(完整版)高二物理光学试题总结及答案详解
高二物理光学试题答案及解析
高二物理光学试题答案及解析1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛的应用。
下面例举四种器件中，利用电磁感应原理工作的是（）A．红外线取暖器B．电磁炉C．回旋加速器D．示波管【答案】B【解析】红外线取暖器是利用红外线的热作用，A错；回旋加速器是利用带电粒子在磁场中的偏转，C错；示波管是利用带电粒子在电场中的偏转，D错；2.绿光、红光、紫光三种可见光波长从小到大是【答案】紫光、绿光、红光【解析】红橙黄绿蓝靛紫波长一次减小3.用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列几种情况下仍能发生光电效应的是（）A．改用红光照射金属钾，而且不断增加光照强度B．改用较弱的紫外线照射金属钾C．改用黄光照射，且增加照射时间D．只要入射光的波长小于钾的极限波长，不论光强还是光弱，都可以发生光电效应【答案】BD【解析】略4.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U 的关系如图。
则这两种光照射该光电管时，________光使其逸出的光电子最大初动能大；这两种光通过同一装置发生双缝干涉，_________光的相邻条纹间距大；若这两种光的强度相同，______光产生的饱和光电流大；通过同一玻璃三棱镜时，______光的偏折程度大。
【答案】b , a , a ，b【解析】【考点】光电效应．分析：要明确各种单色光的折射率和波长、频率之间的关系：折射率越大则频率越大，波长越小．对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a光的．解：由光电效应方程：EK =hν-W，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小，发生双缝干涉时，△x=λ，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，在玻璃中的折射率nb ＞na，b光的偏折程度大，由图象可以直接看出a光产生的饱和光电流大．故答案为：b；a；a；b5.利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度．如图（a）所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图（b）所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处,下列判断中正确的是（）A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．条纹的cd点对应处的薄膜厚度相同D．条纹的d．e点对应处的薄膜厚度相同【答案】BC【解析】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同．条纹的cd点在直条纹处，故cd 点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷， B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知B处凸起，故A错误，B正确；由图可知，c．d在同一级条纹上，则条纹的c．d点对应处的薄膜厚度也相同，C正确；d．e点不在同一级条纹上所以对应的薄膜厚度不同，D错误；故选：BC【考点】薄膜干涉6.（1）光在棱镜中传播的速率。
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\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
高二物理光学试题答案及解析
高二物理光学试题答案及解析1.下列说法正确的是A电磁波和声波从空气进入水中时，频率都保持不变，声波波长变长，而电磁波波长将变短B人们利用红外线来实行遥控和遥感，是因为红外线穿透能力较强C红光和紫光相比，红光的频率较低，在同种介质中传播速度较大D利用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹比紫光的干涉条纹宽E在单缝衍射实验中，用红光做光源，将得到明暗相间的红色条纹；用白光做光源，将得到黑白相间的条纹。
【答案】ACD【解析】略2.下列说法正确的是A．著名的泊松亮斑是光的干涉现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象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．在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象【答案】D【解析】本题考查对光学中几个概念的理解，泊松亮斑是光的衍射现象；A错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的反射现象；B错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象；C错误；在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象，D正确；3.如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与BD重合。
一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。
使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（θ<90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。
(1)在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的一项是；A．折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动B．折射光斑的亮度逐渐变暗C．折射角一定小于反射角D．反射光线转过的角度为θ(2)当玻璃砖转至θ＝45°时，恰好看不到折射光线。
则此玻璃砖的折射率n= 。
【答案】（1）B （2）【解析】（1）折射光斑在弧形屏上沿CD方向，A错误，由于入射角越来越大，则折射光线越来越弱，反射光线越来越强，所以折射光斑的亮度逐渐变暗，因为是从光密介质传入光疏介质，所以入射角小于折射角，故反射角小于折射角，C错误，反射光线转过的角度为2θ，D错误（2）根据可得4.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现象，A错；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错；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；5.在真空中黄光的波长为6.0×10－7m，紫光的波长为4.0×10－7m。
高二物理光学试题答案及解析
高二物理光学试题答案及解析1.已知介质对某色光的全反射临面角为，则A．该介质对此单色光的折射率为B．此单色光在该介质中的波速为C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的倍【答案】ABC【解析】由可知AB对；由波速与波长的关系以及光的频率不变可知C对；D错；2.如图所示，两种同种玻璃制成的棱镜，顶角α1大于α2，两束单色光A、B分别垂直于三棱镜，从一个侧面射入后，从第二个侧面射出的两条折射光线与第二个侧面的夹角β1和β2且β1=β2，则下列说法正确的是A．A光的频率比B光的高B．在棱镜中A光的波长比B光的波长短C．在棱镜中A光的传播速度比B光的小D．把两束光由水中射向空气中均可能发生全反射，但A光的临界角比B光大【答案】D【解析】由光路图可知光线A的折射率较小，频率较小，A错；由可知Ａ光在玻璃中的速度较大，由可知波长较大，Ｂ错；Ｃ错；由ｓｉｎＣ=1/n可知D对；3.用相对论的观点判断下列说法正确的是（）A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律是不同的C．在地面上的人看来，以3km/s的速度升空的火箭在运动方向上会变短，而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人矮一些D．无论物体如何运动，物体的质量总是不变的【答案】C【解析】时间和物体的存在有关，长度与物体的速度有关，空间也与物体的存在有关，即物体的运动速度使空间发生了变形，A错误。
狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律是相同的，B错误，在地面上的人看来，以3km/s的速度升空的火箭在运动方向上会变短，而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人矮一些,C正确。
物体的质量跟物体的运动速度有关，所以D错误。
4.有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没有耳朵，它捕食猎物靠的是一种地震仪式的本领，它有八条腿，趴伏时大致对称地放置在躯体四周(如图12所示)，不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一阵地震波，蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方向，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫到它的距离。
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.太阳光谱中有许多暗线,他们对应着某些元素的特征谱线,产生这些暗线的原因是().A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素【答案】C【解析】阳发出的光谱是连续光谱，经过大气层过程中会变成一些暗线，是因为大气层中含有某些元素把太阳光中的对应的特征谱线，使太阳光谱中出现了暗线，C对。
【考点】考查对连续光谱和吸收光谱的理解点评：根据太阳光谱是连续光谱和吸收光谱的含义做出选择2.用频率为的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为；若改用频率为的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为。
已知普朗克常量为，则为：A．B．C．D．【答案】C【解析】设金属溢出功为W，则有E=hv-W，若改用频率为的另一种光照射该金属表面，有3E=h-W ，由此刻求出为，C对；3.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器的读数如右图为___________ mm。
然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，由手轮上的螺旋测微器再读出一读数。
若实验测得第1条亮纹与第6条亮纹中心间的距离="11.550" mm，双缝到屏的距离l=0.70m，已知双缝间距d = 0.20mm。
由计算式λ =__________，求得所测光的波长为__________m。
（保留两位有效数字）【答案】1.611~1.615，， 6.6×10-7【解析】主尺读数为1.5mm，可动刻度为11.3×0.01=0.113mm,所以读数为1.5mm+11.3×0.01mm=1.613mm,由=4.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是（）A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为h/p（h为普朗克常量）【答案】D【解析】碰撞过程中内力远远大于外力，动量守恒，但碰撞过程中由能量损失，能量一定守恒，A错；由德布罗意波长和动量守恒定律可知光子反弹后动量可能减大，波长变长，频率减小，折射率减小，由n=c/v可知光子速度增大，B错；C错；D对；5.如图8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，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．光是机械波【答案】B【解析】只有横波才能发生偏振现象，B对；6.如图所示，是用a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到的干涉图样，其中图甲是用a光照射时形成的，图乙是用b光照射时形成的．则关于a、b两束光，下述正确的是()A．a光的波长比b光短，频率比b光高B．b光的波长比a光短，频率比a光高C．b光比a光更容易发生衍射D．a光比b光衍射更容易发生衍射【答案】BD【解析】波长越长亮条纹的宽度越宽，频率越小，波长越长越容易发生衍射现象，BD对；7.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。
高二物理几何光学试题答案及解析
高二物理几何光学试题答案及解析1.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【答案】 B【解析】由折射定律，a、b从水中射向空气的折射角相等，而由图可得，所以，所以，A选项错误；由,可知,所以B选项正确；由，，C选项错误；因为，所以a光的频率小于b光的频率，而，所以，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，由知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D选项错误。
【考点】光的折射光在介质中的传播全发射光的干涉2.如图所示，发光点S向平面镜射出一细激光束，反射后在一光屏上得一光点S′。
平面镜开始时在与光屏平行a处，后绕激光束的入射点O以角速度ω逆时针旋转。
SO=h，当转到300的位置b时,光斑S′在光屏上移动的瞬时速度的大小为ωA．6ωha O 300B．8ωhbC．4ωhD．2ωh S光屏S′【答案】B【解析】根据光的反射原理可知反射光线的转动角速度为平面镜转动的2倍，由此可知光点S′的角速度为2w，半径为2h，根据运动的合成与分解可知，垂直半径的线速度为4wh，合速度及实际的运动速度为8wh，B对；3.厚度为d，折射率为n的大玻璃板的下表面，紧贴着一个半径为r的圆形发光面。
为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块纸片，所贴纸片的最小面积应是多大？【答案】【解析】设纸片的最小半径为R，如图所示据全反射条件可知由几何关系纸片最小面积为本题考查光的折射和全反射定律，由全反射条件和光路图中的几何关系求得圆的半径，再由面积公式求解4.一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＝。
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．）【答案】（1）离A点a的位置．（2）离B点a的位置．【解析】（1）设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：＝n①（2分）由已知条件及①式得 r＝30°②（1分）如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示．设出射点F，由几何关系可得AF＝a③（3分）即出射点在AB边上离A点a的位置．（2）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（1分）设全反射的临界角为θC，则sin θC＝⑤（1分）由⑤和已知条件得θC＝45°⑥（1分）因此，光在D点全反射．设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°BD＝a－2AF⑦ BE＝DB sin 30°⑧联立③⑦⑧式得BE＝ a （3分）即出射点在BC边上离B点a的位置．本题考查光的折射问题，首先根据题意画出光路图，根据折射定律和几何关系求解5.下列现象中，属于光的全反射现象的是A．阳光照射下水面上的油膜呈现彩色B．玻璃中的气泡有时看上去特别明亮C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．在阳光下飞机有时看起来非常明亮【答案】B【解析】阳光照射下水面上的油膜呈现彩色是干涉现象，A错；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散，C错；在阳光下飞机有时看起来非常明亮是光的反射现象，D错；B对；6.如图所示，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。
高二物理光学实验试题答案及解析
高二物理光学实验试题答案及解析1.双缝干涉实验中，要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽，可采取以下办法：(1)________；(2)________；(3)________．为测量红光的波长，现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm，已知双缝间的距离为0.5 mm，双缝到屏幕的距离为1 m，则此红光波长为________．【答案】(1)使用波长λ较长的单色光；(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒；(3)减小双缝之间距离7.5×10－7 m【解析】在双缝干涉实验中，根据公式Δx＝λ可知，要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽，可以采取的办法是：(1)使用波长λ较长的单色光；(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒；(3)减小双缝之间距离．根据测量值，计算相邻条纹间的距离：Δx＝＝mm＝1.5 mm，再代入公式λ＝，λ＝＝m＝7.5×10－7 m.2.利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中(a)、(b)所示给出，则：(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA ＝__________mm，xB＝__________mm，相邻两条纹间距Δx＝__________mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．【答案】(1)11.115.80.78(2)Δx 6.2×10－7 (3)变小【解析】游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字单位是cm，不是mm.从λ＝Δx可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．3.在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确．甲同学设计的表格是：(1)上述两位同学做的正确的是________(选填“甲”或“乙”)．(2)根据你的选择，请利用恰当的图像求出玻璃的折射率.【答案】(1)甲(2)1.40【解析】(1)为减小测量误差，应采用多次测量求平均值的办法，但求平均值不是求入射角和折射角的平均值，而应是测出每一次的入射角、折射角，计算出每一次测量的折射率，然后再求平均值，因此甲同学的表格设计是合理的．(2)以sin θ2为横坐标，以sin θ1为纵坐标，建立sin θ2－sin θ1坐标系，利用表中的数据做出图像，如图所示，由图像斜率的物理意义可得：n＝k＝.在图像上取两个距离较远的点，如(0.357,0.500)和(0.616，0.866)代入上式，可解得：n＝1.40.4.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：(1)张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示，则他测出的折射率值将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)李扬同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)【答案】不变变小【解析】根据甲图可看出，如果整个玻璃砖平移，测得的折射角是不变的，算得的折射率也不受影响的；由乙图可看出如果将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，则测得的折射角将变大，算得的折射率将减小。
高二物理光的折射试题答案及解析
高二物理光的折射试题答案及解析1.如图所示，玻璃球的半径为R，折射率n＝，今有一束平行直径AB方向的光照射在玻璃球上，经B点最终能沿原方向相反方向射出的光线离AB的距离为（）A．B．C．D．【答案】C【解析】由题意分析：光线照射在玻璃球上，最终能沿原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出光路图，由光路图知：，又由折射定律得，解以上两式得：，即，，则，所以，C正确。
【考点】考查了光的折射2.（10分）如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为，横截面半径为R，现用一束细光线与圆柱体的轴线成的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c.（1）作出光线穿过圆柱体并射出的光路图；（2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原方向的角度；（3）计算光线在圆柱体中的传播时间.【答案】（1）如图所示（2）（3）【解析】（1）由折射定律得，既光线射入圆柱体内的折射角为由几何关系可知光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，故在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示（4分）（2）由几何关系可知，出射光线偏离原方向的角度为（3分）（3）光线通过圆柱体的路程光在圆柱体内的传播速度光在圆柱体内的传播的时间为【考点】折射定律和反射定律折射率光在介质中的传播速度3.如图所示，为某种材料制成的三棱镜截面ABC，底边BC水平且镀银，其中，角A=90°角B=60°一束竖直向下的光束，从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线与BC平行。
求：（1）正确作出的光路图；（2）光线在M点的折射角；（3）三棱镜的折射率。
（可用根式表示）【答案】（1）如下图所示；（2）光线在M点的折射角是15°；（3）【解析】试题分析:（1）如上图所示。
（2）由上图∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°。
高二物理光的折射试题答案及解析
高二物理光的折射试题答案及解析1.下列现象中，属于光的衍射的是（）A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹【答案】B【解析】雨后天空出现彩虹属于光的色散，A错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射，B正确；海市蜃楼现象属于光的折射，C错误；日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹属于光的干涉，D错误。
【考点】光的一些现象辨析。
2.如图所示，有一个长方形容器，高为12.0cm、宽为16.0cm，在容器的底部平放着一把刻度尺。
当容器中没有液体时，眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看，恰能看到尺的左端零刻度。
现保持眼睛的位置不变，向容器内倒某种液体至液面与容器口相平，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上7cm的刻度。
则这种液体的折射率为__________，光在这种液体中传播的速度与在真空中传播的速度之比为___________。
【答案】1.33；3:4。
【解析】液体的折射率为n==1.33；光在这种液体中传播的速度与在真空中传播的速度之比为v:c=1：n=3:4。
【考点】折射率，光速的计算。
3.（3分）如图所示，某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC，在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在在BC面的右侧无论怎样都看不到大头针P1、P2的像，而在AB面的左侧通过棱镜可以观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4（图中未画出），使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4和三棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面交于D，量出该直线与AB面的夹角为450，则透光物质的折射率n= ．【答案】【解析】在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2，P4挡住P1、P2以及P3的像．则知P1、P2在入射光线上，P3、P4在出射光线，连接P1、P2作为入射光线，连接P3、P4，作为出射光线，再作出折射光线，画出光路图如图．由几何知识得到：在AB面上入射角i=30°，又折射角r=45°，则折射率．【考点】光的折射定律。
高二物理光的折射试题答案及解析
高二物理光的折射试题答案及解析1.如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°。
半径为R的扇形NBC。
该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。
一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成450角的方向照射到ABNM面上。
若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为（）A． B. C. D.【答案】B【解析】根据折射定律有：，得，折射角 r=30°，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°．过N的光线垂直入射到BC界面上点D射出，D到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到NB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．根据临界角公式：，可得临界角C=45°，设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为：180°-（120°+45°）=15°，所以E到B之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90°-（30°+15°）=45°=，所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为，故ACD错误，B正确。
【考点】光的折射定律；全反射。
2.（10分）如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为，横截面半径为R，现用一束细光线与圆柱体的轴线成的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c.（1）作出光线穿过圆柱体并射出的光路图；（2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原方向的角度；（3）计算光线在圆柱体中的传播时间.【答案】（1）如图所示（2）（3）【解析】（1）由折射定律得，既光线射入圆柱体内的折射角为由几何关系可知光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，故在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示（4分）（2）由几何关系可知，出射光线偏离原方向的角度为（3分）（3）光线通过圆柱体的路程光在圆柱体内的传播速度光在圆柱体内的传播的时间为【考点】折射定律和反射定律折射率光在介质中的传播速度3.实验室有一块长方体透明介质，截面如图ABCD所示．AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB面，经折射后AD面上有光线射出．为了测量该长方体介质的折射率．一同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n＝__________；【答案】【解析】由折射定律可知，由几何关系可知，解得．【考点】折射定律．4.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2；然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图7所示(E为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线)．(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝________.【答案】(1)见解析图(2)图中i为入射角，r为折射角(3) n＝【解析】(1)连接P3、P4点与边界CD的交点O′，即为出射光线与CD的交点，连接两点OO′即为入射光线的折射光线，为了使光线在弧面CD射出，应使入射角小些，折射角也较小，光线偏折较小．(2)图中i为入射角，r为折射角．(3)根据折射率的定义可知n＝.5.如下图所示的各光路图中，正确反映光在玻璃和空气中传播的是()．【答案】AD【解析】光由空气进入玻璃时，入射角大于折射角，由玻璃进入空气时入射角小于折射角，故A、D正确．6.如图 (甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图 (乙)中的哪个图形()．【答案】D【解析】筷子在水中部分反射的光到达P点后折射，如图所示．筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗．7.下列哪些属于光的干涉现象（）A．雨后美丽的彩虹B．对着日光灯，从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C．阳光下肥皂泡上的彩色条纹D．光通过三棱镜产生的彩色条纹【答案】C【解析】雨后的彩虹、光通过三棱镜产生的彩色条纹都是是光的折射现象，两铅笔的缝中看到的彩色条纹是光的单缝衍射现象，阳光下肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡的前后表面反射光干涉造成的，C正确。
高二物理光学知识点例题及解析
高二物理光学知识点例题及解析一、光的本质和光的传播速度光是一种电磁波，既有波动性又有粒子性。
光在真空中的传播速度为常数，即光速c。
例题1：下列关于光的说法中，正确的是：A. 光是一种机械波B. 光在真空中的传播速度与波长无关C. 光可以传播到真空以外的介质中D. 光在空气中的速度小于在真空中的速度解析：正确答案是C。
光可以传播到真空以外的介质中，但在不同介质中的光速度是不同的。
二、光的反射和折射光的反射是指光线遇到界面时，从入射介质返回原入射介质的现象。
光的折射是指光线遇到界面时，从一种介质进入另一种介质并改变方向的现象。
例题2：光线从空气射入到水中，关于光的折射现象，下列说法中正确的是：A. 入射角等于反射角B. 折射角小于入射角C. 折射角大于入射角D. 折射角不受入射角和介质折射率的影响解析：正确答案是B。
根据折射定律，光线从光疏介质射入到光密介质时，折射角小于入射角。
三、光的色散和光的衍射光的色散是指光在经过透明介质时，由于介质折射率随频率不同而导致的不同色彩的分离现象。
光的衍射是指光通过小孔或绕过障碍物时出现弯曲和扩散现象。
例题3：以下哪个现象与光的衍射无关？A. 多普勒效应B. 光的波动性C. 音叉发声D. 探照灯的光扩散解析：正确答案是A。
多普勒效应与光的衍射无关，它是指当光源或接收者相对于观察者运动时，光频率的变化导致观察者感知到的光的颜色发生改变。
四、光的偏振偏振光是指在某一方向上振动的光。
其中，电磁波的振动方向与光传播方向垂直的光称为线偏振光，电磁波的振动方向与光传播方向平行的光称为自然光。
例题4：以下哪种光为线偏振光？A. 自然光B. 留声机唱片的激光C. 太阳光D. 汽车前灯的光解析：正确答案是B。
留声机唱片的激光是经过偏振处理后的光，为线偏振光。
五、光的干涉和光的衍射光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生互相加强或减弱的现象。
光的衍射是指光通过小孔或绕过障碍物时出现弯曲和扩散的现象。
高二物理光学实验试题答案及解析
高二物理光学实验试题答案及解析1.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲所示），并选用缝间距d＝0.20 mm的双缝屏。
从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm。
然后，接通电源使光源正常工作。
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。
某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图（乙（a）所示，图（乙（a）中的数字是该同学给各暗＝1.16 纹的编号，乙图a十字叉丝的竖线位于1、2之间，此时图（乙（b）中游标尺上的读数x1mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图（丙（a）所示，此时图（丙（b）中游标尺上＝________ mm；的读数x2（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δx＝ ________mm，这种色光的波长λ＝________nm。
【答案】（1）15.02 （2）2.31 6.6×102【解析】（1）据图可以读出：主尺读数15mm，游标尺读数为：，总读数为：15.02mm;（2）据图可得：，即据可以求出这种色光的波长为：。
【考点】本题考查双缝实验测量色光波长。
2.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示．计算折射率时，用________（选填“d”或“e”）点得到的值误差较小，请你利用身边的文具估算出该玻璃砖的折射率为________（结果保留两位有效数字）．【答案】e 1.5~1.7均可【解析】因是平行玻璃砖，故出射光线应与入射光线平行，如图所示，所以用e点时，得到的值误差较小；可用直尺测量边长计算入射角及折射角的正弦，可求折射率约为1.6【考点】本题考查测量玻璃砖的折射率3.(12分)在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图所示，双缝间的距离d＝3.0 mm.(1)若测定红光的波长，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0.700 0 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条亮纹的位置如图甲所示，观察第5条亮纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.【答案】(1)红lΔx(2)6.86×10－7m【解析】由于测红光的波长，因此用红色滤光片，由Δx＝λ可知要想测λ必须测定l和Δx.由测量头的数据可知a1＝0，a2＝0.640 mm，所以Δx＝＝mm＝1.60×10－4m，λ＝＝m＝6.86×10－7 m4.（4分)某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如下图甲中的A），游标卡尺的示数如下图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d="0.5" mm,双缝到屏的距离L="1" m．则所测光波的波长为______m(保留两位有效数字) ．【答案】6.6×10-7 m 图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm，图丁中游标卡尺的示数为1.775 cm，根据波长计算公式可得，所测光波的波长为6.6×10-7 m(保留两位有效数字).【解析】图乙中主尺读数为12mm，游标读数为0.05×10=0.5mm，所以最终读数为1.250cm．图丁中主尺读数为17mm，游标读数为0.05×15=0.75mm，所以最终读数为1.775cm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的误差．根据△x＝，知λ＝=6.6×10-7m．【考点】用双缝干涉测光的波长．5.如图用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC；在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像________________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4，使P3________________，P4________________，记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则该透光物质的折射率n=_______，并在图中正确地画出完整的光路图。
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光学综合测试题说明：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.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=λν知,光的频率不变,速度v变小,波长变短.C正确.答案:C3.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.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.B.C.4dD.4nd解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则由d=λ,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:D5.一束光线从折射率为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解析:本题考查全反射.设临界角为C,则sinC==0.67sin45°==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.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.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.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.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:D10.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=仍然正确.故正确选项为C.答案:C第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20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_______________________________________________________.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.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.答案:红外线热效应紫外线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为真空中的_______.解析:λ水=λ真空.答案:14.一单色光射入一折射率为的玻璃圆球,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_______.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sinθ=nsinθ′=则θ=45°.答案:45°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.解析:本题考查双缝干涉.由题意知λ=2.6×10-6 m解得λ=1.73×10-6 m.答案:1.73×10-6三、本题共4小题，共40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.(8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?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=m=0.6329×10-6 m=632.9nm (2分)光的路程差跟红光波长之比为n==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.(10分)如图所示,S为一在xOy平面内的点光源.一平面镜垂直于xOy平面放置,它与xOy平面的交线为MN,MN与x轴的夹角θ=30°.现保持S不动,令平面镜MN 以速度v沿x轴正方向运动,则S经平面镜所成的像以多大速度沿什么方向运动?解析:本题考查平面镜成像.(1)据平面镜成像原理,平面镜MN以速率v沿x轴正方向运动时,S的像S′沿S′S的连线向S运动.(3分)(2)把平面镜MN的速率v沿镜面方向和垂直镜面方向分解,如图所示,v1=vsin30°=vv2=vcos30°=v.(3分)(3)平面镜MN以速度v1沿S′S的连线向S运动,则像S′以2v1=v的速度沿S′S的连线向S运动.(4分)18.(10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见光谱的宽度.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(2分)(2分)得sinθ2=n1sinθ1=n1(1分)sinθ3=n2sinθ1=n2(1分)则d1=Ltanθ2=L(1分)d2=Ltanθ3=L(1分)则可见光谱的宽度为d2-d1=L(). (2分)答案:L()19.(12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=,OP=R.求玻璃材料的折射率.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sinθ1=(3分)θ1=30°(2分)因OP=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n==1.73.(3分)答案:1.73。
新教材高二物理 精品测试题 光学专题一参考答案
根据全反射临界角关系式有
根据几何关系有 解得
sin C 1 n
FD a cos D a sin D tan C
2
2
FD 2 6 a 8
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现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律 n
sin i sin
得知，甲测得的折射率将不变。如
上图乙所示。红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，
可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，由 n
sin i sin
，乙测得的折射率将偏小
9．BDE【详解】多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会 发生多普勒效应。产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化，当发生多普勒 效应时，观察者感觉到的频率可能在增大，也可能在减小，但波源的频率不变 10．BD【详解】
6．D 干涉条纹间距相同，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽。 7．C【详解】频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双 缝时能够得到两束相干光。
答案第 1页，总 4页
8．C【详解】如甲图所示来自红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发
光学专题一参考答案 1.D【详解】A．有机械振动，不一定有机械波，还必须有传播振动的介质；B．光导纤维传 播光信号利用了光的全反射原理来传递信号；C．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹是光的 干涉现象；D．干涉与衍射是一切波特有的现象。 2．B【详解】人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折 射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，故 B 正确、ACD 错误。
条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故 B 正确；C．从弯曲的条纹可知，此处检查平面左
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。
高二物理光的全反射试题答案及解析
高二物理光的全反射试题答案及解析1.如图所示，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【答案】C【解析】在光带未完全消失之前，反射过来的光逐渐增多，折射的光逐渐减少，故反射光的强度逐渐增强；光屏上最先消失的光是折射率最大的光，而紫光的折射度是最大的，故最先消失的光是紫光，C正确。
【考点】光的全反射。
2.如图所示，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．B．C．D．【答案】A【解析】作出光路图如图所示，根据折射率定义有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，∠2＋∠3＝90°，解得：n＝.3.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是()．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．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大【答案】A【解析】光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．4.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到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B．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】由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝＝，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，B、D错；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确．5.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【答案】C【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．6.如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为()．A．30°B．45°C．60°D．90°【答案】BD【解析】因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sin C＝，所以C＝45°.作光路图如图所示．因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i＝60°＞C，故在AB面上发生全反射，反射光线射到AC面时，可知入射角α＝30°＜C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线．由n＝得sin r＝，r＝45°，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45°；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90°.7.下列说法正确的是A．在观察光的衍射实验中，下图所示的图样是不透明的小圆板的衍射图样B．紫外线的波长比伦琴射线的波长长，有很强的热效应和荧光效应C．光纤通信是应用激光亮度高的特点对信号进行调制来传递信息D．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的【答案】D【解析】不透明的小圆板的衍射图样是整体阴影，中心处有个亮斑（泊松亮斑）的图样，A中是小圆孔的衍射图样，故A错；紫外线有很强的热效应和荧光效应，红外线有很强的热效应，B错；光纤通信是应用光从光密介质射入光疏介质时发生的全反射来传递信息的，C错；日光灯启动时，镇流器产生自感现象，在周围空间激发电磁波，干扰相关设备，D对。
高二物理光学试题及答案详解
光学单元测试一、选择题（每题 3 分，共 60 分）1．光芒以某一入射角从空气射人折射率为 3 的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（）°°°°2．红光和紫光对比，（）A.红光光子的能量较大；在同一种介质中流传时红光的速度较大B.红光光子的能量较小；在同一种介质中流传时红光的速度较大C.红光光子的能量较大；在同一种介质中流传时红光的速度较小D.红光光子的能量较小；在同一种介质中流传时红光的速度较小空气玻璃3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、ba b两束单色光，其流传方向如下图。
设玻璃对a、b的折射率分别为n a和 n b，a、b 在玻璃中的流传速度分别为v a和 v b，则（）A．n a>n b B ． n a <n b C ．v a >v b D．v a<v b4．两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、θ 2。
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流传速度（）A . nl ＜ n 、v＜ v2＜n、 v >v>n、 v＜v2>n、 v>v2 2121221215．如下图，一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心 O点，经折射分为a、 b 两束光，分别由P、Q两点射出O玻璃体。
PP’、 QQ’均与过 O点的界面法线垂直。
设光芒 a、P’PQ’Q abb 在玻璃体内穿行所用时间分别为t a、 t b，则 t a: t b等于（）（ A）QQ’ : PP’（ B）PP’: QQ’（ C）’ : ’（ D）’: ’OP OQ OQ OP6．图示为向来角棱镜的横截面，bac 90 , abc 60。
一平行细光束从 O点沿垂直于 bc 面的方向射入棱镜。
已知棱镜资料的折射率n= 2 ，若不考试原入射光在 bc 面上的反射光，则有光芒（）aA．从 ab 面射出B．从 ac 面射出 b o cC．从 bc 面射出，且与 bc 面斜交D．从 bc 面射出，且与 bc 面垂直7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分红两束单色光a、b。
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一、不定项选择题1． 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 2．下列关于波的叙述中正确的是（ ） A ．光的偏振现象表明光是一种横波 B ．超声波可以在真空中传播C ．白光经光密三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大D ．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的 3．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到水平面上，反射光OB 射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了Δs 距离，即射到B '点，则液面的高度变化是（ ）A.液面降低i s sin ∆ B.液面升高i ssin ∆ C.液面降低i s tan 2∆ D.液面升高istan 2∆4．下列几种应用或技术中，用到光的干涉原理的是（ ）A ．照相机镜头上的增透膜B ．透过羽毛看到白炽灯呈现彩色C ．在磨制平面时，检查加工表面的平整度D ．在医疗中用X 射线进行透视 5．如图所示，两束单色光a 、b 分别照射到玻璃三棱镜AC 面上的同一点，且都垂直AB 边射出三棱镜（ ） A ．a 光的频率高 B ．b 光的波长大C ．a 光穿过三棱镜的时间短D ．b 光穿过三棱镜的时间短6．如图所示，有三块等腰直角三角形的透明材料（图中的Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ）恰好拼成一个正方形。
从E 点垂直于边射入的单色光在F 处发ⅠⅡⅢE FGH生全反射，在G、H连续发生两次折射后射出。
若该单色光在三块材料的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（）A．v3＞v1＞v2 B．v2＞v3＞v1 C．v3＞v2＞v1 D．v1＞v2＞v37．ａ光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将ａ光换成ｂ光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示。
则下述正确的是：（）A．a光光子的能量较大 B．ｂ光光子的能量较大C．在水中a光传播的速度较大 D．在水中b光传播的速度较大8．一束单色光由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿半径指向圆心，则在如图所示的四个光路图中，有可能用来表示上述光现象的是（）9．如图甲所示，某玻璃三棱镜的顶角为θ，恰好等于绿光的临界角。
当一束白光通过三棱镜，在光屏M上形成红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带后，将白光束的入射角i逐渐减小到0，则以下说法正确的是（）A．M屏上的彩色光带最上边的是红光B．在入射角i逐渐减小的过程中M上最先消失的是紫光C．在入射角i逐渐减小的过程中M上最先消失的是红光D．若把三棱镜换成如图乙所示的平行玻璃砖，则入射角i逐渐增大的过程中在光屏上最先消失的是紫光10．如图所示，甲图中S为点光源，AB为一遮光板，CD表示AB上的透光部分，C、D之间的距离d可以调节，MN为光屏，乙图和丙图上的白色部分表示光通过CD在屏上得到的光亮部分，则下列说法中正确的是（）甲乙A．CD为一窄缝 B．CD为一圆孔C．比较得到乙、丙两图时的d，乙图的d较小D．比较得到乙、丙两图时的d，丙图的d较小11．如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（）A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变化C．光屏上亮度不变D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动12．如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面光滑程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面光滑程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念（）A．反射和干涉 B．全反射和干涉C．反射和衍射 D.全反射和衍射13．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定的距离之外，地面显得格外的明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退．对此现象的正确解释是（）A．同海市蜃楼的光学现象具有相同的原理，是由于光的全反射作用造成的B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射14．如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图 (a）所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图(b)所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或者暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图(a)装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）A．变疏 B．变密C．不变 D．消失15．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化（）A．这主要是光的干涉现象B．这主要是光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细16．如下图所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分阶段分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡．一个站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是( )A．红光 B．黄光C．蓝光 D．紫光17．如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色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，已知玻璃折射率为3，入射角为450(相应的折射角为240)，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过150，如图中虚线所示，则( )A．光束1转过150B．光束1转过300C．光束2转过的角度小于150D．光束2转过的角度大于15018、已知介质对某单色光的临界角为θ，则：( )A、该介质对单色光的折射率等于1 sinB、此单色光在该介质中的传播速度等于c·sinθ（c表示光在真空中的传播速度）C、此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sinθ倍D、此单色光在该介质中的频率是真空中频率的sinθ倍19．红光在水中的波长和绿光在真空中的波长相等，水对红光的折射率为4/3，则红光和绿光在水中频率之比为____________.20．光纤通信是一种现代化的通讯手段，它可以提供大容量，高速度、高质量的通信服务。
为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如图所示，设此玻璃管长为L，折射率为n，且光在玻璃的内界面上恰好发生全反射。
已知光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为。
21．如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为2。
这条光线离开棱镜时与界面间的夹角为。
22．某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示，激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮线．(1）这个现象说明激光具有性．(2）某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图甲所示，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条纹中心线时如图乙所示，游标卡尺的读数如图丁所示．已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为 mm．图丁中游标卡尺的示数为 mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是，所测光波的波长为 m.（保留两位有效数字）(3）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两条纹的距离将。
23．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示．(1)在图上画出所需的光路．(2)为了测量出玻璃砖折射率，需要测量的物理量有（要求在图上标出）．(3)写出计算折射率的公式n= 。
24．如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1 cm，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离d =2.5 cm，由此可知，瓶内液体的折射率n = （可保留根号）．三、计算题25．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=600, ∠C= 900；一束极细的光于AC 边的中点垂直AC面入射, =2a，棱镜的折射率为n＝，求：(1)光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角．(2）光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间（设光在真空中传播速度为c).26．已知水的折射率为4/3，在水下距离水面H = m处放一个强点光源，则可在水面见到一个圆形透光面，求这个圆形透光面的半径R。
若水面上见到的透光面正在减小，问这个光源正在上浮还是下沉?27．如图，MN是一条通过透明球体球心的直线。
在真空中波长为λ0＝564 nm的单色细光束AB平行于MN的射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是27AC2球半径的 倍，且与MN 所成的角α＝30°，求：此单色光在透明球体中的波长和透明体折射率。
28．如图所示用某种透明材料制成一块等腰直角棱镜，其顶点为A 、B 、C ，使光线从AB 面入射，调整到入射角θ取某个特殊值，恰能使它射入棱镜后在AC 面上满足全反射临界条件。
试求此材料的折射率n 的大小。
29．如图所示，游泳池宽度L=15 m ，水面离岸边的高度为0.5 m ，在左岸边一标杆上装有一A 灯，A 灯距地面高0.5 m ，在右岸边站立着一个人，E 点为人眼的位置，人眼距地面离1. 5 m ，若此人发现A 灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B 灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B 灯在水面下多深处？(B 灯在图中未画出）一、不定项选择题1. D 2．AD 3．D 4．AC 5．C 6．D 7．BC 8．CD 9．B 10．BD 11．C 12．A 13．AD 14．A 15．BD 16．D 17．BC 18．ABC二、填空题19．20． n 2L/c 21． 90°和 45°22．（1）相干 (2) 11.4 16. 7减小测量的偶然误差（或提高实验的精确度） 6.6×10-7m (3）变小 23． (1）光路如图所示 (2)∠i 和∠r (3)αsin sin i n =24．17175A BCDP αOMN三、计算题25．解：(1）如图所示，因为光线在D 点发生全反射，由 反射定律和几何知识得∠4=300，则225sin ,4sin 5sin =∠=∠∠n第一次射入空气的折射角∠5=450. (2）设光线由O 点到E 点所需的时间t ，则ncv v DE OD t =+=,， 由数学知识得a DE a OD 332,3==， 由以上各式可得a ct 365=。