物理高考题及答案光学

物理高考题及答案光学一、选择题1.光的干涉现象是指两个频率相同、相位差恒定的光波相互叠加时，会出现稳定的明暗相间的条纹。这种现象产生的条件是（）。A.两束光的频率必须相同B.两束光的相位差必须恒定C.两束光的振幅必须相等D.两束光的偏振方向必须相同答案：A解析：光的干涉现象产生的条件是两束光的频率必须相同，这样才能保证相位差恒定，从而产生稳定的干涉条纹。2.光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲和扩散的现象。下列关于光的衍射现象的描述，正确的是（）。A.衍射现象只发生在光波通过狭缝时B.衍射现象与光波的波长无关C.衍射现象与障碍物或狭缝的大小有关D.衍射现象与光波的频率有关答案：C解析：光的衍射现象与障碍物或狭缝的大小有关，当障碍物或狭缝的尺寸与光波的波长相近时，衍射现象最为明显。衍射现象与光波的频率无关。3.光的偏振现象是指光波在特定条件下，振动方向受到限制，只能沿某一特定方向振动。下列关于光的偏振现象的描述，错误的是（）。A.偏振光的振动方向是固定的B.偏振光可以通过偏振片C.非偏振光通过偏振片后，振动方向变为单一方向D.偏振光与非偏振光的光强相同答案：D解析：偏振光的振动方向是固定的，可以通过偏振片。非偏振光通过偏振片后，振动方向变为单一方向，但光强会减弱。因此，偏振光与非偏振光的光强是不同的。二、填空题4.光的双缝干涉实验中，当两缝间距为d，光波长为λ，观察屏上相邻亮条纹的间距为Δy时，根据干涉条纹间距公式Δy=____，可以计算出光波的波长。答案：\(\frac{λd}{y}\)解析：根据光的双缝干涉实验中干涉条纹间距公式Δy=\(\frac{λd}{y}\)，可以计算出光波的波长。5.在光的折射现象中，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，这是因为光在水中的传播速度____空气。（填“大于”或“小于”）答案：小于解析：光在不同介质中的传播速度不同，光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，因此当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角。三、计算题6.一束单色光从空气垂直入射到玻璃表面，已知光在玻璃中的折射率为1.5，求光在玻璃中的波长。已知条件：光在空气中的波长为λ0=600nm，光在玻璃中的折射率为n=1.5。解：根据折射定律，n=\(\frac{λ0}{λ}\)，其中λ为光在玻璃中的波长。将已知条件代入公式，得到：1.5=\(\frac{600nm}{λ}\)。解得：λ=400nm。答：光在玻璃中的波长为400nm。7.一束光从空气斜射入水中，已知入射角为30°，求折射角。已知条件：光在空气中的折射率为n0=1，光在水中的折射率为n1=1.33。解：根据折射定律，n0sin(θ0)=n1sin(θ1)，其中θ0为入射角，θ1为折射角。将已知条件代入公式，得到：1sin(30°)=1.33sin(θ1)。解得：sin(θ1)=\(\frac{1}{1.33}\)。由于sin(θ1)的取值范围为[-1,1]，所以θ1的取值范围为[0°,90°]。答：折射角θ1的取值范围为[0°,90°]。四、实验题8.在光的双缝干涉实验中，已知两缝间距为d=0.5mm，光波长为λ=600nm，观察屏与双缝之间的距离为L=1m。求观察屏上相邻亮条纹的间距。解：根据干涉条纹间距公式Δy=\(\frac{λd}{L}\)，将已知条件代入公式，得到：Δy=\(\frac{600nm×0.5mm}{1m}\)=0.3mm。答：观察屏上相邻亮条纹的间距为0.3mm。9.在光的折射实验中，已知光从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。解：根据折射定律，n0sin(θ0)=n1sin(θ1)，其中θ0为入射角，θ1为折射角。已知条件：光在空气中的折射率为n0=1，光在水中的折射率为n1=1.33，入射角θ0=30°。将已知条件代入公式，得到：1sin(30°)=1.33sin(θ1)。解得：sin(θ1)=\(\frac{1}{1.33}\)。由于sin(θ1)的取值范围为[-1,1]，所以θ1的取值范围为[0°,90°]。答：折射角θ1的取值范围为[0°,90°]。通过以上题目的练习，可以加深对光学中干涉、衍射、偏振等基本概念和规律的理解