(完整版)选修3-4光学测试题

d2=Ltanθ3=L n2 4 n22
则可见光谱的宽度为
d2-d1=L( n2 n1 ).
4 n22
4 n12
(1 分) (2 分)
答案:L( n2 n1 )
4 n22
4 n12
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
线一定不平行,但所测折射率 n= sin1 仍然正确.故正确选项为 C. sin 2
答案:C
11、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
Fra Baidu bibliotek
13、解析:λ 水= v水
c 4
3 λ 真空.
v v4
3
答案:
4
14、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
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
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
3
13.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
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
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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
短.C 正确. 答案:C 3、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:C 4、解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为 λ,则
1 由 d= λ,
4 得 λ=4d
则绿光在真空中的波长为
λ0=nλ=4nd. 故正确选项为 D. 答案:D 5、解析:本题考查全反射.设临界角为 C,则
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 d
A.
4
nd
B.
4
C.4d
D.4nd
5.一束光线从折射率为 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
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
2 sinθ=nsinθ′=
2
则 θ=45°.
答案:45°
15、解析:本题考查双缝干涉.由题意知
3 λ=2.6×10-6 m
2 解得 λ=1.73×10-6 m.
答案:1.73×10-6
16、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)
c 有 λ=
f
3.0 108 4.74 1014
上的入射点为 B,入射角设为 θ1,折射角设为 θ2,则
sinθ1=
OA OB
1 2
(3 分)
θ1=30°
(2 分)
因 OP= 3 R,由几何关系知 BP=R,则折射角
θ2=60° 由折射定律得玻璃的折射率为
n= sin2 sin 60 3 =1.73. sin1 sin 30
答案:1.73
(4 分) (3 分)
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答案:A 9、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
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_______显着;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.
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
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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
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
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R
两条光线交于 P 点.已知玻璃截面的圆半径为 R,OA= ,OP=
3 R.求玻璃材料的折射率.
2
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:C
c
2、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
n 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
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= s 2531.6 =4 632.9
(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 d1 和 d2,折射角分别为 θ2 和 θ3,入射 角 θ1=30°,则由折射定律
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 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.求在光屏上得到的可
1 sin1 n1 sin2
(2 分)
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1 sin1 n2 sin3
1 得 sinθ2=n1sinθ1= 2 n1
1 sinθ3=n2sinθ1= n2
2 则 d1=Ltanθ2=L n1
4 n12
(2 分) (1 分) (1 分) (1 分)
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
1
sinC= =0.67
n
2
sin45°= =0.707
2
入射角 45°大于临界角 C,发生全反射. 故正确选项为 A. 答案:A 6、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:D 7、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:A 8、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.
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
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