θ1sin θ2＝EDOD FG OG＝EDFG .14．某学习小组在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中：(1)用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，如图甲所示，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示为________ mm ；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示为________ mm ，则相邻亮条纹的中心间距Δx ＝________ mm.(结果保留三位有效数字)(2)已知双缝间距d ＝0.3 mm ，双缝到光屏之间的距离L ＝1.0 m ，则红色光的波长λ＝________m ．(结果保留三位有效数字) 答案 (1)2.320 18.870 2.36 (2)7.08×10－7解析 (1)题图乙螺旋测微器固定刻度示数为2 mm ，可动刻度示数为32.0×0.01 mm ，两者相加为2.320 mm ；题图丙螺旋测微器固定刻度示数为18.5 mm ，可动刻度示数为37.0×0.01 mm ，两者相加为18.870 mm ；相邻亮条纹的中心间距Δx ＝18.870－2.3208－1 mm ≈2.36 mm.(2)依据双缝干涉条纹间距规律可得λ＝ΔxdL ＝7.08×10－7 m. 三、计算题15．一束由红光和蓝光组成的复合光束射向足够长的平行玻璃砖上表面，该光束与玻璃砖上表面的夹角为θ＝30°，复色光经折射后从玻璃砖的下表面射出时被分成两束平行光且出射点的间距为a .已知该玻璃对红光的折射率为n 1＝62，对蓝光的折射率为n 2＝ 3.求：(1)红、蓝两种色光在玻璃砖上表面的折射角； (2)玻璃砖的厚度d .答案 (1)45° 30° (2)3＋32a 解析 (1)光路图如图所示入射角i ＝90°－θ＝60°由折射定律有n 1＝sin i sin r 红，n 2＝sin isin r 蓝，解得r 红＝45°，r 蓝＝30°.(2)红光、蓝光的入射点和出射点间水平距离分别设为Δx 红、Δx 蓝，由题意可知，红光与蓝光出射点间距为a ，由几何关系有a ＝Δx 红－Δx 蓝＝d －33d 解得d ＝3＋32a .16．一水池宽d ＝1.2 m ，深h ＝1.6 m ，在水池边上直立一根高H ＝0.8 m 的木杆AB ，一光源D 发射激光束，光源D 位于水池口部F 正下方0.8 m 处．当水池中没有水时，光源发出的光刚好照到B 点．不改变光源的方向，当池内装满水时，光源发出的光照到木杆上的E 点，AE ＝0.45 m.(1)求水的折射率；(2)将光源移到底部的G 点，当池内装满水时，改变发射激光束的方向，光束能否在水面发生全反射？答案 (1)43 (2)不会解析 (1)光路图如图甲由几何关系知sin α＝d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22＋（AE ）2＝0.8，sin β＝d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h 22＝0.6所以折射率为n ＝sin αsin β＝43.(2)如图乙当激光束照射A 点时入射角θ最大，此时sin θ＝dd 2＋h 2＝35临界角C 满足sin C ＝1n ＝34，由于θ<C ，所以光束不会在水面发生全反射．17．如图，截面为等腰直角三角形ABC 的玻璃砖，∠B ＝90°，一束频率为f ＝5×1014 Hz 的光线从AB 面中点处垂直射入棱镜，在AC 面发生全反射，从BC 面射出后，进入双缝干涉装置．已知AC 长度l ＝0.15 m ，双缝间距d ＝0.2 mm ，光屏离双缝L ＝1.0 m ，光在真空中的传播速度为c ＝3.0×108 m/s.求： (1)玻璃砖的折射率的最小值n ； (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t ； (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx .答案 (1)2 (2)5×10－10 s (3)3×10－3 m 解析 (1)设玻璃砖的折射率的最小值n sin C ＝1n 解得n ＝ 2.(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t 为t ＝2·l2sin 45°v 光在玻璃中传播的速度为v ＝c n 解得t ＝5×10－10 s.(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx Δx ＝L d λλ＝cf解得Δx ＝3×10－3 m.18．如图所示有一个光学透镜，左侧与y 轴重合，水平对称轴与x 轴重合，ABC 为半径为R 的圆弧，其圆心为O ，∠AOB ＝∠BOC ＝θ＝60°.有一束平行于x 轴的光线从PQ 间入射透镜，OP 距离为R2，已知透镜的折射率为n ＝3，光速为c ，只考虑每个光学表面的折射，求：(1)沿P 点入射的光线从P 点传到x 轴的时间t ； (2)从AB 面上射出的光线的出射点离开x 轴的最大距离； (3)光线经过AB 面折射后可以照到x 轴上点的最小坐标值．答案 (1)5R 2c (2)33R (3)6R 2解析 (1)沿P 点入射的光线，在ABC 面上D 处发生折射，由几何关系可知，入射角i ＝30° 根据折射定律sin rsin i ＝3 可得r ＝60°可知△ODE 为等腰三角形，因此s DE ＝R 光线在透镜内的传播速度v ＝c n ＝c3在透镜中的传播时间t 1＝R cos 30°v＝32R c 3＝3R2c 从D 传到E 的时间t 2＝Rc因此从P 点传到x 轴的时间t ＝t 1＋t 2＝5R2c .(2)最大距离时，入射角恰好为临界角，由于sin C ＝1n 因此最大距离d ＝R sin C ＝33R . (3)根据正弦定理sin r x ＝sin （r －i ）R 而sin rsin i ＝3 联立整理得x ＝3R3cos i －1－3sin 2i随着入射角i 的增大，坐标x 逐渐减小，当入射角达到临界角C 时，x 取最小值，代入数据得x ＝6R2.。

高中物理几何光学练习题(含解析)

高中物理几何光学练习题学校:___________姓名：___________班级：_____________一、单选题1．下列说法正确的是（）A．光纤通信是光的色散的应用P原子核经过一个半衰期后，一定剩下4个没有衰变的原子核B．8个3015C．原子核的比结合能越大，原子核就越稳定D．光的干涉、衍射现象证实了光具有波动性，偏振现象证实光是纵波2．如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。

一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（）A．在冰晶中，b光的传播速度较大B．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽3．如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（）A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射4．关于下列现象说法正确的是（）A．晨光照射下的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射B．火车进站鸣笛时，车站中的乘客听到的频率小于火车鸣笛发出的频率C．电视台发射信号要使用频率较高的电磁波是因为高频电磁波在真空中传播速度更快D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理5．如图所示，光束沿AO方向从空气射向某种介质，折射光线沿OB方向。

下列说法正确的是（）A．这束光从空气进入介质后速度会增大B．这束光从空气进入介质后频率会减小C．这束光从空气进入介质后波长会减小D．若这束光沿BO方向从介质射向空气，可能会发生全反射现象6．物理来源于生活又服务于生活，下列生活和科技现象中涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象造成的C．篮球运动员伸出双手迎接传来的篮球，然后两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以减小篮球对手的冲量D．在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，根据光的折射定律得出，看到的物体的像将比物体所处的实际位置低7．如图所示，某透明液体深1 m，一束与水平面成30°角的光线从空气射向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°。

高中物理练习题光学中的折射与反射计算

高中物理练习题光学中的折射与反射计算高中物理练习题：光学中的折射与反射计算折射和反射是光学中常见的现象，我们可以通过一些计算来求解相关问题。

本文将为您解答一些高中物理中与光学折射与反射相关的练习题。

1. 折射定律的计算光的折射定律可以用来计算光线在不同介质中的传播方向。

根据折射定律的表达式：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂例题1：光线从空气（n₁=1）射入折射率为1.5的玻璃介质（n₂=1.5），入射角为30°，求折射角。

解析：根据折射定律，已知n₁、θ₁和n₂，需要计算θ₂。

代入数值进行计算：1sin30° = 1.5sinθ₂sinθ₂ = (1sin30°) / 1.5θ₂ = arcsin((sin30°) / 1.5)计算得到θ₂约等于 19.47°。

2. 反射定律的计算光的反射定律可以用来计算光线在镜面上的反射角。

根据反射定律的表达式：θᵣ = θᵢ例题2：光线从空气垂直射向镜子，求光线的反射角。

解析：根据反射定律，反射角等于入射角。

由于光线垂直射向镜子，入射角为90°，所以反射角也为90°。

3. 某种介质的折射率计算光线在不同介质中的传播速度与介质的折射率有关。

折射率的计算公式为：n = c / v例题3：某光线在真空中的传播速度为3.0 × 10^8 m/s，经过某种介质后的传播速度为2.4 × 10^8 m/s，求该介质的折射率。

解析：根据折射率的定义和公式，已知光线在真空中的速度v₁和在介质中的速度v₂，需要计算折射率n。

代入数值进行计算：n = (3.0 × 10^8 m/s) / (2.4 × 10^8 m/s)计算得到该介质的折射率为1.25。

4. 透镜成像公式的计算透镜成像公式可以用来计算透镜成像的物距、像距和焦距之间的关系。

透镜成像公式为：1/f = 1/v - 1/u例题4：一个凸透镜的焦距为20 cm，物体距离该透镜的距离为40 cm，求像的位置。

高中一年级物理习题解析光学篇

高中一年级物理习题解析光学篇光学作为物理学中的一个重要分支，研究光传播和光的相互作用。

在高中物理学习中，光学也是一个重要的内容。

下面我们将通过解析几道光学习题，帮助同学们更好地理解光学知识。

1.【题目】下列说法中，不正确的是（）A. 横波的传播方向与波的传播方向相垂直B. 光是横波，机械波和电磁波都可以是横波C. 纵波的传播方向与波的传播方向相平行D. 可见光是电磁波，可以通过真空传播【解析】选 B。

光是电磁波，属于横波，横波的传播方向与波的传播方向相垂直；纵波的传播方向与波的传播方向相平行。

机械波有纵波和横波之分，电磁波都是横波，所以 B 选项不正确。

2.【题目】某垂直上方 100 m 处有一点光源，现在光源上方 50 m 处有一气球，求当观察者站在光源上方还是位于气球上方时，才能看到气球刚好亮起来。

设大气层的折射率为无量纲常数 n.【解析】观察者看到光源亮起来需要经过两段光路，分别是光线从光源到观察者的路程和光线从光源经过气球到观察者的路程。

根据折射定律，光线经过两段光路后，满足 Snell 定律：sinθ1 / sinθ2 = n其中，θ1 是光线在大气层中的折射角，θ2 是光线在气球中的折射角。

当观察者位于光源上方时，θ1 = 90°，θ2 < 90°，所以sinθ1 / sinθ2 > 1。

当观察者位于气球上方时，θ2 = 90°，θ1 < 90°，所以sinθ1 / sinθ2 < 1。

因此，当观察者位于光源上方时才能看到气球刚好亮起来。

3.【题目】下列选项中，关于光的几何特性和光学仪器使用原理的描述，正确的是（）A. 用凸透镜可以放大物体的投影，它的光焦度为正B. 平面镜可以改变光的传播方向，不会改变光的传播速度C. 反射和折射都会发生光的能量损失D. 物理角度和视角都是以光的传播方向为基准【解析】选 A。

凹透镜可以放大物体的投影，光焦点为正；凸透镜则可以缩小物体的投影，光焦点为负。

高中物理光学习题含解析

光学第一部分五年高考题荟萃20XX 高考新题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 ．24m B ．32m C ．40m D ．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。

此玻璃的折射率为1.5。

P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。

若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则〔 BD 〕 A. 从BC 边折射出束宽度与BC 边长度相等的平行光 B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度 C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：本题考查光的折射和全反射.宽为AB 的平行光进入到玻璃中直接射到BC 面,入射角为45o>临界角5.11arcsin=θ,所以在BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为AB 长度的竖直向下的平行光射到AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB 的长度,B 对.D 正确。

3.〔09·XX 物理·6〕光电效应的实验结论是：对于某种金属〔 AD 〕 A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率0ν，只有入射光子的频率大于极限频率0ν时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程0k E h W h h ννν=-=-，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以AD 正确。

高中物理光学计算经典习题与答案

1.〔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。

此玻璃的折射率为1.5。

P 为一贴近玻璃砖放置的、与AB 垂直的光屏。

若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则〔〕A. 从BC 边折射出束宽度与BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大2.〔09·XX ·18〕如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到F 点，已知入射方向与边的夹角为，、分别为边、的中点，则〔〕A ．该棱镜的折射率为B ．光在点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从点出射的光束与入射到点的光束平行3.〔09·XX 物理·18.〔1〕〕如图，一透明半圆柱体折射率为，半径为R 、长为L 。

一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。

球该部分柱面的面积S 。

∠ABC E AB o 30=θE F AB BC 3F F E 2n =4.〔09·XX·35.〔2〕〕一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。

棱镜材料的折射率为n=。

在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置〔不考虑光线沿原来路返回的情况〕5.〔08·XX·32〕一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为3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3R。

求出射角。

知入射光线与桌面的距离为2/6.〔2013XX37〔2〕〕如图乙所示，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。

物理-光学习题附答案

物理-光学习题附答案(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、选择题1、在相同时间内，一束波长为λ的单色光在空中和在玻璃中，正确的是[ ]A 、传播的路程相等，走过的光程相等；B 、传播的路程相等，走过的光程不相等；C 、传播的路程不相等，走过的光程相等；D 、传播的路程不相等，走过的光程不相等。

2. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且n1<n2>n3,λ为入射光在真空中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ]A ．λπe n 22 ； B. πλπ+e n 22 ；C ．πλπ+e n 24； D. 2/42πλπ+e n 。

3. 在双缝干涉实验中，屏幕E 上的P 点是明条纹。

若将2S 缝盖住，并在21S S 连线的垂直平分面处放一反射镜M ，如图所示，则此时 [ ]A ．P 点处仍为明条纹；B. P 点处为暗条纹；C ．不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹；D. 无干涉条纹。

4、用白光源进行双缝实验，若用一纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则［］A ．干涉条纹的宽度将发生变化；3n2n 1nB. 产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹；C．干涉条纹的位置和宽度、亮度均发生变化；D．不发生干涉条纹。

5、有下列说法：其中正确的是［］A、从一个单色光源所发射的同一波面上任意选取的两点光源均为相干光源；B、从同一单色光源所发射的任意两束光，可视为两相干光束；C、只要是频率相同的两独立光源都可视为相干光源；D、两相干光源发出的光波在空间任意位置相遇都会产生干涉现象。

6、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿某一路径到B点，路径的长度为 L， A、B两点光振动位相差记为Δφ，则［］（A） L =3λ/（2n）,Δφ = 3π； ( B ) L = 3λ/（2n）,Δφ = 3nπ；（C） L = 3nλ/2 , Δφ = 3π； ( D ) L = 3nλ/2 ，Δφ = 3nπ。

高中物理《光学》练习题(附答案解析)

高中物理《光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．下列说法正确的是（）A ．爱因斯坦提出光子的能量与光的波长成正比，即E h λ=B ．法拉第预言电磁波的存在，赫兹则通过实验捕捉到电磁波C ．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子D ．由c f λ=可知，频率越大的电磁波，在真空中波长越小2．首位通过实验捕捉到电磁波的科学家是（）A ．赫兹B ．法拉第C ．麦克斯韦D ．奥斯特3．关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播B ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场C ．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场D ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场4．下列器件中，利用电流热效应工作的是（）A ．微波炉B ．电视机C ．电风扇D ．电饭锅5．如图所示，OO '是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于OO '轴等距离且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO '下方的P 点，由此可以得出的结论是（）A ．在同种玻璃中传播，A 光的传播速度一定大于B 光B ．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，B 光侧移量大C ．分别照射同一光电管，若B 光能引起光电效应，A 光一定也能D ．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是A 光6．某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。

下列说法正确的是（）A．光线进入玻璃后频率变大B．若θ增大，可能变小C．若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射D．若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短7．下列说法正确的是（）A．光子的能量跟它的频率成反比B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越强C．一小段通电直导线所受磁场力的方向就是导线所在处的磁场方向D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列关于电磁波的说法不正确的是（）A．只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的磁场周围一定有电场C ．能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应D ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度不同10．电磁波为信息的传递插上了翅膀。