第四章光單元測試一、單選題1．如圖所示，一束白光通過三棱鏡發(fā)生色散，a、b是其中的兩束單色光，這兩束光相比較（）A．在真空中，a光的速度大B．在真空中，a光的波長大C．三棱鏡對b光的折射率小D．光從三棱鏡中射向空氣，b光的臨界角大2．如圖，將水平面上一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在兩玻璃表面之間形成一個(gè)傾角很小的劈形空氣薄膜，光從上方入射后，從上往下看到的干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋中心位置或暗條紋中心位置所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不變的情況下，相鄰明條紋或暗條紋的間距與傾角（單位為rad）的關(guān)系圖像可能正確的是（）A． B． C． D．3．如圖所示，用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P為第二條亮條紋，改用頻率較高的單色光再做實(shí)驗(yàn)（其他不變）時(shí)，則第二個(gè)亮條紋的位置A．仍在P點(diǎn)B．在P點(diǎn)上方C．在P點(diǎn)下方D．要將屏向雙縫方向移近一些才能看到亮條紋4．下列關(guān)于光現(xiàn)象說法正確的是(

)A．水中的潛水員斜向上看岸邊物體時(shí)，看到物體的像將比物體所處的實(shí)際位置低B．海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面的上層空氣的折射率比下層空氣折射率大C．玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯偏亮，是由于光的干涉D．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來傳播信息5．下列光的實(shí)驗(yàn)圖樣中，屬于單色光雙縫干涉圖樣的是（）A． B．C． D．6．某玻璃三棱鏡的截面如圖所示，其折射率為，該三棱鏡的AB邊豎直放置，，，當(dāng)一束水平單色光照射在三棱鏡AB邊上時(shí)，光在AC邊上的折射角為（不考慮光在玻璃中的多次反射）（

）A． B． C． D．7．某玻璃磚的橫截面是底角為45的等腰梯形，如圖，一束由紅綠兩色組成的復(fù)色光從AB邊中點(diǎn)P平行于BC邊射入后，兩種色光在BC邊均發(fā)生全反射后再從CD邊E和F兩點(diǎn)射出玻璃磚。忽略光在玻璃磚內(nèi)的多次反射，則下列說法不正確的是（）A．在F點(diǎn)射出玻璃磚的一定是紅光B．在CD邊射出玻璃磚的紅綠兩束光線一定是平行的C．綠光在CD邊出射的方向與BC平行D．增大AB邊入射光線的入射角，最先從BC邊射出的是紅光二、多選題8．水下一點(diǎn)光源，發(fā)出紅光，如圖所示，水面上半徑為的圓形區(qū)域有光射出，已知紅光在水中的折射率為。下列判斷正確的是（）A．光源在水下的深度為B．如果光源從水面開始在水中勻速下沉，則水面上有光射出的圓形區(qū)域的半徑隨時(shí)間均勻增大C．水下光源發(fā)出的光，穿過水面可以照亮水面上方的任何位置D．僅換成藍(lán)光光源，在水面上有光射出的區(qū)域增大9．如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在圖中P處迎著光入射的方向觀察，看不到光亮。則（）A．圖中a是偏振光B．圖中b是偏振光C．將B轉(zhuǎn)過180°，將在P處看到光亮D．將A轉(zhuǎn)過90°，將在P處看到光亮10．如圖所示，下列說法正確的有（）A．如圖甲，當(dāng)自然光由空氣射入水面上時(shí)，反射光是偏振光B．如圖乙，將馬蹄形磁鐵靠近正在發(fā)光的樓道燈（白熾燈）時(shí)，燈絲將向某方向偏移C．如圖丙，圖中曲線為某原子核衰變后放出的射線在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，直線為很薄的紙片，則該射線為射線D．如圖丁，平面鏡反射可將微小形變放大，按壓桌面后，假設(shè)平面鏡平行下移，此時(shí)豎直墻上光斑下移，則通過增大激光的入射角，可使墻上光斑下移的量變大三、實(shí)驗(yàn)題11．如圖，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。對于某種單色光，為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取的方法。12．圖中為“雙棱鏡干涉”實(shí)驗(yàn)裝置，其中S為單色光源，A為一個(gè)頂角略小于180的等腰三角形棱鏡，P為光屏。S位于棱鏡對稱軸上，屏與棱鏡底邊平行。調(diào)節(jié)光路，可在屏上觀察到干涉條紋。這是由于光源S發(fā)出的光經(jīng)棱鏡作用后，相當(dāng)于在沒有棱鏡時(shí)，兩個(gè)分別位于圖中S1和S2位置的相干波源所發(fā)出的光的疊加（S1和S2的連線與棱鏡底邊平行）。已知S1和S2的位置可由其它實(shí)驗(yàn)方法確定，類比“雙縫干涉測波長”的實(shí)驗(yàn)，可以推測出若要利用“雙棱鏡干涉”測量光源S發(fā)出的單色光的波長時(shí)，需要測量的物理量是，和。13．在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。（1）組裝儀器時(shí)，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處，則；A．可觀察到水平方向的干涉條紋B．可觀察到豎直方向的干涉條紋C．看不到干涉現(xiàn)象（2）若取下紅色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，則在目鏡中；A．觀察不到干涉條紋B．可觀察到明暗相間的白條紋C．可觀察到彩色條紋（3）若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中A、B位置時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為、，則入射的單色光波長的計(jì)算表達(dá)式為。分劃板刻線在某條明條紋位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖3所示，則其讀數(shù)為；（4）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖4所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距時(shí)，測量值實(shí)際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）14．如圖甲、圖乙所示，在“用插針法測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)光線AO以一定入射角穿過兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過插針法找出跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，從而確定折射光線OO′．（1）如圖甲，測出入射角i和折射角r，則玻璃的折射率n=．（2）如圖乙，以O(shè)為圓心，作圓與OA、OO′分別交于P、Q兩點(diǎn)，過P、Q兩點(diǎn)分別作法線NN′的垂線，垂足分別為P′、Q′，則玻璃的折射率可以表示為n=．參考答案題號12345678910答案BDCDABDABCBDAC1．B【詳解】A．在真空中光速都相同，都為，故A錯(cuò)誤；BC．由題圖可看出，a光的折射角大于b光的折射角，根據(jù)折射定律有而b光的折射角更大，因此隨著光的波長增大，同一物質(zhì)對其的折射率減小，可知故B正確，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知故D錯(cuò)誤。故選B。2．D【詳解】設(shè)任意相鄰明條紋或暗條紋中心位置所對應(yīng)的薄膜厚度差為，根據(jù)幾何關(guān)系可得由于任意相鄰明條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定，又傾角很小，則有可得故選D。3．C【詳解】ABC．頻率增大，則波長變小，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式可知，相鄰條紋的間距變小，則第二條暗紋的中點(diǎn)在P點(diǎn)的下方．故AB錯(cuò)誤，C正確；D．當(dāng)改用頻率較高的單色光，則波長變小時(shí)，出現(xiàn)明（暗）條紋的間距寬度變小，若將屏向雙縫方向遠(yuǎn)離一些即可看到第二個(gè)亮條紋的位置，故D錯(cuò)誤．故選C．4．D【詳解】A：物體反射的光斜射到水面上，會發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)光進(jìn)入水中后靠近法線，射入潛水員眼睛，潛水員由于錯(cuò)覺，認(rèn)為光始終沿直線傳播，逆著光的方向看上去而形成的虛像比實(shí)際位置高，所以潛水員在水中看見岸上的物體，實(shí)際是變高了的物體的虛像．故A項(xiàng)錯(cuò)誤．B：海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面上的下層空氣的溫度比上層低，下層空氣的密度比上層大，下層空氣的折射率比上層空氣折射率大而產(chǎn)生的全反射現(xiàn)象．故B項(xiàng)錯(cuò)誤．C：玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯偏亮，是由于光線從玻璃中射向空氣時(shí)發(fā)生全反射．故C項(xiàng)錯(cuò)誤．D：光纖通信是利用光的全反放射原理來傳播信息的，故D項(xiàng)正確．【點(diǎn)睛】全反射條件：(1)光是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)入射角大于等于臨界角．5．A【詳解】單色光雙縫干涉圖樣出現(xiàn)的是明暗相間的等間距的條紋，如圖A；單縫衍射出現(xiàn)中間寬，兩邊窄的明暗相間的條紋，如圖B，而D圖案是復(fù)色光單縫衍射圖案，出現(xiàn)的是彩色條紋；C圖案是小孔衍射圖案。故選A。6．B【分析】已知三棱鏡的折射率為，根據(jù)可求得全反射的臨界角，判斷出光在BC邊恰好發(fā)生全反射，作出光路圖。光線在AC邊上發(fā)生折射，由折射定律求出折射角?！驹斀狻咳忡R的折射率則全反射臨界角滿足可得光照到界面上時(shí)的入射角為，將在界面處發(fā)生全反射。而光在邊上的入射角等于，故光在邊恰好發(fā)生全反射，其光路圖如圖所示；界面的反射光的光線在邊的折射角根據(jù)可知，在邊的折射角為故B正確。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要掌握全反射條件和臨界角公式，正確作出光路圖。7．D【詳解】ABC．光束從AB邊進(jìn)入棱鏡后射到BC邊發(fā)生全反射，根據(jù)折射定律及光路的可逆性可判斷知在CD邊射出玻璃磚的紅綠兩束光線一定平行于BC邊射出；由于同一介質(zhì)對綠光的折射率大于對紅光的折射率，根據(jù)折射定律結(jié)合幾何知識可得出綠光從右邊射出的出射點(diǎn)在F的上方E點(diǎn)，畫出光路圖如圖所示故ABC正確；D．依題意，可知當(dāng)增大AB邊入射光線的入射角，則兩束光在BC界面上入射角也將增大，所以綠光，紅光均不能從BC界面射出，故D錯(cuò)誤。由于本題選擇錯(cuò)誤的，故選D。8．ABC【詳解】A．設(shè)光源距離水面的高度為，紅光的臨界角為，可得解得故A正確；B．當(dāng)光源從水面開始勻速下降時(shí)，設(shè)下降的速度為，則聯(lián)立得即隨時(shí)間均勻增大，故B正確；C．當(dāng)光從圓形區(qū)域接近邊緣處射出時(shí)，光線接近水平，這樣射出的光線向各個(gè)方向的都有，因此射出的光線能照亮水面上方的任何位置，故C正確；D．換成藍(lán)光，頻率增大，折射率增大，則有光射出的圓形區(qū)域的半徑減小，故D錯(cuò)誤。故選ABC。9．BD【詳解】AB．電燈S發(fā)出的光是自然光，自然光沿各個(gè)方向的振動(dòng)是均勻分布的，通過一個(gè)偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振動(dòng)的光，A錯(cuò)誤，B正確；C．偏振片B只透過振動(dòng)方向與其透振方向一致的偏振光，人眼在P處看不到光亮，說明其透振方向與偏振片A的透振方向垂直。將A轉(zhuǎn)過180°后，其透振方向仍與偏振片B的透振方向垂直，人眼在P處依然看不到光亮，C錯(cuò)誤；D．將B轉(zhuǎn)過90°后，其透振方向與偏振片A的透振方向相同，人眼在P處能看到光亮，D正確。故選BD。10．AC【詳解】A．自然光斜射到水面、玻璃面上時(shí)，反射光是偏振光，折射光不是偏振光，故A正確；B．將馬蹄形磁鐵靠近正在發(fā)光的樓道燈（白熾燈）時(shí)，燈絲將振動(dòng)，不會向某一固定方向偏移，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，粒子是由下向上運(yùn)動(dòng)的，穿過紙片后動(dòng)能減小速度減小，故做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小，可得粒子逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)的，由左手定則可判斷射線帶正電，故則該射線為α射線，C正確；D．如下圖所示設(shè)入射點(diǎn)O到到墻的距離為d，設(shè)平面下降的距離為，光的入射角為，由幾何關(guān)系可得整理得由上式可得h的大小與入射角的大小沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選AC。11．濾光片單縫雙縫增大雙縫到光屏的距離或減小雙縫間距離【詳解】[1][2][3]做實(shí)驗(yàn)時(shí)光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏。[4]由公式可知，λ一定，要增大Δx，可增大雙縫到光屏的距離l或減小雙縫間距離d。12．S1與S2間的距離dS1（或S2）與光屏間的距離L干涉條紋間距【詳解】[1][2][3]光源S發(fā)出的光經(jīng)棱鏡作用后，相當(dāng)于在沒有棱鏡時(shí)，兩個(gè)分別位于圖S1和S2位置的相干光源所發(fā)出的光的疊加。根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式x=知，單色光的波長=可知需要測量S1與S2間的距離d；S1（或S2）與光屏間的距離L；干涉條紋間距x。13．BC31.10大于【詳解】（1