光学测试题及答案详解.docx

1、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

2、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:C3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

3、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:D5.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1 Csin C= =0.67nsin45 :- 2= =0.7072入射角45大于临界角C,发生全反射.故正确选项为A.答案:A7.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

4、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:DAB面进入楔形棱镜，并能从AC面射出，如图所示.这

5、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:A8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

6、，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:A9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

7、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.sin 2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

8、 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414.为真空中的3解析:入水=,v水c4_3入真空.vv43答案:34一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sin e =nsin e = 2则 e =45 .答案：4515.在双缝干涉实验中，屏上一点P到双缝的路程差是 2.6X 10-6 m.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

9、.解析:本题考查双缝干涉由题意知3入=2.6 X 10-6 m2解得入=1.73 X 10-6 m.答案:1.73 X 10-6三、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 4.74 X 1014 Hz ,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 2531.6 nm.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=0.6329 x 10-6 m=

10、632.9 nm 光的路程差跟红光波长之比为s 2531.6 n= =4632.9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

11、方向分解 ，如图所示，V1=vs in30（3分）V2=VCOS30 = v.2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V d1=Ltan 0 2=L 4 n12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= 3 R.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e 1,折射角设为e 2,则A OA 1sin e 1=OB 2e i=30因0P= 3 R,由几何关系知 BP=R,则折射角e 2=60 由折射定律得玻璃的折射率为sin 2 sin 60n=sin 1 sin 30答案：1.73