光章末檢測一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.下列說法正確的是()A.光纖通信利用了光的全反射現象B.用標準平面檢查工件表面的平整程度利用了光的偏振現象C.門鏡可以擴大視野利用了光的干涉現象D.照相機鏡頭表面涂上增透膜,以增強透射光的強度,這利用了光的衍射現象答案:A解析:選項B中利用的是薄膜干涉,選項C中利用的是光的折射現象,選項D中利用的是薄膜干涉。2.關于光纖的說法,正確的是()A.光纖是由高級金屬制成的,所以它比普通電線容量大B.光纖是非常細的特制玻璃絲,但導電性能特別好,所以它比普通電線衰減小C.光纖是非常細的特制玻璃絲,由內芯和外套兩層組成,光纖是利用全反射原理來實現光的傳導的D.在實際應用中,光纖必須呈筆直狀態,因為彎曲的光纖是不能傳導光的答案:C解析:光導纖維的作用是傳導光,它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲,且由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖像及各種信號的激光傳播時,在內芯和外套的界面上發生全反射,光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強等特點。在實際應用中,光纖是可以彎曲的。所以,選項C正確。3.下圖為一顯示薄膜干涉現象的實驗裝置,P是附有肥皂薄膜的鐵絲圈,S是一點燃的酒精燈,往火焰上撒些鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應是圖中的()答案:D解析:鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平線上厚度基本一致,如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強,那么這一水平線上同一厚度處光波會加強,所以干涉條紋應是水平的。4.一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋,除中央白色亮條紋外,兩側還有彩色條紋,其原因是()A.各色光的波長不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同C.各色光的強度不同,因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同D.上述說法都不正確答案:A解析:白光包含各種顏色的光,它們的波長不同,在相同條件下做雙縫干涉實驗時,它們的干涉條紋間距不同,所以在中央亮條紋兩側出現彩色條紋,A正確。5.某研究性學習小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后,分別得到如圖所示的衍射圖樣。據此可以判斷出()A.甲是光線射到圓孔后的衍射圖樣,乙是光線射到圓板后的衍射圖樣B.乙是光線射到圓孔后的衍射圖樣,甲是光線射到圓板后的衍射圖樣C.甲、乙都是光線射到圓孔后的衍射圖樣,甲孔的直徑較大D.甲、乙都是光線射到圓板后的衍射圖樣,乙板的直徑較大答案:A解析:甲圖的衍射圖樣為明暗相間的圓環,而乙圖為在影的中心有一個亮斑——泊松亮斑,故甲為光線通過圓孔后形成的衍射圖樣,乙為光線射到不透光的圓板上形成的衍射圖樣,故A正確。6.如圖所示,直角三角形ABC為一透明介質制成的三棱鏡截面,且∠BAC=30°,有一束平行光線垂直射向AC面,已知這種介質的折射率為n>2,則()A.可能有光線垂直于AB邊射出B.光線只能從BC邊垂直射出C.光線只能從AC邊垂直射出D.一定既有光線垂直于BC邊射出,又有光線垂直于AC邊射出答案:D解析:因為n>2,而sinC=1n,所以sinC<12,C<30°,射到AB邊的入射角i=30°,發生了全反射,此光線反射到AC邊的入射角i=60°,再次發生全反射而垂直射到BC邊上,從BC邊射出,同理,射到BC邊上的光線,經兩次全反射后垂直于7.在學習了光的衍射現象后,徐飛回家后自己設置了一個小實驗。在一個發光的小燈泡和光屏之間放一個大小可以調節的圓形孔屏,在圓孔從較大調至完全閉合的過程中,他在屏上看到的現象是()A.先是圓形亮區,最后完全黑暗B.先是圓形亮區,再是圓形亮環,最后完全黑暗C.先是圓形亮環,最后完全黑暗D.先是圓形亮環,然后是圓形亮區,最后完全黑暗答案:B解析:在圓孔由大到小調節過程中,當孔較大時,光沿直線傳播,在屏上得到圓形亮斑;當孔的直徑減小到足夠小時,產生光的衍射現象,屏上將出現明、暗相間的亮環,當孔繼續減小到完全閉合,沒有光到達屏上時,屏上完全黑暗。8.如圖所示,一個透明玻璃球的折射率為2,一束足夠強的細光束在過球心的平面內,以45°入射角由真空射入玻璃球后,在玻璃球與真空的交界面處發生多次反射和折射,從各個方向觀察玻璃球,能看到從玻璃球內射出的光線的條數是()A.2 B.3C.4 D.5答案:B解析:設光在該玻璃球中發生全反射的臨界角是C,則sinC=1n=22,解得C=45°;光在玻璃球中的折射率n=sin45°sinθ,解得θ二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.關于下列光學現象,說法正確的是()A.水中藍光的傳播速度比紅光(波長較長)大B.光從空氣射入玻璃時可能發生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實際深度比看到的要深D.分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬答案:CD解析:在同一種介質中,波長越短,波速越慢,故紅光的傳播速度比藍光大,選項A錯誤;光從空氣射向玻璃是從光疏介質射向光密介質,不能發生全反射,選項B錯誤;在岸邊觀察水中的魚,由于光的折射,魚的實際深度比看到的深度要深,選項C正確;在空氣中紅光的波長比藍光要長,根據Δx=ldλ可知紅光的雙縫干涉條紋間距大,選項D10.a、b兩種單色光以相同的入射角從某種介質射向真空,光路如圖所示,則下列敘述正確的是()A.a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角B.通過同一雙縫干涉裝置,a光的干涉條紋間距比b光的寬C.在該介質中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D.在該介質中a光的波長小于b光的波長答案:BC解析:由題圖可知,b光比a光偏折角大,故b光的折射率大,由n=cv可知,b光在該介質中傳播速度小,由λ=vf可知,在該介質中a光的波長較長,再由Δx=ldλ可知,a光干涉條紋間距較大,故B、C正確,D錯誤;由sinC=1n可得,11.右圖為半圓形透明介質的橫截面,其半徑為R。一束光從半圓形透明介質的左邊緣以入射角60°射入透明介質,光束在半圓形透明介質的弧形面發生兩次反射后剛好從半圓形透明介質的另一邊緣射出。已知光在真空中傳播的速度為c。則()A.透明介質的折射率為3B.透明介質的折射率為3C.透明介質全反射臨界角的正弦值為3D.光線在透明介質中傳播時間為3答案:BC解析:由幾何關系知,光束的折射角r=30°,由n=sinisinr知介質的折射率n=3,故A錯誤,B正確;由sinC=1n知,發生全反射臨界角的正弦值為sinC=1n=33,故C正確;光線在介質中傳播路程s=3R。傳播時間t=sv,又12.平面MN、PQ、ST為三個相互平行的界面,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為三種不同的介質,平面ST的上表面涂有反射層(光線不能通過),某種單色光線射向界面MN后,發生了一系列的反射和折射現象,光路如圖所示。則()A.當入射角β適當減小時,光線c、d都可能會消失B.當入射角β適當增大時,光線d可能會消失C.對于三種介質,光在介質Ⅱ中的傳播速度最小D.出射光線b、c、d不一定平行答案:BC解析:當入射角β適當減小時,光線在PQ界面的入射角減小,不可能發生全反射,故光線c、d都不可能消失,故A錯誤。a光在MN界面不會發生全反射,但隨著β角增大,a光就可能會在PQ界面發生全反射,則光線d消失,選項B正確。Ⅱ介質折射率最大,光在Ⅱ中速度最小,選項C正確。如光線b、c、d都有,由幾何關系可知必相互平行,故選項D錯誤。三、實驗題（本大題共2小題，共16分）13．(8分)在“測定玻璃的折射率”的實驗中，(1)小朱同學在實驗桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實驗器材，他認為除了缺刻度尺還少了一種器材，請你寫出所缺器材的名稱：________，老師將器材配齊后，他進行實驗，圖乙是他在操作過程中的一個狀態，請你指出第四枚大頭針應在圖乙中的位置________(選填“A”“B”或“C”)．甲乙丙(2)小紅利用方格坐標紙測定玻璃的折射率，如圖丙所示，AO是畫在紙上的直線，她在直線AO適當位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚，使其圓心與O重合，然后插上P3、P4兩枚大頭針，以確定折射光線．其中她確定P3大頭針位置的方法應當是________．操作完成后，她用圓規作了一個以O為圓心、半徑與玻璃磚半徑相同的半圓(如圖丙中虛線所示)，則她測出玻璃的折射率n＝________．[解析](1)在實驗桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實驗器材，還缺少刻度尺、大頭針；依據光的折射定律，及玻璃磚上下表面平行，那么出射光線與入射光線相互平行，因此第四枚大頭針應在圖乙中的位置B處，如圖所示．(2)透過玻璃磚看，P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像；如圖，作出法線，過圓與入射光線與折射光線的交點作法線的垂線CA和DB，由數學知識得：入射角和折射角的正弦值分別為：sini＝eq\f(CA,CO)，sinr＝eq\f(BD,DO)，其中CO＝DO，則折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(BD,CA)＝eq\f(6,4)＝1.5．[答案](1)大頭針B(2)擋住P1、P2的像1.514.(8分)在用雙縫干涉測光的波長的實驗中,某同學安裝實驗裝置如圖所示,調試好后能觀察到清晰的干涉條紋。(1)根據實驗裝置知,②③④依次是、、。

(2)某次實驗時,該同學調節分劃板的位置,使分劃板中心刻線對齊某亮紋的中心,如圖所示,此時螺旋測微器的讀數為mm。

(3)轉動手輪,使分劃線向一側移動到另一條亮紋的中心位置,再次從螺旋測微器上讀數。若實驗測得第1條與第4條亮紋中心間的距離為Δx=0.960mm,已知雙縫間距為d=1.5mm,雙縫到屏的距離為l=1.00m,則對應的光波波長λ應為mm。

答案:(1)濾光片單縫雙縫(2)1.180(3)4.8×10-4計算題（本大題共3小題，共46分）15.(10分)在做雙縫干涉實驗時,用波長λ1=0.60μm的光和另一波長未知的光一起照射到兩個間距未知的狹縫上,結果發現已知波長的第4級明條紋和未知波長的第5級明條紋重合,則未知光的波長是多少?答案:0.48μm解析:設未知光的波長為λ2,根據條紋間距公式Δx=ldλ有x4=4x5'=5依題意有x4=x5'故λ2=45λ1=45×0.6μm=0.48μ16.(10分)如圖所示,一截面為半圓的透明體,其AB面與水平面間的夾角為30°,半圓半徑r=10cm。一束很細的單色光從半圓上P點豎直向下射入透明體,且此光線的延長線恰好經過圓心O點,在水平面上得到一個亮點R(未畫出),同時光線從圓弧AB上某點Q射出(未畫出),已知透明體的折射率為3。(1)補充完整光路圖。(2)求QR兩點間的距離x。答案:(1)見解析圖(2)203解析:(1)作出光路圖如圖所示(2)由光路圖可知光線從P點進入透明體在AB邊的入射角為30°,根據反射定律有∠MOQ=30°由n=sinisinr得,折射角由幾何關系可知∠ROB=30°,則△BOR為等腰三角形所以lOR=lBR=r2由幾何關系得△QOR為直角三角形,則QR兩點間的距離x=lOQ217.(12分)如圖所示,一巨大的玻璃容器,容器底部有一定的厚度,容器中裝有一定量的水,在容器底部有一單色點光源S,已知水對該單色光的折射率為n水=43,玻璃對該單色光的折射率為n玻璃=1.5,容器底部玻璃的厚度為d,水的深度為2d。已知光在真空中的傳播速度為c,波的折射定律sin(1)該單色光在水和玻璃中傳播的速度;(2)在水面形成的圓形光斑的半徑(不考慮兩個界面處的反射光線)。答案:(1)34c2(2)25解析:(1)由n=cv可知,光在水中的速度為v=cn光在玻璃中的速度為v=cn玻璃(2)光路圖如圖所示。光恰好在水和空氣的分界面發生全反射時,sinC=1n又cosC=1-(sinC)在玻璃與水的分界面上,由sinCsinθ=n玻璃又cosθ=53,tanθ=2由幾何關系可知光斑的半徑為R=dtanθ+2dtanC,解得R=25518.(12分)下圖是一透明玻璃磚的截面,AMB部分是半徑為R的半圓,O為圓心,∠MOA=30°,ABCD是矩形,已知玻璃磚的折射率n=3。一光線從M點沿垂直于直徑AB的方向入射,經折射后到達BC面上N點(圖中未畫出),已知光在真空中的傳播速度為c。(1)求光從M點射入玻璃磚時的折射角。(2)通