光学测试题及答案详解.docx
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光学测试题及答案详解
光学综合测试题
说明：
本试卷分为第I、n卷两部分，请将第I卷选择题的答案填入题后括号内，第n
卷可在各题后直接作答•共100分，考试时间90分钟.
第I卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分•在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内•
1•夏日的白天，在大树下乘凉时，经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑•关于其原因下列说
法正确的是
A.大树的缝隙是圆的，所以地面上有许多圆斑
B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑
C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像
D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的
解析：
本题考查光的直线传播的应用，地面上的圆斑，是太阳经树叶缝隙形成的像，即小孔
成像•C正确•
答案:
C
，其波长比在水中长，其波长比在水中短，其波长比在水中短，其波长比在水中长
2•对于某单色光，玻璃的折射率比水大，则此单色光在玻璃中传播时
A.其速度比在水中大
B.其速度比在水中大
C.其速度比在水中小
D.其速度比在水中小
c
解析:
本题考查光在介质中传播时，速度、波长如何变化•据v=知,单色光在玻璃中的折
n
射率比在水中大，因而速度比在水中小；由v=入V知,光的频率不变，速度v变小，波长变短•C正确•
答案:
C
3•下列关于偏振光的说法中正确的是
A.自然光就是偏振光
B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光
C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光
D.单色光就是偏振光
解析:
本题考查偏振光的概念.沿着一个特定方向振动的光叫做偏振光•故正确选项为C・
答案:
C
由d=—入，
4
得入=4d
则绿光在真空中的波长为
入0=n入=4nd.
故正确选项为D.
答案:
D
5.—束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.下面四个光路
6.
图中正确的是
解析:
本题考查全反射.设临界角为C,则
1C
sinC=—=0.67
n
sin45°:
■■-2
==0.707
2
入射角45°大于临界角C,发生全反射.
故正确选项为A.
答案:
A
7.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是
A.屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的
B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的
彩色衍射条纹
C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹
D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光
解析:
本题考查光的干涉和衍射.A正确；当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上
出现的是单缝衍射条纹，B正确；两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，透过滤光片
的分别是黄色光和蓝色光，它们的频率不同，不能叠加形成干涉条纹，但屏上有亮光，故C正确,D错.
7.细红光束和细蓝光束垂直于从棱镜的AC面射出后的情况是
答案:
D
AB面进入楔形棱镜，并能从AC面射出，如图所示.这两束光
A.两束光一定相交
B.两束光仍然平行
C.两束光的反向延长线相交
D•条件不足，无法确定
解析:
本题考查光的折射•由于光的折射，红蓝两束光从AC面射出时均向BC面偏折，但由于蓝光频率高于红光频率，其折射率大于红光的折射率，所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角所以从AC面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.
答案:
A
8•红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时，若黄光恰好发生全
反射，则
A.绿光一定能发生全反射
B.红光一定能发生全反射
C.三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小
D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长
解析：
同一介质对红光折射率小，对绿光折射率大，所以发生全反射时，红光的临界角最大绿光的临界角最小•若黄光发生全反射，则绿光一定发生全反射•由v=c/n得，红光速率大，红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.
答案:
A
9•如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，线光源S可沿玻璃砖
圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心0•若S从图中A向B处移动，在P上先看到七色光带
以后各色光陆续消失•则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是
，测量值偏大
，测量值偏小
，测量值仍然正确
玻璃砖的两个光学面不平行，则
A.入射光线与出射光线一定不平行
B.入射光线与出射光线一定不平行
C.入射光线与出射光线一定不平行
D.入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确
解析:
本题考查测玻璃折射率的实验•由折射定律及光路可逆知，出射光线与入射光线一
定不平行，但所测折射率
n=Sin_L仍然正确•故正确选项为c.
sin2
答案:
C
第n卷（非选择题共60分）
二、本题共5小题，每小题4分，共20分•把答案填在题中的横线上.
11.1801年英国物理学家托马斯・杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象•他用单色
光照射屏上的一个小孔，是为了获得；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获
得.
答案:
一个点光源两个振动情况总相同的光源，即相干光源
12.夏天,太阳光把地面晒得发热是因为太阳光中的显著；经常在矿井下劳动的工
人、软骨病人要经常晒晒太阳是因为太阳光中的能促进生理作用、保障身体健康•
答案:
红外线热效应紫外线
13.已知一束单色光在水中的传播速度是在真空中的-，则这束光在水中传播时的波长
4
14.
为真空中的
3
解析:
入水=
v水
—c
4_
3入真空.
v
v
4
3
答案:
3
4
一单色光射入一折射率为2的玻璃圆球，当入射角为e时，发现恰可在球外三个不
同方向上看到折射出的光线，如图所示•则角e为.
解析:
本题考查光的折射.由几何关系知折射角e'=30°，由折射定律知
sine=nsine'=
2
则e=45°.
答案：
45°
15.在双缝干涉实验中，屏上一点P到双缝的路程差是2.6X10-6m.若P点恰是暗纹，且和
中央之间还有一条亮纹，则光的波长是m.
解析:
本题考查双缝干涉•由题意知
3
入=2.6X10-6m
2
解得入=1.73X10-6m.
答案:
1.73X10-6
三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写
出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
16.（8分）在双缝干涉实验中，用氦氖激光器作光源，其发出的红光频率为4.74X1014Hz,
从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6nm.那么该点
将出现怎样的干涉图样？
解析:
本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件.根据光波的速度公式
=0.6329x10-6m=632.9nm光的路程差跟红光波长之比为
s2531.6n==4
632.9
即路程差为红光波长的整数倍
答案:
红色的明条纹
（2分）
.因此，两束红光在该点振动加强，出现红色的明条纹.（2分）
17.
（10分）如图所示,S为一在xOy平面内的点光源.一平面镜垂直于xOy平面放置,它与xOy平面的交线为MN,MN与x轴的夹角0=30°.现保持S不动，令平面镜MN以速度v沿x轴正方向运动，则S经平面镜所成的像以多大速度沿什么方向运动？
y
（1）据平面镜成像原理，平面镜MN以速率v沿x轴正方向运动时,S的像S'沿S'S的连
线向S运动.（3分）
（2）把平面镜MN的速率v沿镜面方向和垂直镜面方向分解，如图所示，
V1=vsin30
（3分）
V2=VCOS30=v.
2
⑶平面镜MN以速度v1沿S'S的连线向S运动，则像S'以2v1=v的速度沿S'S的连线向S运动.（4分）
18.（10分）如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的
折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入，从另一个侧面AC折射出来.已
知棱镜的顶角/A=30°,AC边平行于光屏MN,且与光屏的距离为L.求在光屏上得到的可见光谱的宽度.
M
解析:
本题考查光的色散.光路如图所示
（1分）
贝Vd1=Ltan02=L
4n12
则可见光谱的宽度为
19.（12分）两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示.
已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是0;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两
条光线交于P点•已知玻璃截面的圆半径为R,OA=R,0P=\3R.求玻璃材料的折射率.
2
解析:
本题考查光的折射.光路如图所示：
上的入射点为b,入射角设为e1,折射角设为e2,则
AOA1
sine1=
OB2
ei=30°
因0P=3R,由几何关系知BP=R,则折射角
e2=60°
由折射定律得玻璃的折射率为
sin2sin60
n=
sin1sin30
答案：
1.73
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