高三物理光学部分试题精编

中学物理最新试题精编板块四光学部分一、选择题：在下列每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的，把正确答案全选出来．1．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答案：2．关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（）A．宏观物体的物质波波长特别小，极易视察到它的波动性B．光电效应现象中，光电子的最大初动能和照耀光的频率成正比C．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方D．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的答案：C3．以下关于光的有关说法中正确的是（）A．光导纤维是应用了光的全反射现象，无影灯主要是应用了光的衍射B．天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象C．自然光是光振动沿各个方向匀称分布的光，偏振光是光振动沿着特定方向的光D．现在我们知道，光就是一份一份的能量答案：4．在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中心有一盏灯（可看做光源），小鱼在水中游动，小鸟在水面上方翱翔，设水中无杂质且水面安静，下面的说法中正确的是（）A．小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗B．小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置和鱼的位置无关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，四周是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置和鸟的位置有关答案：5．如图所示，激光液面限制仪的原理是：固定的一束激光以入射角i照耀到水平面上，反射光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，电讯号输入限制系统来限制液面的高度，若发觉光点在屏上向右移动了△s距离，即射到点，则液面的高度变更是（）A.液面降低B.液面上升C.液面降低D.液面上升答案：D6．如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线和垂直，其中一条是法线．入射光线和的夹角为，折射光线和的夹角为，>（＋≠900)，则该玻璃的折射率n等于（）A.B.C.D.答案：D7．一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（）答案：8．如图所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，折射率为.现有一细光束垂直射到面上，经玻璃砖反射、折射后，经面平行返回，∠为1350，圆的半径为r，则入射点P距圆心O的距离为（）A.B.C.7.50D.150答案：C9．如图所示，用三块完全相同的平板玻璃组成一等边三角形，一束单色光由面入射，由面射出，则以下说法正确的是（）A．射出光线方向和入射光线平行B．射出光线向顶角偏折C．射出光线会发生色散D．射出光线向底边偏折答案：10．如图所示，全反射玻璃三棱镜的折射率，一束光线垂直于边从点O射入棱镜，现在让入射光线绕O点旋转变更入射方向，以下结论正确的是（）A．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将从边射出且向右移动B．若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将会从、两边射出C．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从边射出且向左移动D．若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从边射出且向下偏转移动答案：11.2008年奥运会上，光纤通信网将覆盖全部的奥运场馆，为各项竞赛供应平安、牢靠的通信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输．若采纳的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法正确的是（）A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小答案：D12．如图所示，是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为a的平行白光垂直射向，现将一横截面积是直角三角形（顶角A为300）的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使其截面的直角边和平行，则放上三棱镜后，射到直尺上的光将（）A.被照亮部分下移B.被照亮部分的宽度不变C.上边缘呈紫色，下边缘呈红色D.上边缘呈红色，下边缘呈紫色答案：13．某种色光，在真空中的频率为，波长为，光速为c，射入折射率为n的介质中时，下列关系中正确的是（）A.速度是c，频率为，波长为B.速度是,频率为／n，波长为C.速度是,频率为，波长为D.速度是,频率为，波长为答案：C14．如图所示，一细束红光和一细束紫光以相同的入射角i从空气射入长方体形玻璃砖的同一点，并且都干脆从下表面射出，下列说法正确的是（）A．从上表面射入时紫光的折射角比红光的折射角小B．从下表面射出时紫光的折射角比红光的折射角大C．紫光和红光将从下表面的同一点射出D．从下表面射出后紫光和红光肯定平行答案：15.a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（）A．a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角B．用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距比b光宽C．在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度D．假如b光能使某种金属发生光电效应，a光也肯定能使该金属发生光电效应答案：16．如图所示，在折射率大于玻璃折射率的透亮液体中，水平放置着一个长方体玻璃砖．在竖直平面内有两束光线，相互平行且相距为d,斜射到长方体的上表面上，折射后干脆射到下表面，然后射出．已知图中a为红光、b为紫光，则（）A．两出射光线仍平行，距离大于dB．两出射光线仍平行，距离等于dC．两出射光线仍平行，距离小于dD．两出射光线将不再平行答案：A17．如图所示，是位于水平平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分和屏平行，由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上，在竖直平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带，当玻璃砖转动角度大于某一值，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消逝，有关彩色光的排列依次和最先消逝的色光是（）A．左红右紫，红光B．左红右紫，紫光C．左紫右红，红光D．左紫右红，紫光答案：B18．如图所示，一个棱镜的横截面为等腰直角三角形一细束红光从面上的P点沿平行于的方向射入棱镜，从面上的Q点平行于射出，且（图中未画出光在棱镜里的光路）．假如将一细束紫光也从P点沿同样的方向射入棱镜，则从面上射出的光线将（）A．仍从Q点射出，射出光线仍平行于B．仍从Q点射出，但射出光线不再平行于C．从Q点上方的某一点处射出，射出光线仍平行于D．从Q点下方的某一点处射出，射出光线仍平行于答案：C19．如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种单色光，并同时做如下试验：①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距不变）；②让这三种单色光分别照耀锌板；③让这三种单色光分别垂直投射到一条直光纤的端面上；下列说法中正确的是（）A．假如单色光b能产生光电效应，则单色光a肯定能产生光电效应B．单色光c的波动性最显著C．单色光a穿过光纤的时间最长D．单色光c形成的干涉条纹间距最小答案：D20．如图所示,是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于下方的P点，由此可以得出的结论是（）A.在玻璃中，A光比B光的速度小B.玻璃对A光的折射率比对B光的折射率小C.空气中，A光的波长比B光的波长长光的光子能量比B光的光子能量大答案：21．甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，已知它们通过玻璃中的时间，那么，甲、乙两种单色光光子的能量关系是（）A.B.C.D．不能确定答案：A22．在图甲所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电流，其负极和电极A相连，A是电流表，试验发觉，当用某种频率的单色光照耀K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流．当A的电势低于K时，而且当A比K的电势低到某一值时，电流消逝，称为截止电压，当变更照耀光的频率，截止电压也将随之变更，其关系如图乙所示，假如某次试验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则（）A.可得该金属的极限频率B.可求得该金属的逸出功C.可求得普朗克常量D.可求得电子的质量答案：23．一细光束中包含有红和蓝两种单色光，由真空中以不等于00的入射角照耀到透亮的平板玻璃上，透过玻璃板后，又射出到真空中，则下列说法中正确的是（）A.进入玻璃板的光线从玻璃板的表面射出时（即光线经过下表面时），红光和蓝光的入射角不同，折射角也不同B.红光在玻璃中的波长和在真空的波长相比大于蓝光在玻璃中的波长和在真空中的波长之比C.无论蓝光或红光由真空射入玻璃后，其速度都变小，所以光子的能量都变小D.红光在玻璃板中所经验的路程比蓝光的短答案：B24．如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置，下列说法中正确的是（）A.E1可用低压沟通电源，也可用直流电源（蓄电池）2是高压直流电源，且E2的右端为电源的正极C.射线a、b均是电子流D.射线a是电子流、射线b是X射线答案：25．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势E和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5eV，现分别用能量不同的光子照耀钨板（各光子的能量也已在图上标出），那么下列图中电子不能到达金属网的是（）答案：26.如图所示，已知用光子能量为2.82的紫光照耀光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转。若将电路中的滑动变阻器的滑头P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，电压表读数为1V，则该金属涂层的逸出功约为（）A.2.9×10-19JB.4.5×10-19JC.2.9×10-26JD.4.5×10-26J答案：A27.A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，假如产生光电流的最大值分别为和，且<，则下列关系正确的是（）A．照耀光的波长B．照耀光的光子能量C．单位时间内照耀到金属板的光子数D．照耀光的频率答案：C28.频率为的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为，改用频率为2的光照耀同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为（h为普朗克常量）（）A.2B.C.－hD.＋2h答案：B29．由于地球表面存在大气层，使太阳光覆盖地球面积和没有大气层时不同，则有大气层时太阳光覆盖面积是较大还是较小？地球某处早晨接收到的第一缕阳光是何种颜色？（设大气层为匀称介质）（）A．较小，紫色B.较小，红色C．较大，红色D.较大，白色答案：C30.2003年全世界物理学家评比出“十大最美物理试验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨双缝干涉试验”装置进行电子干涉的试验．从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该试验说明（）A.光具有波动性B.光具有波、粒二象性C.微观粒子也具有波动性D.微观粒子也是一种电磁波答案：C31．我们常常可以看到，在路边施工处总挂着红色的电灯，这除了红色光简单引起人的视觉留意以外，还有一个重要的缘由，这一缘由是红色光（）A．比其他色光更简单发生衍射B．比其他色光的光子能量大C．比其他色光更简单发生干涉D．比其他色光更简单发生光电效应答案：A32．如图所示，两束单色光a、b分别照耀到玻璃三棱镜面上，穿过三棱镜后相互平行，则（）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33．如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照耀到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P围着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变更状况，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间屏被照亮，其他位置时间屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变更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答案：C34．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照耀得睁不开眼，严峻影响行车平安．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采纳偏振玻璃，其透偏方向正好和灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，假设全部的汽车前窗和前灯玻璃均按同一要求设置，下面的措施中可行的是（）A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上450，车灯玻璃的透振方向是斜向左上450D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上450答案：D35．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，假如要说明能检查平面光滑程度的道理，则须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.全反射和衍射答案：A36．酷热的夏天，在平坦的柏油马路上你会看到在肯定的距离之外，地面显得特别的光明，仿佛是一片水面，好像还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退．对此现象的正确说明是（）A．同海市属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，使地表温度上升，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度上升，折射率小，发生全反射答案：37．如图所示，a和b都是厚度匀称的平玻璃板，它们之间的夹角为r，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从O点射入a板，且射出b板后的两束单色光通过空气射在地面上M、N两点，由此可知（）A．若射到M、N两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到M点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光，光子的能量大B．若射到M、N两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到M点的光形成干涉条纹的间距大，这束光为红光，光子的能量小C．射到N点的光为蓝光，光子的能量小，较简单发生衍射现象D．射到N点的光为红光，光子的能量大，较难发生衍射现象答案：A38．在一次视察光的衍射试验中，视察到如图所示的清楚的亮暗相间的图样，那么障碍物可能是（）A．很小的不透亮圆板B．很大的中间有大圆孔的不透亮档板C．很大的不透亮圆板D．很大的中间有小圆孔的不透亮挡板答案：D39．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)随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）随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，从上往下视察到的干涉条纹（）A．变疏B．变密C．不变D．消逝答案：A40．用a、b两束单色光分别照耀同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照耀时形成的，图乙是b光照耀时形成的．则关于a、b两束单色光，下述正确的是（）A．a光光子的能量较大B．在水中a光传播的速度较大C．若用a光照耀某金属时不能打出光电子，则用b光照耀该金属时肯定打不出光电子D．若a光是氢原子从4的能级向2的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从3的能级向2的能级跃迁时产生的答案：B41．单色光源发出的光经一狭缝照耀到光屏上，则可视察到如图所示的图象是（）答案：A42.1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波和之对应，波长为,p为物体运动的动量是普朗克常量．同样光也具有粒子性，光子的动量为．依据上述观点可以证明一个静止的自由电子假如完全汲取一个光子，会发生下列状况：设光子频率为，则,，被电子汲取后有2/2．由以上两式可解得：2c，电子的速度为两倍光速，明显这是不行能的．关于上述过程以下说法正确的是（）A．因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全汲取一个光子B．因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全汲取一个光子C．动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不行能完全汲取一个光子D．若光子和一个静止的自由电子发生作用，则光子被电子散射后频率不变答案：C43．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，视察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可推断细丝粗细的变更（）A．这主要是光的干涉现象B．这主要是光的衍射现象C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细答案：44.1961年德国学者约恩孙发表了一篇论文，介绍了他用电子束的一系列衍射和干涉试验．其中他做的双缝干涉试验，和托马斯·杨用可见光做的双缝干涉试验所得的图样基本相同，这是对德布罗意的物质波理论的又一次试验验证．依据德布罗意理论，电子也具有波泣二象性，其德布罗意波长，其中h为普朗克常量为电子的动量．约恩孙试验时用50电压加速电子束，然后垂直射到间距为毫米级的双缝上，在和双缝距离约为35的衍射屏上得到了干涉条纹，但条纹间距很小．下面所说的4组方法中，哪些方法肯定能使条纹间距变大？（）A．降低加速电子的电压，同时加大双缝间的距离B．降低加速电子的电压，同时减小双缝间的距离C．加大双缝间的距离，同时使衍射屏靠近双缝D．减小双缝间的距离，同时使衍射屏靠近双缝答案：45．在探讨材料A的热膨胀特性时，可采纳如图所示的干涉试验法的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透亮的平行板和A上表面平行，在它们间形成一个厚度匀称的空气膜，现在用波长为的单色光垂直照耀，同时对A缓慢加热，在B上方视察到B板的亮度发生周期性地变更，当温度为t1时最亮，然后亮度渐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则（）A．出现最亮时，B上表面反射光和A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B下表面反射光和A上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加答案：D二、填空题：把答案填在题中横线上．1．在测定玻璃的折射率试验中，操作步骤如下：(1)先在白纸上画出一条直线代表两种介质的界面，过上的O点画出界面的法线，并画一条线段作为入射光线．(2)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟对齐．(3)在线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖视察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2拦住，再在视察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3拦住P1、P2，P4拦住P1、P2、P3，登记P3、P4的位置．(4）移去大头针和玻璃砖，连接P1、P2作为入射光线，连接P3、P4作为折射光线，测量出人射角i和折射角r，填入表格中．上述操作步骤中存在严峻的缺漏，应作的补充是答案：步骤（2)中应在白纸上画出玻璃砖的另一边'；步骤(4)中应通过P3、P4的连线和'的交点，作出玻璃砖中的折射光线2．如图所示，由某种透光物质制成等腰直角三棱镜，腰长=16，为了测定这种物质的折射率，使两腰分别和、重合，当从边的C点视察A棱时，发觉A棱的视位置在D处．若C点坐标为(0,12)点坐标为（9,0)，则该透光物质的折射率为。答案：3．用如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角和都是已知的，紧贴直角边的是一块平面镜，将一束光入射到棱镜的面上，适当调整光线的人射方向，使从面出射的光线和人射光线恰好重合，在这种状况下，仅须要测出一个物理量就可以算出该棱镜的折射率，则计算折射率的表达式为n＝。答案：∠或人射角i或4．如图所示，将刻度尺直立在装满某种透亮液体的宽口瓶中（液体未漏出），从刻度尺上A、B两点射出的光线和在C点被折射和反射后都沿直线传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1，刻度尺右边缘和宽口瓶右内壁间的距离2.5，由此可知，瓶内液体的折射率（可保留根号）．答案：5．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的试验，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视察，调整视线使P1的像被P2的像拦住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3拦住P1、P2的像，使P4拦住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，须要测量的物理量有（要求在图上标出）．(3)写出计算折射率的公式。答案：(1）光路如图所示(2)∠i和∠r(3)6．为验证小灯泡（点光源）光能的球面散射规律并测定其发光效率，有同学设计并进行了如图所示的试验：将一个“6V8.0W”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头，以测定和光源间距为d时相应的光强值I，其测得以下9组数据（下表）；并用一数字图象处理器将表内数据分别在I—d,I—1和I—2坐标平面内标得如下数据点，如图所示。(1)依据图中三个数据点图，可看出I和哪个量存在线性关系，因此可将I和d之间的数学关系式表达为，其中的常量为。(2)在和光源等距的各点，认为光源向各方向发出的光强大小几乎相等，依点光源光能向四周空间3600球面匀称散射的物理模型，写出光源的发光功率P0,光强值I及相应的和光源距离d之间的关系式。(3)依据以上条件，算出小电珠的电—光转换效率。答案：(1)20.035W(2)P0=4πd2I(3)5.5%7．用游标卡尺视察光的衍射现象的试验中，用日光灯作为被视察的对象，以下的做法和视察结果有A．卡尺的两个测脚间距很小，大约是0.5或更小B．卡尺的两个测脚形成的狭缝要和灯管平行C．狭缝离日光灯近一些效果较好D．眼睛要紧靠狭缝，通过狭缝视察日光灯E．视察到的是在灯管上下边缘形成黑白相间的条纹F．视察到的是在灯管上下边缘形成的彩色条纹以上所述的内容中，正确的是（用序号字母表示）．答案：8．如图所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的简要试验原理图．两块平行板M、N相距为d，其中N为金属板，受紫外线照耀后将放射出沿不同方向运动的光电子形成电流，从而引起电流表指针偏转．若调整R渐渐增大极板间电压，可以发觉电流渐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零．切断开关S，在板M、N间加上垂直于纸面的匀强磁场，渐渐增大磁感应强度，也能使电流为零．当磁感应强度为B时，电流恰为零．则光电子的荷质比为。答案：9．某同学设计了一个测定激光的波长的试验装置如图所示，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”试验时，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；其次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，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为．图丁中游标卡尺的示数为.试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）假如试验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两条纹的距离将。答案：（1）相干(2)11.416.7减小测量的偶然误差（或提高试验的精确度）6.6×10-7m三、计算题：解答应写出必要的文宇说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。1．如图甲所示，折射率为n的玻璃柱长为L，紧贴玻璃柱的A端有一点光源，点光源发出一光脉冲信号如图乙所示，光脉冲持续时间为T.试求在玻璃柱的B端能接受到光信号的时间．答案：2．红宝石激光器放射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个脉冲．现有一红宝石激光器，放射功率为1.0×106W，所放射的光脉冲持续时间△1.0×10-11s,波长为693.4(110-9m),求:(1）每个光脉冲的长度．(2）每个光脉冲含有的光子数．(6.63×10-34J·解：(1）由L=c，得3×108×1.0×10-11＝3×10-3m.(2）激光器的放射功率为P，每个脉冲的能量，又，则P，即3.5×1013（个）3．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠600,∠900；一束极细的光于边的中点垂直面入射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验的时间（设光在真空中传播速度为c).解：(1）如图所示，因为光线在D点发生全反射，由反射定律和几何学问得∠4=300，则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，由数学学问得，由以上各式可得。4．如图所示，宽度为a的平行光束从空气中斜射到一平板玻璃的上表面，入射角为450，该光束的光由两种不同的单色光①和②组成，玻璃对两种单色光①和②的折射率分别为n1=1.52=。(1)求两种光射入玻璃时的折射角、.(2)为使光从玻璃下表面出射时，两种光各自的光束不重叠，玻璃板的厚度d至少应为多少？（结果可用根式表示）解：(1)．(2).5．如图所示是一种折射率1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿的方向射到棱镜的界面上，入射角的大小0.75．求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到面上的光线）．解：(1）如图所示，设光线进入棱镜后的折射角为r,由得300；。(2)光线射到界面的入射角为i1＝900一（1800一600一750)=450,光线沿方向射出棱镜时不变更方向，故此束光线射出棱镜后方向和界面垂直．6．如图所示，是1/4圆柱玻璃砖的截面图，玻璃的折射率为．今有一束平行光线以450的入射角入射到玻璃砖的面，这些光线只有一部分能从面射出，并假设凡是射到面上的光线全部被汲取，也不考虑面的反射作用．试求圆柱面上能射出光线的面积占表面积的几分之几？解：正确的画出光路图是解决问题的关键，如图所示，假设光线从P点入射到C点恰好发生全反射．由得，300.∠为临界角，则∠450则∠＝1800一450一600=750,∠150，可以推断出以下的光线才能从圆柱面射出，即圆柱面上部分有光线射出．，即圆柱面上有的表面积能透射出光线来．7．如图所示，透亮介质球的半径为R，光线平行直径射到介质球的C点，和的距离0.8R。(1)试证明：光线进入介质球后，第一次到达介质球的界面时，在界面上不会发生全反射．（要求说明理由）(2)若光进入介质球后，其次次到达介质球的界而时，从球内折射出的光线和入射光线平行，求介质的折射率．解：(1）如图甲所示，光线进人介质球内，发生折射，有，折射角r肯定小于介质的临界角，光线到达球面的入射角∠=r，小于临界角，因此肯定不会发生全反射．(2)光线其次次到达介质和空气的界面，人射角i'=r，由折射定律可得折射角r'=i．若折射出的光线和入射光线平行，则∠∠i,光线进入介质球的光路如图乙所示．折射角2，则折射率8．已知玻璃对某种单色光的折射率，现使一束该单色光沿如图所示方向射到三棱镜的面上，最终从棱镜射出．假设光在行进过程中有折射光线存在时不考虑反射问题，则(1)在原图中画出该光束在棱镜中的光路图．(2)求光射出棱镜时的折射角．（结果可用反三角函数表示．已知一组可能运用的三角函数近似值100=0.17200=0.34,400=0.64,500=0.77)解：(1)如图所示．(2）由折射定律得故=300400.即该束光在玻璃中折射光线和三棱镜边平行，故它在玻璃中的折射光线肯定射到面，而射到面的入射角小于全反射的临界角，故在面射出．如图所示．则400=0.64（或0.905)，故0.905.9．如图所示，游泳池宽度15m，水面离岸边的高度为0.5m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面离1.5m，若此人发觉A灯经水反射所成的像和左岸水面下某处的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）解：如图所示，设水面为到水面点C的距离为L1，B灯和水面点C之间的距离为L2，人眼到水面上点F之间的距离为L3，点C、D之间的距离为L4,由A灯光的反射得得L4=5m.对B灯光的折射过程，有，解得：L2=4.35m．即灯在水面下4.35m深处．10．某种液体的折射率为，在其液面下有一可绕水平轴O匀速转动的平面镜的初始位置和液面平行，如图所示．在液面和平面镜间充溢自左向右的平行光线，若在平面镜逆时针旋转一周的过程中，光线射入空气中的时间为2s,试问：(1)平面镜由初始位置转过多大角度时，光线起先进入空气？(2)平面镜旋转的角速度是多大？解：（1）设临界角为C,则，故450.由此可知当平面镜转过=22.50时间线起先进入空气．(2)当平面镜转过67.50时，光线又发生全反射，不能进入空气，所以平面镜转过22.50～67.50间光线进鹅空气．平面镜转动的角速度.11．如图所示的圆柱形容器中盛满折射率2的某种透亮液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上随意位置处能够视察到点光源S发出的光，h应当满意什么条件？解：点光源S通过平面镜所成像为S'，如图所示，要使人从液体表面上随意位置处能够视察到点光源S发出的光，即相当于像S'发出的光，则入射角i≤,为全反射临界角，有，(2