人教高中物理选修 光测试题解析

1、第十三章光测试题一、单选题(共15小题) 1.一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示则该介质的折射率为()A 2.00B 1.73C 0.58D 0.502.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3.两个完全相同的等腰三棱镜如图放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是()A 一束白光B 白光带C 散射彩色带D 平行彩色带4.如图所示，一束单色光射入一玻璃球

2、体，入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行此玻璃的折射率为()AB 1.5CD 25.如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则 ()A 水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B 枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C 水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D 两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星6.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介

3、质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示已知A点的入射角为30°，介质对a光的折射率na.下列判断正确的是()A 在该介质中，光传播速度vavbBa光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为30°C 光从该介质射向空气发生全反射时，临界角CaCbDa、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹间距xaxb7.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

4、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8.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9.光学是物理学中一门古老科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，在现代生产、生活中有

5、着广泛的应用下列有关图中应用，说法不正确的是()A 在图甲中，利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B 在图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理C 在图丙中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果D 在图丁中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度10.实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式：nA，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11.激光束来切割各种物质，这是利用了激光的 ( )A 相干性好B 向性好C 高能量D 平行度高12.在自行车的后挡泥板上，常常安装

6、着一个“尾灯”。其实它不是灯，它是一种透明的塑料制成的，其截面如图所示。夜间，从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时，“尾灯”就变得十分明亮，以便引起汽车司机的注意。从原理上讲，它的功能是利用了()A 光的折射B 光的全反射C 光的干涉D 光的衍射13.如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图，其中S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏实验时用白光从左边照射单缝S，可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片，则在光屏P上可观察到（）A 红光和蓝光两套干涉条纹B 红、蓝相间的条纹C 两种色光相叠加，但不出现干涉条纹D 屏的上部为红光，下部为蓝光，不发生叠加14.下列

7、说法不正确的是（）A 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B 照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象C 泊松亮斑是由光的衍射现象形成的D 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象15.下列说法正确的是()A 光纤通信，全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B 一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在高山之巅，其振动周期一定变小C 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小D X射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视 二、实验题(共3小题) 16.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件A白炽灯 B单缝C光屏

8、 D双缝片E滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是A_(A已写好)(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红色亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿色亮纹间的距离为b，则a、b相比较一定有_大于_17.如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图用某种单色光照射双缝时，在像屏上可以看到该色光的干涉条纹，干涉条纹与双缝的位置关系是_(选填“垂直”或“平行”)已知双缝间距为d，双缝到像屏的距离为l，用测量头测出第1条亮条纹到第n条亮条纹的中心间距为a，则这种单色光的波长为_18.在“用双缝干涉测

9、量光的波长”实验中：(1)实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，现准备了下列仪器：A.光源，B.双缝片，C.单缝片，D.滤光片，E.毛玻璃(其中双缝片和光屏连在遮光筒上)。把以上仪器安装在光具座上时，正确的排列顺序是_。(2)关于本实验，正确的说法是()A实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B观察到的白光和干涉图样是：在视场中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比

10、绿条纹的间距大D测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数三、计算题(共3小题) 19.如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，A30°.它对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.在距AC边d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边射入棱镜求：(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？(2)若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离20.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2r1)应为多大？21.如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率

11、为n，A60°.一细光束从AC的中点D垂直AC面入射，ADa，求：(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为c)四、填空题(共3小题) 22.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的光屏上，红光的相邻亮条纹中心间距x1与绿光的相邻亮条纹中心间距x2相比，x1_x2(填“”、“”或“”)若实验中红光的波长为630 nm，双缝与光屏的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为_ mm.23.半径为R的透明圆柱圆柱体固定于地面上，透明圆柱体对红光

12、的折射率为n2，如图所示今让一束平行于地面的红光射向圆柱体左侧，经折射红光照射到右侧地面上则圆柱体右侧地面上的黑暗部分长度为_24.在小灯泡和光屏之间，放一个带有圆孔的遮光板，当圆孔直径从几厘米逐渐变小到零(即闭合)的过程中，在屏上先后可以看到_、_、_、_四种现象(填字母序号：A.完全黑暗；B.小灯泡的像；C.明暗相间的条纹；D.光亮的圆)五、简答题(共3小题) 25.图中表示两平面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a，b是其中的两条平行光线光线a在玻璃砖中的光路已给出画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线的夹角26.将一个大的不透明障碍物

13、上的正三角形孔从边长10cm逐渐减小到零，让阳光从孔中通过，在障碍物后暗箱中的屏上可看到什么现象？27.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带，如图所示，请回答下列问题：(1)B，C，D区域分别是什么色光区？(2)将一瓶绿藻放在A处，则B，C，D哪一处变暗？(3)将一瓶绿藻放在B，C，D的哪一位置上，就会严重影响它的生长？答案解析1.【答案】B【解析】由题单色光从空气射向该介质时，入射角i60°，折射角r30°，则该介质的折射率为n1.73，故选B.2.【答案】A【解析】干涉图样的条纹等间距，a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A正确，B错误；无论是干涉还是衍射，形

14、成的条纹间距大的波长长，形成a图样光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；c、d中央条纹为亮纹，故D错误3.【答案】D【解析】两个三角形等效于一个平行四边形，出射光线与入射光线平行，但是不同色光，折射率不同，侧移量不同，所以是平行彩色带先观察两个棱镜中间的间隔部分，这部分可看做一个平行四边形，入射光线平行于出射光线所以，中间的间隔没有改变光线方向，两个棱镜整体上可看做一个平行四边形4.【答案】C【解析】5.【答案】B【解析】这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是确定边界光线和确定是谁约束了视野等如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此作出边界光线如图所示由图可看出，所以水

15、井中的青蛙觉得井口小些；，所以水井中的青蛙可看到更多的星星，故选项B正确，A，C，D错误6.【答案】B【解析】在A点的折射可见，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，由v得知，在该介质中，a色光的传播速度比b色光的传播速度小，即vavb，故A错误设光线在A点的入射角为i，折射角分别为ra、rb.由折射定律得：sinranasinisin 30°，得ra45°，根据光路可逆性和几何知识可知，a光线从C点射出时，入射角和折射角分别等于A点折射角时折射角和入射角，则偏向角为2(rai)2×(45°30°)30°，故

16、B正确C.由临界角公式sinC，因a光的偏折角大于b光的偏折角，则a色光的临界角比b色光的临界角小，即CaCb，故C错误a光的偏折角大于b光的偏折角，则a光的波长小于b光的波长，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，可知a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹的间距，即xaxb.故D错误7.【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

17、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.8.【答案】BD【解析】画出光路图，由光路图可知，距离圆心越远越容易发生全反射，所以只有中间圆形是亮的，池底光源发出的光线经过水面反射后进入鱼眼，交水面于O点，鱼的位置不同，O点的位置也不同9.【答案】D【解析】10.【答案】D【解析】可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光11.【答案】C【解析】激光的亮度高，即激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可以用来切割各种物质12.【答案】B【解析】从题图可以看出，自行车的尾灯

18、是利用了全反射的原理，使光线发生了180°偏折。13.【答案】C【解析】在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一蓝色滤光片（只能透过蓝光），由于蓝光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但可以相互叠加，因此屏上仍有光亮故C正确，A，B，D错误14.【答案】A【解析】A，用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光在标准平面与被检查的平面之间的空气薄膜的前后表面上的两束反射光的干涉现象故A错误；B，照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部

19、进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光故B正确；C，泊松亮斑是由光的衍射现象，在圆形障碍物后面的中心处形成的亮斑故C正确；D，在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象故D正确15.【答案】C【解析】全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有关的结果，故A错误；单摆的周期公式T2，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定变大，故B错误；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，由于波长变短，根据公式x，则干涉条纹间距变小，故C正确；X射线穿透力较强，但它不带电，不能在磁场中偏转，故D错误16.【答案】(1)EBDC(2)ab【解析

20、】(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为光源、滤光片、单缝、双缝、屏，故答案是EBDC.(2)由x知，波长越长，条纹越宽，间距越大，或由干涉条纹的特征均可得出a一定大于b.17.【答案】平行【解析】发生双缝干涉时像屏上的干涉条纹与双缝平行第1条亮条纹到第n条亮条纹的中心间距为a，则相邻两条亮条纹的中心间距：x；根据x得：.18.【答案】(1)ADCBE(2)A，C，D【解析】由实验装置顺序、实验步骤、实验注意事项可解决此题。19.【答案】(1)(2)d()【解析】(1)v红v紫所以(2)如图所示，由折射定律知：n1，n2xd(tanr2tanr1)d()20.【答案】【解析】由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当屏上某点到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2r1(2k1)，其中k1,2,3.所以当出现第2条暗条纹时，取k2，所以r2r1.又因为cf，所以r2r1.21.