高中物理光学专题训练练习沪科版选修4

1、2009高考物理二轮复习光学专题训练一、选择题1.（广东省广州市重点中学 20072008学年度高三第三次质检）如图所示，从点光源 S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象， 在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是（）a侧是红色光，b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光的折射率大于对 b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于 b侧光的传播速率答案-BC2 . （2008年5月海淀高三物理二模） 下面是四种与光有关的事实用光导纤维传播信号；用透明的标准样板和单色平行光检查 平面的平整度；一束白光通过三棱

2、镜形成彩色光带；水面上的油膜呈现彩色。 TOC o 1-5 h z 其中，与光的干涉有关的是：（）A B C D 答案-B3.（上海市闸北区2008年4月模拟）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，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（）（A）都是光的衍射现象；（B）都是光的干涉现象；（C）前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象；（D）前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象。答案-C.（上海市宝山区 2008年4月模拟）下列关于光的说法中正确的是（）A.红光光子能量比紫光光子能量小B.在真空中红光波长比紫光波长短C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象D.红光照射某金

3、属时有电子向外发射，紫光照射该金属时也一定有电子向外发射答案-AD.（上海市宝山区 2008年4月模拟）在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的a图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（）Db、c C . a、d D . b、dA. a、 c B答案-D6.（上海市卢湾区光电效应实验2008年4月模拟）下列实验中，能证实光具有波动性的是（）光的双缝干涉实验光的圆孔衍射实验a粒子散射实验（A）和 C2（B） C2 和 C3（C） 和 （D） O 和 C4答案-B.（上海市静安区2008年4月模拟）人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具

4、有波动性的是：（）吐孑US 取孑回 儡屏AC里蒂超答案-ABD8.（上海市嘉定区 2008年4月模拟）在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上，第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度。第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开。由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的份（B）红外光成份（C）紫外光成份（D）无线电波成份答案-A9.（上海市徐汇区 2008年4月模拟）下列说法中正确的是）（A）可见光成光传播的速度总是 3 X 108m/s托马斯杨的双缝干涉实验现象表明光是一种电磁波 为了解释光电效应实验现象普朗克提出了光子

5、说 光和无线电波都能在真空中传播答案-D10.（上海市虹口区2008年4月模拟）如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么A .B .C .D ., （ ）B光的频率大于 A光的频率。A光的频率大于 B光的频率。用A光照射光电管时流过电流表 G的方向是a流向用A光照射光电管时流过电流表 G的方向是b流向boa。答案-BC.（河南省郑州市2008年高中毕业班第三次质量预测） 如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图，其中彩虹的产生原因是光的色散，a、b为两种单色光.以下说法正确的是（ AB CD）.在

6、真空中a光波长小于b光波长. a光光子能量大于 b光光子的能量.在同一玻璃中a光速度小于b光速度.用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比太阳光b光干涉条纹宽答案-D.（上海市虹口区2008年4月模拟）如图所示是迈克尔逊用转动 八面镜法测光速的实验示意图，图中S为发光点，T是望远镜，平面镜b水珠O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB=L （L可长达几十千米）大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率达到f0并可认为是匀速转动时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光 TOC o 1-5 h z 速Co根据题中所测量的物理

7、量得到光速c的表达式正确的是（）CA. c=4Lf0 。 B. c=8Lf0 。 C. c=16Lf0。 D. c=32Lf0。答案-C（上海市闵行区2008年4月模拟）单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是（）A廊 in.而mnn irnniABCD答案-A（2008年南宁市高中毕业第二次适应性测试）A与B是两束平行的单色光，它们从空气斜射入水中的折射角分别为rA、rB,若rArB,则（）A.A的折射率大于B的折射率B. A的频率大于B的频率C.在空气中A的波长小于 B的波长D.在水中A的传播速度大于 B的传播速度 答案-Da、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置哑皿图甲图

8、乙（2008年福州市第二轮高中毕业班质检） 进行实验，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所 示的干涉图样，图甲是 a光照射时形成的干涉图 样，图乙是b光照射时形成的干涉图样。下列关 于a、b两束单色光的说法正确的是（）A. a光子的能量较大B.在水中a光传播的速度较小C.若用b光照射某金属没有光电子逸出，则 a光照射该金属时也没有光电子逸出D.若a光是氢原子的核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的，则 b光可能是氢原子的核外电子从第四能级向第三能级跃迁时产生的答案-C（2008年高考理科综合试题预测卷）如图所示为一束白光照射到放置在空气中的玻璃 三棱镜发生色散的光路示意图，a、b为其中两处折射出

9、的单色光 ，以下说法中正确的是：（）A.a光的光子能量小于 b光的光子能量B.在玻壬中a光的传播速度小于 b光的传播速度C.用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光的宽D.如果b光能使某种金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应答案-BD17.（上海市闸北区 2008年4月模拟）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，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（）（A）都是光的衍射现象； （B）都是光的干涉现象；（C）前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象；（D）前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象。答案-C卜列事例哪些应用了光的全反射90（ 200

10、8年哈尔滨市第三中学第三次高考模拟考试） 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 D .用白光照肥皂膜看到彩色条纹答案-AC（2008年5月北京东城区物理二模试题）消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消 弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生波长为 入的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过 ri和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的。若Ar= r2 - ri,则Ar等于： （）

11、A.波长入的整数倍B .波长入的奇数倍C.半波长2的奇数倍 D .半波长2的偶数倍答案-C20.（渭南市2008年高三教学质量检测n ）图示为一直角棱镜的横截面，/ bac=90 ,Zabc = 60 o 一平行细光束从 O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率 n TOC o 1-5 h z =五,若不考虑原入射光在 bc面上的反射光，则有光线（）A .abB .从ac面射出C .从bc面射出，且与bc面斜交/ *D . 从 bc面射出，且与 bc面垂直卜 % 、C答案-BDI21. （ 2008届安徽高考信息交流试卷）如图所示，一细束红蓝复色光与 AB边垂直射入直角三棱镜，在

12、 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、蓝单色光在三棱镜内的速度，下列判断正确的是（）C人势J .qj FV1V2单色光束为红色V1V2单色光束为红色71M单色光束为蓝色答案-C22.（西安中学 师大附中2008届第二次模拟考试）1923年，美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L）,在第一个山峰上装一个强光源S。由它发出的光经过狭缝射在八面镜A的镜面1上,被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜 B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面

13、3上再次反射，经过望远镜 C,进入观测者的眼中，如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转动的角速度为切时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速约等于4L 8L 16L 32L A.二B.C.D.答案-B23.（南京市A .越靠近地面，空气的折射率越大C .越靠近地面，空气的折射率越小答案-C24.（江苏省九名校 2007年第二次联考）B.这是光的干涉形成的D.这是光的衍射形成的如图所示，截面为 ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一 个直角边AB,在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏,屏的距离远近可调，在屏上出现紫

14、、红两条光带，可能是（ ）A.紫色光带在上,红色光带在下,紫色光带较宽B.紫色光带在下,红色光带在上,紫色光带较宽C.红色光带在上,紫色光带在下,2008年高三总复习试卷） 太阳光照射在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向 前看去，发现前方某处射来亮光，好像太阳光从远处水面反射来的一样，我们认为前方有水。在夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到。但走到该处仍是干燥的沙漠，这现象 对这种现象正确的解释是红色光带较宽D.红色光带在下,紫色光带在上，红色光带较宽答案-CD25. (2008 年苏、锡、常、镇四市调查二）（6分）一复色光中只含有 a、b两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长.在真空中

15、，a光的速度 若用此复色光通过玻璃半球且经球心 情况的是 .（选填“大于”、“等于”或“小于” ）b光的速度.O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际II用该复色光做双缝干涉实验，得到如图所示的干涉图样.则实线表示 （选填“ a”或 b”）光的干涉条纹.答案-等于（2分）BC（2分）（答不全的得1分、有错选的不得分） a （2分）S向水面A点发射一束26.（温州市十校联合体2008届期中联考）如图所示，水下光源光线，折射光线分成 a, b两束，则（）A.在水中a光的速度比b光的速度小B.用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于 b光的间距C. a、b两束光相比较，b光的波动性较强

16、,a光的波动性较弱D.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面 上方观察，a光先消失答案-B二、填空、计算题. （2008年镇江市2月调研）某同学自己动手利用如图所示的装置观察光的干涉现象,其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下： TOC o 1-5 h z （A）该同学用一束太阳光照射 A屏时，屏C上没有出现干涉S :条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹； 此条纹是由于 A jTTA产生的；S 1（B）移去A后，遮住缝S或缝S中的任一个，C上均出现一| 居窄亮斑.出现以上实验结果的主要原因是一1L.答案-（A）光的衍射 （4分）（B）双缝S、&太宽.（

17、4分）如图所示，红光和紫光分别从介.（揭阳市2007-2008年学年度第二次模拟考试题）质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。请你根据红光在介质1与紫光在介质2的传播过程中的情况，提出三个不同的光 学物理量，并比较每个光学物理量的大小。答案-介质1对红光的折射率等于介质2对紫光的折射率；红光在介质1中的传播速度和紫光在介质2中的传播速度相等；红光在介质1中发生全反射的临界角与紫光在介质2中发生全反射的临界角相等。（其它答法正确也可）（若答成：在同一介质中紫光比红光的折射率大；在同一介质中红光比紫光的传播速度大；在同一介质中红光比紫光发生全反射的临界角大等）

18、. （2008届南通市部分重点中学三模）如图（a）所示，临界角C为450的液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上，当平面镜M绕垂直过中心 O的轴以角速度3做逆时针匀速转动时，观察者发现水面上有一光斑掠过，则观 察者们观察到的光斑在水面上掠过的最大速度为多少？解析：设平面镜转过。角时，光线反射到水面上的 TOC o 1-5 h z rV 一d且 V = -,而 V,= L.2 =2缶cos2-cos2-拓2 d故 V =2,cos 2液体的临界角为 C,当2 9=C=4d时，V达到最大速度 Vmax,即 Vmax = 2 d =4 d max2cos C.

19、（扬州市2008届第二次调研）（4分）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为 J2,当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为 。一束与MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出。则能从MN射出的光束的宽度为。答案-雄I步三Rn.（如皋市2008届抽样检测）图示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R= 20cm,折射率为J3, AB是一条直径，今有一束平行光沿 AB方向射向圆柱体，试求：光在圆柱体中的传播速度；距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过 B点.解析：光在圆柱体中的传播速度 TOC o 1-5 h z HYPE

20、RLINK l bookmark40 o Current Document v = c =点 M108 m/s（2 分）n设光线PC经折射后经过 B点，光路图如图所示由折射定律有：吗= n = 6（2分）sin -又由几何关系有：ot=2P（1分）解得60。_光线PC离直线AB的距离C摩Rin a =10j3 cm （1分）则距离直线 AB10 J3 cm的入射光线经折射后能到达 B点.夜体深 1m, 一束与水平面成30角的光45。试求：.（徐州市2008届摸底考试）如图所示，某: 线照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为该液体的折射率；进入液面的光线经多长时间可以照到底面。解析：因为入

21、射角i =90-304 = 60s分）折射角r =90、45吗45。（1 分）sin i sin 60n 二二所以sin r sin 45（2分）光在液体中传播的速度时位移s = 2cosr m(2v速度- J6 108nm/s(2分）所以：t =卫10sv 3(2.（苏北四市高三第三次调研）,地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进（1）下列说法中正确的是（A.在地面附近有一高速飞过的火箭程变慢了；火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化B.托马斯？杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波C.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿

22、光改为红光，则干涉条纹间距变宽E.光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大F.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在G.次声波是频率低于 20 Hz的声波，它比超声波更易发生衍射（2）如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC / A=30o.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 射入棱镜.AB边（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两光点间的距离.解析：（1） ADEG12 解：（1） v 红=C/m v 紫=C/

23、n2v 红/ v 紫=门2/ n1（3分.方程2分，结果1分）Csin r1一O n1sin 30 -sin r2sin 30 二 一 n2x=d(tanr 2tanr i)=d&2-n2ni4 - n：（方程每个1分，%果1分）A*OP34.（苏州市2008届期终考试）（10分）如图, 一透明球体置于空气中，球半径R=10cm,折射率=22. MN一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MNI寸向球体，B为入射点，AB与MN前距为5 ,2cm, CD为出射光线.补全光路并求出光从 B点传到C点的时间；求CD与MN所成的角”.（需写出求解过程）解析：连接BC如图（1分） 在B点光线的入射角、折

24、射角分别 标为i、r,Sin i= 5 72/10= J2/2,所以，i = 45（ 1 分）由折射率定律：在b点有：n =*”（1分） sin rSin r= 1/2故：r = 30（1 分）B（=2Rsos r（1 分）t = BCn/C=2Rncos r/C （1 分）3 = 30（ 2 分）t =（ 76/3） x10-9s （1 分）由几何关系可知 /cop =15 口 （1分） /ocp=135.（通州市2008届第六次调研）（1）下列说法正确的是A.考虑相对论效应，长度、时间的测量结果都随物体与观察者相对运动状态而改变 B. 一切物理规律在不同的惯性系中是平权的 C.圆屏阴影中心

25、的亮斑（泊松亮斑）是光波叠加造成的 D.在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比（2）（通州市2008届第六次调研）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插两枚大 头针R、在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到R的像被 已的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚 大头针 R、P4,使R挡住R、P2的像，P4挡住P3和P、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 45,则透光物质的折射率 n=.答案-（1） ABC （3 分）（2） J

26、2 （1.41）（4 分）.（徐州市2008届第一次质检）在水面上放置一个足 够大的遮光板，板上有一个半径为r的圆孔，圆心的正上方 h处放一个点光源S,在水面下深H处的底部形成半径为 R解析： 根据光路图， 可知的圆形光亮区域（图中未画出）.测得r =8cm, h=6cm, H=24cm, R=26cm,求水的折射率.sin 61 =-=- h2 TOC o 1-5 h z 8八CT =0.8（2 分）8262sin 功=R-r18.（R -r）- H= 0.6 22,1824（2分）由折射定律得nsin 12（2分）37.如图所示，一束平行单色光由空气斜射入厚度为h的玻璃砖，入射光束与玻璃砖

27、上表面夹角为0 ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为bi,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b2,可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c.求：光在玻璃砖中的传播速度 v.解析：由光的折射定律得由几何关系得sin r =vi in= c o -s（1分）（b2 -bi）2h2由以上各式可得 v =c（b2二4）、h2 +Q2 -bi 2 cos9（1分）2n s i rn38.（徐州市2008届第3次质检）据报道：有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输.如图所示，一根长为 L的直光导纤维，它的折射率为n.如果把该光纤放在空气中，要使从它的

28、一个端面进入光纤的光发生全反射，最大的入射角是多少（用该角的正弦函数值表示）？为简化问题，光纤外套忽略不计.sin i斛析： n =sin r一1一八sin C =1 2 分ni =arcsi” n2 -1 2分39.（盐城市2008届第一次调研） 如图所示，玻璃球的半径为R折射率n=、, 3 ,今有束平行光沿直径 AB方向照射在玻璃球上，试求离 AB多远的入射光线最终射出后沿原方向返回。解析：由光路图知0 1=202sin不令=nsin 3解式得3cos 0 2=即。2=300 1=60d=Rsin 0 i .d=?R评分标准：2分，各1分40.（扬州市2008届第四次调研）（1）下列说法中

29、正确的是（）A .把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长B.振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短. 1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设 为前提的D.调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程E.日光灯启动时，启动器内的玻璃泡中的窟气发出红光，这是由于就原子的外层电子 受激发而产生的F .照相机等的镜头涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在真空中波长的1/4 ;拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度（2 ）如图所示，在真空中波长为600nm的激光束从A点射入圆形玻璃

30、介质。 TOC o 1-5 h z 试证明：无论入射角多大，该激光束都能从玻璃中射出。一、若该激光束经折射从B点射出， 射出玻璃与射入玻璃的A /B光线夹角为30 , A B弧所对的圆心角为 120 ,求该激光束（ ）在玻璃中的波长。O解析：BCE （4分，全选对的得4分，选不全的，选对口-X一个得1分，错选或多选一个扣 1分，扣完为止）（2）证明：设从 A点入射的入射角为 口，折射角为0 2,根据对称性，射出时的入射角 sin 11. 也为0 2- = n,sin % = sin 4 3R）,不考虑光的干涉和衍射，玻璃设临界角为C,如图所示1sinC =nR又OF = cosCOE =（d OF）cotC 解得 r =OE = d n2 -1