高三物理光學(xué)試卷及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.光的干涉現(xiàn)象是指兩個(gè)頻率相同、相位差恒定的光波相互疊加時(shí)，出現(xiàn)穩(wěn)定的明暗相間的條紋。以下關(guān)于光的干涉現(xiàn)象的描述，正確的是：A.干涉現(xiàn)象只能在光的反射中發(fā)生B.干涉現(xiàn)象只能在光的折射中發(fā)生C.干涉現(xiàn)象只能在光的衍射中發(fā)生D.干涉現(xiàn)象可以在光的反射、折射和衍射中發(fā)生2.單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬越小，衍射條紋越：A.寬B.窄C.不變D.無(wú)法確定3.光的偏振現(xiàn)象表明光是一種：A.橫波B.縱波C.非波D.無(wú)法確定4.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若將其中一個(gè)縫遮擋，觀(guān)察到的現(xiàn)象是：A.干涉條紋消失，出現(xiàn)衍射條紋B.干涉條紋消失，出現(xiàn)單縫衍射條紋C.干涉條紋消失，出現(xiàn)單縫衍射條紋和衍射條紋D.干涉條紋消失，出現(xiàn)單縫衍射條紋和干涉條紋5.光的全反射現(xiàn)象發(fā)生在：A.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)B.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)C.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角D.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，且入射角大于臨界角6.根據(jù)麥克斯韋方程組，電磁波在真空中傳播的速度為：A.2.99×10^8m/sB.3.00×10^8m/sC.3.0×10^8m/sD.3.3×10^8m/s7.光的多普勒效應(yīng)是指：A.光的頻率隨觀(guān)察者的運(yùn)動(dòng)而變化B.光的波長(zhǎng)隨觀(guān)察者的運(yùn)動(dòng)而變化C.光的頻率隨光源的運(yùn)動(dòng)而變化D.光的波長(zhǎng)隨光源的運(yùn)動(dòng)而變化8.光的色散現(xiàn)象是指：A.不同顏色的光在真空中傳播速度不同B.不同顏色的光在介質(zhì)中傳播速度不同C.不同顏色的光在真空中傳播速度相同D.不同顏色的光在介質(zhì)中傳播速度相同9.光的衍射現(xiàn)象是指光波在遇到障礙物或通過(guò)狹縫時(shí)，會(huì)發(fā)生彎曲和擴(kuò)散的現(xiàn)象。以下關(guān)于光的衍射現(xiàn)象的描述，正確的是：A.衍射現(xiàn)象只能在光的反射中發(fā)生B.衍射現(xiàn)象只能在光的折射中發(fā)生C.衍射現(xiàn)象只能在光的干涉中發(fā)生D.衍射現(xiàn)象可以在光的反射、折射和干涉中發(fā)生10.光的偏振現(xiàn)象可以通過(guò)：A.偏振片B.反射鏡C.透鏡D.棱鏡答案：1.D2.A3.A4.A5.C6.C7.C8.B9.D10.A二、填空題（每題2分，共20分）11.光的干涉現(xiàn)象中，相鄰亮條紋或暗條紋之間的距離稱(chēng)為_(kāi)_____。答案：干涉條紋間距12.光的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)縫寬或障礙物尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，衍射條紋最明顯，這種現(xiàn)象稱(chēng)為_(kāi)_____。答案：明顯衍射13.光的偏振現(xiàn)象中，只有______方向上的光波才能通過(guò)偏振片。答案：偏振方向14.光的全反射現(xiàn)象中，臨界角是指光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，使得折射角為_(kāi)_____的角度。答案：90°15.光的多普勒效應(yīng)中，當(dāng)光源遠(yuǎn)離觀(guān)察者時(shí)，觀(guān)察者接收到的光波頻率會(huì)______。答案：降低16.光的色散現(xiàn)象中，不同顏色的光在介質(zhì)中的折射率不同，導(dǎo)致______不同。答案：傳播速度17.光的衍射現(xiàn)象中，當(dāng)縫寬或障礙物尺寸遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)時(shí)，衍射條紋______。答案：不明顯18.光的偏振現(xiàn)象中，兩個(gè)相互垂直的偏振片可以完全阻擋光的通過(guò)，這是因?yàn)楣獠ǖ腳_____性質(zhì)。答案：橫波19.光的全反射現(xiàn)象中，當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，折射角______。答案：小于入射角20.光的多普勒效應(yīng)中，當(dāng)光源接近觀(guān)察者時(shí)，觀(guān)察者接收到的光波頻率會(huì)______。答案：升高三、計(jì)算題（每題10分，共50分）21.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，兩縫之間的距離為0.5mm，屏幕距離縫的距離為1m，光波的波長(zhǎng)為500nm。求相鄰亮條紋之間的距離。解：根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中亮條紋位置的公式，相鄰亮條紋之間的距離為：\[\Deltax=\frac{\lambdaD}7ft2j7i\]其中，\(\lambda\)是光波的波長(zhǎng)，\(D\)是屏幕距離縫的距離，\(d\)是兩縫之間的距離。代入數(shù)據(jù)得：\[\Deltax=\frac{500\times10^{-9}\times1}{0.5\times10^{-3}}=1\times10^{-3}\text{m}=1\text{mm}\]答案：相鄰亮條紋之間的距離為1mm。22.一束光從空氣斜射入水中，入射角為30°，求折射角。解：根據(jù)斯涅爾定律，\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)，其中\(zhòng)(n_1\)和\(n_2\)分別是兩種介質(zhì)的折射率，\(\theta_1\)和\(\theta_2\)分別是入射角和折射角。對(duì)于空氣和水，\(n_1=1\)，\(n_2\approx1.33\)，\(\theta_1=30°\)。代入數(shù)據(jù)得：\[\sin\theta_2=\frac{n_1\sin\theta_1}{n_2}=\frac{1\times\sin30°}{1.33}\approx0.366\]\[\theta_2=\arcsin(0.366)\approx21.5°\]答案：折射角約為21.5°。23.一束光從水中斜射入空氣中，入射角為45°，求折射角。解：同樣根據(jù)斯涅爾定律，\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)。對(duì)于水和空氣，\(n_1\approx1.33\)，\(n_2=1\)，\(\theta_1=45°\)。代入數(shù)據(jù)得：\[\sin\theta_2=\frac{n_1\sin\theta_1}{n_2}=\frac{1.33\times\sin45°}{1}\approx0.951\]由于\(\sin\theta_2\)的值大于1，這表明在這種情況下會(huì)發(fā)生全反射，沒(méi)有折射角。答案：在這種情況下會(huì)發(fā)生全反射，沒(méi)有折射角。24.一輛警車(chē)以20m/s的速度遠(yuǎn)離靜止的觀(guān)察者，警車(chē)上的警燈發(fā)出頻率為500Hz的光。求觀(guān)察者接收到的光的頻率。解：根據(jù)多普勒效應(yīng)公式，\(f'=f\left(\frac{c-v}{c}\right)\)，其中\(zhòng)(f'\)是觀(guān)察者接收到的頻率，\(f\)是光源發(fā)出的頻率，\(c\)是光速，\(v\)是光源相對(duì)于觀(guān)察者的速度。代入數(shù)據(jù)得：\[f'=500\left(\frac{3.0\times10^8-20}{3.0\times10^8}\right)\approx499.9998\text{Hz}\]答案：觀(guān)察者接收到的光的頻率約為499.9998Hz。25.一束光從玻璃斜射入空氣中，入射角為60°，求折射角。解：根據(jù)斯涅爾定律，\(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\)。對(duì)于玻璃和空氣，\(n_1\approx1.5\)，\(n_2=1\)，\(\theta_1=60°\