第十三章《光》測試題一、單選題(共15小題)1.一束單色光從空氣射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖所示．則該介質(zhì)的折射率為()A．BC．D．2?如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣?分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是()a、b是光的干涉圖樣c、d是光的干涉圖樣形成a圖樣光的波長比形成b圖樣光的波長短c、d中央條紋為暗紋3?兩個(gè)完全相同的等腰三棱鏡如圖放置，相鄰兩側(cè)面相互平行，一束白光從棱鏡A的左面入射，從白光帶散射彩色帶平行彩色帶4?如圖所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°.己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次B．c?逅D．25.如圖所示，井口大小和深度相同的兩口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），兩井底部各有一只青蛙，則（）A．水井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙覺得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙覺得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．兩只青蛙覺得井口一樣大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星6?在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，之后a、b光分別從C、D點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖所示.已知A點(diǎn)的入射角為30°,介質(zhì)對a光的折射率na=遠(yuǎn)?下列判斷正確的是（）在該介質(zhì)中，光傳播速度va>vba光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏向角為30°光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，臨界角ca>cba、b光分別通過同一雙縫干涉裝置時(shí)，屏上的條紋間距Axa>Axb7?關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，若用白光作光源照射雙縫，以下說法不正確的是（）屏上會(huì)出現(xiàn)彩色干涉條紋，因?yàn)榘坠馐怯刹ㄩL不同的各種顏色的光組成的當(dāng)把雙縫中的一條縫用不透光的板遮住時(shí)，屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色衍射條紋將兩個(gè)縫分別用黃色濾光片和藍(lán)色濾光片遮住時(shí)，屏上有亮光，但一定不是干涉條紋將兩個(gè)縫分別用黃色濾光片和藍(lán)色濾光片遮住時(shí)，屏上無亮光8?在沒有月光的夜里，清澈透明寬大而平靜的水池底部中央，有一盞點(diǎn)亮的燈（可視為點(diǎn)光源）?小鳥在水面上方飛，小魚在水中游，關(guān)于小鳥、小魚所見，下列說法正確的是（）小魚向上方看去，看到水面到處都是亮的B．小魚向上方看去，看到的是一個(gè)亮點(diǎn)，它的位置與魚的位置無關(guān)C．小鳥向下方水面看去，看到水面中部有一個(gè)圓形區(qū)域是亮的，周圍是暗的D．小鳥向下方水面看去，看到的是一個(gè)亮點(diǎn)，它的位置與鳥的位置有關(guān)9.光學(xué)是物理學(xué)中一門古老科學(xué)，又是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿科學(xué)之一，在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．下列有關(guān)圖中應(yīng)用，說法不正確的是()A．在圖甲中，利用光的干涉原理檢測物體表面的平整度B．在圖乙中，內(nèi)窺鏡利用了光的全反射原理C．在圖丙中，利用光的偏振原理實(shí)現(xiàn)電影的3D效果D．在圖丁中，超聲波測速儀利用波的衍射原理測汽車速度10?實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨著波長入的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：n=A占0+二+二，其中A，B，C是正的常量?太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示?貝K)屏上c處是紫光屏上d處是紅光屏上b處是紫光屏上a處是紅光激光束來切割各種物質(zhì)，這是利用了激光的()相干性好向性好高能量平行度高在自行車的后擋泥板上，常常安裝著一個(gè)“尾燈”。其實(shí)它不是燈，它是一種透明的塑料制成的，其截面如圖所示。夜間，從自行車后方來的汽車燈光照在“尾燈”上時(shí)，“尾燈”就變得十分明亮，以便引起汽車司機(jī)的注意。從原理上講，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．光的衍射如圖所示是一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，其中S為單縫，S2為雙縫，P為光屏?實(shí)驗(yàn)時(shí)用白光從左邊照射單縫S,可在光屏P上觀察到彩色的干涉條紋?現(xiàn)在S］、s2的左邊分別加上紅色和藍(lán)色濾光片，則在光屏P上可觀察到()A．紅光和藍(lán)光兩套干涉條紋B．紅、藍(lán)相間的條紋C．兩種色光相疊加，但不出現(xiàn)干涉條紋D．屏的上部為紅光，下部為藍(lán)光，不發(fā)生疊加下列說法不正確的是()A．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B．照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象C．泊松亮斑是由光的衍射現(xiàn)象形成的D．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象下列說法正確的是()A．光纖通信，全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理—個(gè)單擺在海平面上的振動(dòng)周期為T,那么將其放在高山之巔，其振動(dòng)周期一定變小C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變小D.X射線在磁場中能偏轉(zhuǎn)，穿透能力強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視二、實(shí)驗(yàn)題（共3小題）用雙縫干涉測光的波長，實(shí)驗(yàn)中采用雙縫干涉儀，它包括以下元件白熾燈B.單縫光屏D.雙縫片濾光片（其中雙縫和光屏連在遮光筒上）.⑴把以上元件安裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序是A（A已寫好）.（2）正確調(diào)節(jié)后，在屏上觀察到紅光干涉條紋，用測量頭測出10條紅色亮紋間的距離為a；TOC\o"1-5"\h\z改用綠色濾光片，其他條件不變，用測量頭測出10條綠色亮紋間的距離為b則a、b相比較一定有大于.如圖所示為“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)裝置圖.用某種單色光照射雙縫時(shí)，在像屏上可以看到該色光的干涉條紋，干涉條紋與雙縫的位置關(guān)系是（選填“垂直”或“平行”）.已知雙縫間距為d雙縫到像屏的距離為1,用測量頭測出第1條亮條紋到第n條亮條紋的中心間距為a，則這種單色光的波長為.號1—A11聊T；11KUTOC\o"1-5"\h\z在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)裝置采用雙縫干涉儀，它由各部分光學(xué)元件在光具座上組成，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列儀器：A.光源，B.雙縫片，C.單縫片，D.濾光片，E.毛玻璃（其中雙縫片和光屏連在遮光筒上I。把以上儀器安裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序是。（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，正確的說法是（）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應(yīng)相互平行觀察到的白光和干涉圖樣是：在視場中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級亮條紋為中心左右對稱，在第一級亮條紋中紫色在最外側(cè)看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的間距比綠條紋的間距大測量時(shí)應(yīng)使測量頭的分劃板的中心刻線對齊條紋的中心再讀數(shù)三、計(jì)算題（共3小題）19?如圖所示，有一截面是直角三角形的棱鏡ABC，ZA=30°.它對紅光的折射率為n1，對紫光的折射率為n2?在距AC邊d處有一與AC平行的光屏?現(xiàn)有由以上兩種色光組成的很細(xì)的光束垂直AB邊射入棱鏡.求：

(1)紅光和紫光在棱鏡中的傳播速度比為多少(2)若兩種光都能從AC面射出，求在光屏MN上兩光點(diǎn)間的距離．20.如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)第2條暗條紋，已知光速為C,則P點(diǎn)到雙縫的距離之差(r2-rj應(yīng)為多大21.如圖所示，直角玻璃三棱鏡ABC置于空氣中，棱鏡的折射率為n=^I,ZA=60°.—細(xì)光束從AC的中點(diǎn)D垂直AC面入射，AD=a，求:(1)光從棱鏡第一次射入空氣時(shí)的折射角．(2)光從進(jìn)入棱鏡到它第一次從棱鏡中射出所經(jīng)歷的時(shí)間(光在真空中的傳播速度為c).四、填空題(共3小題)22.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的光屏上，紅光的相鄰亮條紋中心間距Ax1與綠光的相鄰亮條紋中心間距Ax2相比，Ax1Ax2(填“>”、“=”或“<”).若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為630nm，雙縫與光屏的距離為m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為mm，則雙縫之間的距離為mm.1亠23.半徑為R的匚透明圓柱圓柱體固定于地面上，透明圓柱體對紅光的折射率為n=2，如圖所示.今讓一束平行于地面的紅光射向圓柱體左側(cè)，經(jīng)折射紅光照射到右側(cè)地面上.則圓柱體右側(cè)過程中，在屏上先后可以看到、、、四種現(xiàn)象．(填字母序號：A.完全黑暗；B.小燈泡的像；C.明暗相間的條紋；D.光亮的圓)五、簡答題(共3小題)25?圖中表示兩平面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上,ab是其中的兩條平行光線?光線a在玻璃磚中的光路已給出?畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖，并標(biāo)出出射光線與界面法線的夾角．將一個(gè)大的不透明障礙物上的正三角形孔從邊長10cm逐漸減小到零，讓陽光從孔中通過，在障礙物后暗箱中的屏上可看到什么現(xiàn)象用三棱鏡可使陽光折射成一條彩色光譜帶，如圖所示，請回答下列問題：B,C,D區(qū)域分別是什么色光區(qū)將一瓶綠藻放在A處，則B,C,D哪一處變暗將一瓶綠藻放在B,C,D的哪一位置上，就會(huì)嚴(yán)重影響它的生長答案解析1.【答案】B【解析】由題單色光從空氣射向該介質(zhì)時(shí)，入射角i=60°,折射角r=30°,則該介質(zhì)的折射率為n2.【答案】A【解析】干涉圖樣的條紋等間距，a、b是光的干涉圖樣，c、d是光的衍射圖樣，故A正確，B錯(cuò)誤；無論是干涉還是衍射，形成的條紋間距大的波長長，形成a圖樣光的波長比形成b圖樣光的波長長，故C錯(cuò)誤；c、d中央條紋為亮紋，故D錯(cuò)誤.3.【答案】D【解析】兩個(gè)三角形等效于一個(gè)平行四邊形，出射光線與入射光線平行，但是不同色光，折射率不同，側(cè)移量不同，所以是平行彩色帶．先觀察兩個(gè)棱鏡中間的間隔部分，這部分可看做一個(gè)平行四邊形，入射光線平行于出射光線．所以，中間的間隔沒有改變光線方向，兩個(gè)棱鏡整體上可看做一個(gè)平行四邊形．4.【答案】C【解析】5.【答案】B解析】這是一道典型的視野問題，解決視野問題的關(guān)鍵是確定邊界光線和確定是誰約束了視野星，故選項(xiàng)B正確，A，C，D錯(cuò)誤．6.【答案】B【解析】在A點(diǎn)的折射可見，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，在該介質(zhì)中，a色光的傳播速度比b色光的傳播速度小，即va<vb，故A錯(cuò)1sini誤?設(shè)光線在A點(diǎn)的入射角為i，折射角分別為ra、rb.由折射定律—=席二得：sinra=nasini=呂inf、遼sin30。=豐，得ra=45°，根據(jù)光路可逆性和幾何知識可知，a光線從C點(diǎn)射出時(shí)，入射角和折射角分別等于A點(diǎn)折射角時(shí)折射角和入射角，則偏向角為0=2（ra-i）=2x（45°-30°）=30°,故B正確.C.由臨界角公式sinC=—，因a光的偏折角大于b光的偏折角，則a色光的臨界角比b色光的臨界角小，即ca<cb，故C錯(cuò)誤.a光的偏折角大于b光的偏折角，則a光的波長小于b光的波長，雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，可知a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋的間距，即Axa<Axb?故D錯(cuò)誤.7.【答案】D【解析】若用白光作光源照射雙縫，由于白光是由波長不同的各種顏色的光組成的，相同的色光發(fā)生干涉，在光屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋.故A正確.當(dāng)把雙縫中的一條縫用不透光的板遮住時(shí)，相當(dāng)于白光照射單縫，將出現(xiàn)彩色的衍射條紋，白光照射產(chǎn)生衍射條紋的特點(diǎn)是中央是白色，兩邊是寬度不等的彩色條紋.故B正確.將兩個(gè)縫分別用黃色濾光片和藍(lán)色濾光片遮住時(shí)，由于黃光和藍(lán)光不能產(chǎn)生干涉，所以屏上有兩光，但不是干涉條紋.故C正確，D錯(cuò)誤.本題選錯(cuò)誤的，故選D.8.【答案】BD【解析】畫出光路圖，由光路圖可知，距離圓心越遠(yuǎn)越容易發(fā)生全反射，所以只有中間圓形是亮的，池底光源發(fā)出的光線經(jīng)過水面反射后進(jìn)入魚眼，交水面于O點(diǎn)，魚的位置不同，O點(diǎn)的位置【解析】【答案】D【解析】可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光【答案】C【解析】激光的亮度高，即激光可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，可以用來切割各種物質(zhì).12.【答案】B【解析】從題圖可以看出，自行車的尾燈是利用了全反射的原理，使光線發(fā)生了180°偏折13.【答案】C【解析】在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一藍(lán)色濾光片（只能透過藍(lán)光），由于藍(lán)光和紅光的頻率不同，則不能發(fā)生干涉，但可以相互疊加，因此屏上仍有光亮?故C正確，a,B,D錯(cuò)誤.【答案】A【解析】A,用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光在標(biāo)準(zhǔn)平面與被檢查的平面之間的空氣薄膜的前后表面上的兩束反射光的干涉現(xiàn)象?故A錯(cuò)誤；B，照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象，因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”七種顏色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡頭,一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)入的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡頭反光其顏色就是藍(lán)紫色，因?yàn)檫@反射光中已經(jīng)沒有了綠光?故B正確；泊松亮斑是由光的衍射現(xiàn)象，在圓形障礙物后面的中心處形成的亮斑?故C正確；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象?故D正確.【答案】C【解析】全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有關(guān)的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；單擺的周期公式T=2兀，其放在某高山之巔，重力加速度變小，其振動(dòng)周期一定變大，故B錯(cuò)誤；光的雙縫干涉1實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為綠光，由于波長變短，根據(jù)公式Ax=人則干涉條紋間距變小，故C正確；X射線穿透力較強(qiáng)，但它不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤.【答案】(1)EBDC(2)ab【解析】(1)雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序?yàn)楣庠础V光片、單縫、雙縫、屏，故答案是EBDC.

20.【答案】亍【解析】由光的干涉出現(xiàn)亮、暗條紋的條件可知，當(dāng)屏上某點(diǎn)到雙縫的距離之差為半波長的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋，即到雙縫的距離之差r2-r1=(2k-1^，其中k=l,2,3?…所以當(dāng)出現(xiàn)第2條