高中物理光学部分习题
高中物理光学试题
1．选择题
1.1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下，
选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B 上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（）
A．4Lω
π
B．
8Lω
π
C．
16Lω
π
D．
32Lω
π
答案：B
2.如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下，
左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动？（）
A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动
B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动
C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动
D．－3～－∞区间，沿x轴正方向加速运动
答案：B
3.设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，则有大气层与没有大气层时，太阳
光被盖地球的面积相比（）
A．前者较小 B．前者较大
C．一样大 D．无法判断
答案：B
4.“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空
气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光．以下说法正确的是（）
A．a光光子能量大于b光光子能量
B．在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度
C ．用同一双缝干涉装置看到的a 光干涉条纹间距比b 光宽
D ．如果b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应
答案：BC
5. 如图所示，真空中有一个半径为R ，质量分布均匀的玻璃球，频率为f 的细激光束在
真空中沿直线BC 传播，并于玻璃球表面的C 点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中．已知120COD ∠=，玻璃球对该激光束的折射率为3,则下列说法中正确的是（ ）
A ．激光束的入射角45α=
B ．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
C ．此激光束在玻璃球中穿越的时间为3R t c
=（其中c 为真空中的光速） D ．改变入射角α的大小，细激光束可能在球的内表面发生全反射
解析：C
6. 如图所示，P 、Q 是两种透明材料做成的两块形状相同的直角梯形棱镜，登合在一起组
成一个长方体．某单色光自P 的上表面斜射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率P Q n n <．射到P 的上表面的光线与P 的上表面之间的夹角为θ．下列说法正确的是（ ）
A ．光线有可能不从Q 的下面射出
B ．从Q 的下表面射出的光线一定与入射到P 的上表面的光线平行
C ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定大于θ
D ．如果光线从Q 的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定小于θ
答案：AD
7. 如图所示，截面为ABC 的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d 的紫、红两束光
垂直照射三梭镜的一个直角边AB ，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB 边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（ ）
A ．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽
B ．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽
C ．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽
D ．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽
答案：CD
8.一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图甲所示，设该光学
材料的折射率沿y轴正方向（即BA方向）均匀减小，有一光线PO从空中以某一入射角θ射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图乙中的（）
答案： D
9.如图所示，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1. 5，半径为R，两端面A、B
均为正方形，宽度为d。令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光线全都从另一端面B射出，则R与d之比的最小值应为（）
A．2 B．1 C．3 D．1.5
答案：A
2．填空题
1.如图所示，在等高且相距较远的甲、乙两地各有一套光学系统．甲处A为固定的激光
光源，它竖直向下发出一束又细又亮的激光．B是正多面反射棱镜，这里只画出它相邻的三个反射面，该棱镜可绕水平中心轴O顺时针高速旋转．C是带观察屏的望远镜．当撤去B时，激光束恰好直接射入望远镜．乙处是安装在水平轴O'上的两块互相垂直的平面镜组成的反射系统，该系统也可绕O'轴在竖直面内旋转．现调节甲、乙两地系统至某一静态时，激光束经过图所示的一系列反射后恰好射入望远镜中，试回答下列问题：
（1）由此可推导出正多面反射棱镜的面数为。
（2）保持甲地的整个光学系统不动，让乙地反射系统整个绕O'轴在纸面上缓缓旋转一个不太大的角度，是否可以保证激光束在这一段时间内总能进入望远镜中？（旋转过程中两平面镜保持相互垂直且激光在两平面镜中各有一次反射）．
答：（填“是”或“否")。
（3）若让甲地棱镜绕中心轴O旋转，其余部分不动．由于甲、乙两地相隔较远，且光是以一定的速度在空气中传播的，故一般情况下望远镜中不能再看到激光光源的像．但是适当调节转速，则可重新看到光源的像．若已知甲、乙两地间距离为s，光速为c，试求棱镜的最小转速是 r/s。
答案：（1）8 （2）是 （3）16c n s = 1． （1）如图所示，在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的．阅读上述材料，回答下列问题：
①若把铁丝插在 位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象，②如图所示的情景，与实际观察到的情况相符的是（其中O 为圆心） 。
（2）利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝，可测液体折射率． 实验步骤是：
①如图所示，用刻度尺测量找出直径AB ，并把刻度尺在刻度线的边缘与AB 重合后固定并测出半径R 。
②将一根细铁丝竖直固定于B 处，用三角板找出过圆心O 的垂直AB 的直线，交杯缘于C ，把一根细铁丝竖直固定于C 点．③ ．④ ．⑤ ．完成上面的实验步骤，填在相应横线上．
（3）利用上面的测量值，推算出折射率n 的表达式（要有推算过程）．
答案：（1）①圆心O 处 ②BC
（2）③把另一根铁丝紧靠直尺AB 边移动，使其折射像与C 处、B 处的铁丝三者重合。④测出铁丝距B （或A ）的距离。⑤求出折射率。
（3）由上面实验步骤知P '是铁丝在P 时的像，PC 为入射光线，i r 、为对应入射角和折射角，如图所示，由折射定律得
sin sin r n i =，又2sin 2BO r BC R ===，22sin ()OP i PC R R PB ==+-，
22
2()R R PB n +-=。
3． 计算题
1． 水池深为h ，一根长棍竖直地插入水底，棍露出水面部分长度为L ，现有与水平面夹
角为60的太阳光照射到水面上，已知水的折射率为n ，求棍在水底的影子的长度． 解析：依题意画出如图所示的示意图，且AO 长为L ，因60AO O '∠=，所以 3tan 303BC O O L L '=== 因为sin 30sin n r
= 所以sin 301sin 2r n n =
=，22sin tan cos 1sin 41h r CD h r h r r n ====-- 所以水底的影子长为23341
BD DC BC L n =+=+-。
2． 如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖
直放置的6.0cm 长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm ，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n 。
解析：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光边缘Ｏ的那条光线的入射角最小。
若线光源底端在Ａ点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过Ｏ点液面的法线为ＯＯ1，则α=∠1AOO ①
其中α为此液体到空气的全反射临界角。由折射定律有n
a 1sin = ② 同理，若线光源顶端在1B 点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则α=∠1BOB 。设此时线光源底端位于Ｂ点。由图中几何关系可得1
sin AB AB a = ③
联立②③式得
AB
BB
AB
n
2
1
2
+
=④
由题给条件可知cm
AB0.8
=，cm
BB0.6
1
=，代入③式得n=1.3
思路分析：当折射角等于90时的入射角等于临界角，画出光路图，根据函数关系和几何
关系即可求出折射率。
3．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯
材料的折射率
1
n=2，包层折射率
2
3
n=，光纤长度为33km.（已知当光从折射率
为
1
n的介质射入折射率为
2
n的介质时，入射角
1
θ、折射角
2
θ间满足关系：1122
sin sin
n n
θθ
=)
（1）试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去，
（2）若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．
（
3
5
1
2233102
s810s
cos cos30
m
Ln
s
t
v c r
-
???
====?
?
）
4．如图所示，一束截面为圆形（半径R）的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为D （D＞3R），不考虑光的干涉和衍射，试问：
（1）在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？
（2）若玻璃半球对（1）中色光的折射率为n，请你求出圆形亮区的最大半径．
5．如图所示，透明介质球的半径为R，光线DC平行于直径AB射到介质球的C点，DC与AB的距离H=0.8R。
（1）试证明：DC光线进入介质球后，第一次再到达介质球的界面时，在界面上不会发生全反射。（要求说明理由）
（2）若DC光线进入介质球后，第二次再到达介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率.
6．如图所示，光从长方体透明介质的上表面AB射入，射到侧面AD上（设AD边很长），讨论下列问题：
（1）不管入射角多大，要使光均不能从AD面射出，则介质的折射率应满足什么条件？
（2）当介质的折射率为n时，光可能从AD面射出，要使光真正从AD面射出，则必须满足什么条件？
7．如图所示的圆柱形容器中盛满折射率n=2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L=2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案
高考物理光学知识点之几何光学经典测试题含答案 一、选择题 1．如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了( ) A ．光的全反射 B ．光的衍射 C ．光的干涉 D ．光的折射 2．半径为R 的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O ，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB ＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n ＝3，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为（ ） A ．3R B ．2R C ． 2R D ．R 3．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（ ） A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B ．小球所发的光能从水面任何区域射出 C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 4．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（ ）． A ． B ．
C．D． 5．两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（a>）。下列结论中正确的是（） A．光束的频率比光束低 B．在水中的传播速度，光束比小 C．水对光束的折射率比水对光束的折射率小 D．若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大 6．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则 A．介质的折射率是 2 B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s C．这束光的频率是5×1014Hz D．这束光发生全反射的临界角是30° 7．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（） A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长 B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生 C．A光的频率比B光的频率高 D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一
【高中物理】光学部分教案讲义
光学 一、基础知识 1.光的折射全反射 （1）折射率：n=sini sinr，i表示真空或空气中光线与法线的夹角，r表示介质中光线与法线的夹角。 n=c v ，c表示真空中的光速，v表示介质中的光速。 （2）全反射：sinC=1 n ，C是光线从介质射向真空的全反射临界角，n是光线在介质中的折射率。 2.干涉衍射偏振 （1）光的干涉：屏上距离双缝的路程差为半波长偶数倍的地方，将出现亮条纹。距离双缝的路程差 为半波长奇数倍的地方，将出现暗条纹。相邻亮（暗）条纹间的距离Δx=L dλ，L为双缝与屏间的距离， d为双缝之间的距离，λ为光的波长。只有频率相同、振动情况相同的光线之间才会出现干涉。 （2）光的衍射：发生衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或者跟波长差不多。 （3）光的偏振：在垂直于光传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫偏振光。自然光通过偏振片后就得到偏振光。 二、常规题型 例1.下列说法正确的是(D)。 A.光只有照射在两种介质的平整界面上才能发生反射现象 B.反射现象中入射光线和反射光线不可能相互垂直 C.光从一种介质进入另一种介质时,一定会发生偏折 D.光从真空进入某种介质后,速度要减小 练习1.如果光线以大小相等的入射角(不为零)从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则(C)。 A.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大 B.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小 C.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大 D.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小 由n=sini sinr ,i不变，n越大，r越小，偏离就越大，C对。
高中物理专题17：几何光学
高中物理专题17：几何光学 例1、 如图示是两个同种玻璃制成的棱镜,顶角α1略大于α2 ,两束单色光A 和B 分不垂直射于三棱镜后,出射光线与第二界面的夹角 β1= β2 , 那么 ( AD ) A. A 光束的频率比B 光束的小. B.在棱镜中A 光束的波长比B 光束的短. C.在棱镜中B 光束的传播速度比A 光束的大. D.把两束光由水中射向空气, 产生全反射,A 光的临界角比B 的临界角大. 解: n = cos β /sin α ∵α1 ＞ α2 ∴ n 1 ＜ n 2 ∴频率ν1＜ ν2 sinC=1/n ∴ C 1＞C 2 例2；91年高考. 一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面, 如下图. i 代表入射角,那么〔 BCD 〕 (A) 当i >45°时会发生全反射现象 (B)不管入射角i 是多大,折射角r 都可不能超过45° (C) 欲使折射角r=30,应以i =45°的角度入射 (D)当入射角i =arctg 2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直
例3、如图示，一块用折射率n=2 的透亮材料制成的柱体，其截面为1/4圆，圆半径O a=6cm，当一束平行光垂直照耀O a面时，请作出图中代表性光线2、3通过该透亮材料的光路图〔忽略二次反射光线〕，并运算ab弧面上被照亮的弧长为多少？ 解：sin C=1/n=0.5 C=30 30 °<α< 45 °全反射如图 示°对光线2：sin α=2/3=0.667 对光线3：sin β=1/3 < 0.5 β< 30 °可不能全反射如图示假设射到弧面上的光线刚能全反射那么bA弧面被照亮 ∴bA =2π×r /12 = 3.14cm 1 2 3 4
高中物理光学六类经典题型
光学六类经典题型 光学包括几何光学和光的本性两部分。几何光学历来是高考的重点，但近几年考试要求有所调整，对该部分的考查，以定性和半定量为主，更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查。有两点应引起重视：一是对实际生活中常见的光 反射和折射现象的认识，二是作光路图问题。光的本性是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。“考课本”、“不回避陈题”是本部分高考试题的特点。 根据多年对高考命题规律的研究，笔者总结了6类经典题型，以供读者参考。 1 光的直线传播 例1(2004年广西卷) 如图l所示，一路灯距地面的高度为h，身高为l 的人以速度v匀速行走． (1)试证明人头顶的影子做匀速运动； (2)求人影长度随时间的变化率。
解析(1)设t＝0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S 处，根据题意有 OS＝vt ① 过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M 为t时刻人头顶影子的位置，如图l所示，OM 为头顶影子到0点的距离．由几何关系，有 解式①、②得。因OM 与时间t成正比，故人头顶的影子做匀速运动。 (2)由图l可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有 SM=OM－OS ③ 由式①～③得 因此影长SM与时间t成正比，影长随时间的变化率。 点评有关物影运动问题的分析方法：(1)根据光的直线传播规律和题设条件分别画出物和影在零时刻和任一时刻的情景图—光路图；(2)从运动物体(光源或障碍物)的运动状态入手，根据运动规律，写出物体的运动方程，即位移的表达式；(3)根据几何关系(如相似三角形)求出影子的位移表达式；(4)通过分析影子的位移表达式，确定影子的运动性质，求出影子运动的速度等物理量。
高中物理光学部分习题
高中物理光学试题 1．选择题 1.1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确地测出了光速，其过程大致如下， 选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B 上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．如图所示，如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（） A．4Lω π B． 8Lω π C． 16Lω π D． 32Lω π 答案：B 2.如图所示，在xOy平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0)的点，一个平面镜镜面向下， 左右两个端点的坐标分别为（－2，3）和（0，3）一个点光源S从原点出发，沿x轴负方向匀速运动．它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S的像点，像做什么运动（） A．0～－7区间，沿x轴正方向匀速运动 B．－3～一7区间，沿x轴负方向匀速运动 C．－3～－7区间，沿x轴负方向加速运动 D．－3～－∞区间，沿x轴正方向加速运动
答案：B 3. 设大气层为均匀介质，当太阳光照射地球表面时，则有大气层与没有大气层时，太阳 光被盖地球的面积相比（ ） A ．前者较小 B ．前者较大 C ．一样大 D ．无法判断 答案：B 4. “不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空 气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a 、b 为两种折射出的单色光．以下说法正确的是（ ） A ．a 光光子能量大于b 光光子能量 B ．在水珠中a 光的传播速度大于b 光的传播速度 C ．用同一双缝干涉装置看到的a 光干涉条纹间距比b 光宽 D ．如果b 光能使某金属发生光电效应，则a 光也一定能使该金属发生光电效应 答案：BC 5. 如图所示，真空中有一个半径为R ，质量分布均匀的玻璃球，频率为f 的细激光束在 真空中沿直线BC 传播，并于玻璃球表面的C 点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中．已知120COD ∠=3则下列说法中正确的是（ ） A ．激光束的入射角45α= B ．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小 C ．此激光束在玻璃球中穿越的时间为3R t c =（其中c 为真空中的光速） D ．改变入射角α的大小，细激光束可能在球的内表面发生全反射
高中物理光学(复习材料)
第三课时 3.物理光学 (1)光的电磁说 ①光的干涉现象：两列波长相同的单色光在相互覆盖的区域发生叠加,会出现明暗相间的条纹,如果是白光,则会出现彩色条纹,这种现象称为光的干涉. 条件：频率相同、相差恒定、振动方向足足同一直线上. 规律：若两光源同相振动的光程差为 δ＝kλ (k=1,2.……) ——亮条纹 δ＝(2k－1)λ/2 (k=1,2.……) ——暗条纹 纹间距Δx＝lλ/d 用双缝干涉测光的波长的原理：λ＝d·Δx /l 特例:薄膜干涉 注意：关于薄膜干涉要弄清的几个问题 Ⅰ是哪两列光波发生干涉 Ⅱ应该从哪个方向去观察干涉图样 Ⅲ条纹会向哪个方向侧移 ②光的衍射现象:光通过很小的孔、缝或障碍物时,会在屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹很亮,越向边缘越暗;如果是复色光发生衍射,则出现彩色条纹. 明显发生衍射的条件:障碍物(或孔、缝)的尺寸可与波长相比拟,且障碍物尺寸比波长越小,衍射越明显。 注意：Ⅰ干涉、衍射现象证明光具有波动性 Ⅱ干涉、衍射条纹在宽度、亮度上的区别
③光的偏振 波的偏振：横波只沿着某一特定的方向振动，称为 波的偏振，光的偏振现象说明光 是横波。 偏振光：通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的 平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。 实验：通过偏振片P 的偏振光再通过偏振片Q （检 偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，则通过P 的 偏振光的振动方向跟偏振片Q 的透振方向平行，透射光的 强度最大；如果两个偏振片的透振方向垂直，则通过P 的 偏振光的振动方向跟偏振片Q 的透振方向垂直，偏振光不 能通过Q ，透射光的强度为零。如图所示。 本质：光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E 引 起的，因此常将E 的振动称为光振动。在与光传播方向垂 直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向，光振动沿 各个方向均匀分布的光就是自然光。光振动沿着特定的方向的光就是偏振光。 ④光的电磁说、电磁波谱 光是电磁波（麦克斯韦的预言，赫兹实验），按波长从大到小排列---电磁波谱 种类 产生机制 主要性质 无线电波 LC 振荡电路(电荷发生振动) 接收和发射电磁波 红外线 原子外层电子激发跃迁 热效应（激发固体分子共振） 可见光 原子外层电子激发跃迁 视觉效应 紫外线 原子外层电子激发跃迁 化学作用、生物作用 伦琴射线 原子内层电子激发跃迁 穿透力强 γ射线 原子核内激发产生 贯穿本领大、能量大 〖例9〗在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中 的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这 时（ ） A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失 B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在 C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D ．屏上无任何光亮 〖例10〗市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的的热效应 大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后 面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反 射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为 （ ） A ．81λ B ．41λ C ．2 1λ D ．λ 〖例11〗在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色的花纹，这是两列相干波发生干涉的结 果，这两列相干光波是太阳光分别经 而形成的。用平行的单色光垂直照射不透明的 小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，这是光的 现象。
高二物理光学试题及答案详解
O P ’P Q ’Q a b 光学单元测试 一、选择题 1．光线以某一入射角从空气射人折射率为3的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角 等（） A.30° B.45° C.60° D.75° 2．红光和紫光相比，（） A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所 示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ， 则（） A ．n a >n b B ．n a
高中物理 物理光学 专题
高中物理物理光学专题 一、典型例题： [例1]在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（） A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在 C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D、屏上无任何光亮 [解析]在双缝干涉实验的装置中，缝的宽度跟光的波长相差不多，在双缝分别放上红色和绿色滤光片之后，由于红光和绿光的频率不相等，在光屏上不可再出现干涉条纹了，但由于满足产生明显衍射现象的条件，所以在屏上将同时出现红光和绿光的衍射条纹，故正确的选项为C。 [例2]某金属在一束黄光照射下，恰好能有电子逸出（即用频率小于这种黄光的光线照射就不可能有电子逸出），在下述情况下，逸出电子的多少和电子的最大初动能会发生什么变化？ ⑴增大光强而不改变光的频率； ⑵用一束强度更大的红光代替黄光； ⑶用强度相同的紫光代替黄光。 [解析]“正好有电子逸出”，说明此种黄光的频率恰为该种金属的极限频率。 ⑴增大光强而不改变光的频率，意味着单位时间内入射光子数增多而每个光子能量不
变，根据爱因斯坦光电效应方程，逸出的光电子最大初动能不变，但光电子数目增大。 ⑵用一束强度更大的红光代替黄光，红光光子的频率小于该金属的极限频率，所以无光电子逸出。 ⑶用强度相同的紫光代替黄光，因为一个紫光光子的能量大于一个黄光光子的能量，而 强度相同，因而单位时间内射向金属的紫光光子数将比原来少，因此，逸出的电子数将减少，但据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能将增大。 [例3]把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让光从上方射入（图甲），这时可以看到亮暗相间的同心圆（图乙），这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，解释为什么会出现牛顿环。 [解析]凸透镜的弯曲上表面反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射的光的路程差不同，在有些位置相互加强，在有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹。 [例4]把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（） A、将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏 B、将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
高中物理3-4波动光学专题练习(带详解)
高中物理3-4波动光学专题练习（带详解) 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、多选题 1．a、b两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，下列说法正确的是（） A．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小 B．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大 C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能 D．通过同一玻璃三棱镜，a光的偏折程度大 E.分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄 2．如图所示分别是a光、b光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变)，则下列说法正确的是_______。 A．在真空中，单色光a的波长大于单色光b的波长 B．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的大 D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大 E.光由同一介质射入空气，发生全反射时，a光的临界角比b光大 3．下列有关光学现象的说法正确的是________。 A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射 B．光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小 C．光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性 D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小 E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹 4．如图所示是一玻璃球体，O为球心，cO水平，入射光线ab与cO平行，入射光线ab包含a、b两种单色光，经玻璃球折射后色散为a、b两束单色光．下列说法正确的是（）
高考物理光学知识点之几何光学技巧及练习题附答案
高考物理光学知识点之几何光学技巧及练习题附答案 一、选择题 1．如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截 面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ． 1 2 AP AD =，则( ) A．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin 1 2 n B．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin 5 n C．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 1 2 n＜θ≤arcsin21 n- D．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 25 5 n＜θ≤arcsin21 n- 2．下列现象中属于光的衍射现象的是 A．光在光导纤维中传播 B．马路积水油膜上呈现彩色图样 C．雨后天空彩虹的形成 D．泊松亮斑的形成 3．如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜”，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知折射角γ＝30°，则 A．光在玻璃中的频率比空气中的频率大 B．玻璃的折射率 6 n= C2×108 m/s D．CD边不会有光线射出 4．半径为R的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n3 经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为（）
A ． 3 R B ． 2 R C ． 2R D ．R 5．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a 、b 、c 三束单色光。比较a 、b 、c 三束光，可知() A ．当它们在真空中传播时，a 光的速度最大 B ．当它们在玻璃中传播时，c 光的速度最大 C ．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大 D ．若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出的光电子最大初动能最大 6．如图所示，两束单色光a 、b 同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束c 则下列说法中正确的是 A ．a 光的能量较大 B ．在玻璃中a 光的传播速度小于b 光的传播速度 C ．在相同的条件下，a 光更容易发生衍射 D ．a 光从玻璃到空气的全反射临界角小于b 光从玻璃到空气的全反射临界角 7．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx 1和Δx 2，已知Δx 1＞Δx 2。另将两单色光在真空中的波长分别用λ1、λ2，在同种均匀介质中传播的速度分别用v 1、v 2，光子能量分别用E 1、E 2、在同种介质中的折射率分别用n 1、n 2表示。则下列关系正确的是 A ．λ1<λ2 B ．v 1
高中物理光学综合试题
高中物理光学综合试题 一、选择题：每题四个选项中有一个或多个选项正确，请将正确选项填在题后括号内（每题 5分）。 1.关于平面镜的虚像,下列叙述中正确的是( ). (A)虚像总是倒立的 (B)虚像是呵以用照相机拍摄的 (C)虚像可以在屏幕上出现 (D)人眼看到的虚像,是因为虚像发出的光射入人眼的视网膜 2.把物体和光屏的位置固定,在两者连线的正中间放一透镜,这时光屏上出现一个清晰的像. 如果沿着连线再移动透镜时,则在光屏上( ). (A)还可以再出现一个缩小的像 (B)还可以再出现一个放大的像 (C)出现放大、缩小的像都有可能,但要知道怎样移动才能判定 (D)以上说法都不对 3.某金属在一束绿光的照射下发生光电效应,则( ). (A)若增加绿光的照射强度,则单位时削内逸出的光电子数目不变 (B)若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加 (C)若改用紫光照射,则逸出的光电子最大初动能增加 (D)若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目增加 4.关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是( ). (A)牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性 (B)牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别 (C)麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波 (D)麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性 5光源发出的光照射到不透明物体上就会形成影.下列对于光源面积与影大小的判断中正确的是( ). (A)光源的面积为零.半影区不为零(B)光源面积越大.半影区越大 (C)光源面积越大,本影区越大(D)影的大小与光源的面积无关 6.如图1所示,一个折射率为2的三棱镜,顶角是45°.有一束光以图示 方向射到三棱镜上,入射角为i(0 高中物理最新试题精编 板块四 光学部分 一、选择题:在下列每小题给出的四个答案中,至少有一个是正确的，把正确 答案全选出来． 1.下列关于波的叙述中正确的是( ) Ａ.光的偏振现象表明光是一种横波 Ｂ.超声波可以在真空中传播 C ．白光经光密三棱镜折射发生色散时,红光的偏折角最大 D.当日光灯启动时,旁边的收音机会发出“咯咯”声,这是由于电磁波的干扰造成的 答案: ＡD 2.以下关于光的有关说法中正确的是（ ) A.光导纤维是应用了光的全反射现象,无影灯主要是应用了光的衍射 B ．天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象 C ．自然光是光振动沿各个方向均匀分布的光，偏振光是光振动沿着特定方向的光 D.现在我们知道，光就是一份一份的能量 答案：BC 3.在没有月光的夜间,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源)，小鱼在水 中游动,小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静,下面的说法中正确的是( ) Ａ．小鱼向上方水面看去,看到水面到处都是亮的，但中部较暗 B ．小鱼向上方水面看去,看到的是一个亮点,它的位置与鱼的位置无关 C ．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的 D ．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关 答案:BD 4.如图所示，激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光ＡＯ以入射角 i 照射到水平面上，反射光OB 射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将 光讯号转换为电讯号,电讯号输入控制系统来控制液面的高度,若发现光 点在屏上向右移动了△s 距离，即射到B '点，则液面的高度变化是( ) A.液面降低i s sin ? B.液面升高i s sin ? Ｃ.液面降低i s tan 2? D.液面升高i s tan 2? 答案：D ５.如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线AB 与ＣD 垂直，其中 一条是法线.入射光线与CD 的夹角为α，折射光线与CD 的夹角为β， α>(α＋β≠900 )，则该玻璃的折射率n 等于（ ) A.βαsin sin B. αβsin sin C. βαcos cos Ｄ. α βcos cos 高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案解析(2) 一、选择题 1．如图所示，放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水，缸底中心有一红色发光小球（可看作点光源），从上往下看，则观察到（） A．水面有一个亮点 B．充满水面的圆形亮斑 C．发光小球在水面上的像 D．比小球浅的发光小球的像 2．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大 ．．．．．的那种单色光，比另一种单色光（） A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大 C.在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大 D.其在空气中传播速度大 3．如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于 A．sin50 sin55 ? ? B．sin55 sin50 ? ? C．sin40 sin35 ? ? D．sin35 sin40 ? ? 4．题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折 射率n=5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A．不能从圆孤射出B．只能从圆孤射出 C．能从圆孤射出D．能从圆孤射出 5．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知() A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出的光电子最大初动能最大 6．如图所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束c则下列说法中正确的是 A．a光的能量较大 B．在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度 C．在相同的条件下，a光更容易发生衍射 D．a光从玻璃到空气的全反射临界角小于b光从玻璃到空气的全反射临界角 7．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（）． A．B． 高中物理选修3-4 光学部分 光既具有波动性，又具有粒子性；光是一种电磁波。 阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到烈日的倒影；这说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光被反射回到空气中。 一般说来，光从一种介质射到它和另种分界面时，一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射；而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象，叫做光的折射。 1.光的反射定律： 实验表明：光的反射遵循以下规律 a 、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光 线和入射光线分别们于法线的两侧。 b 、 反射角等于入射角。（i=i ‘） 在反射现象中，光路是可逆的。 2.光的折射定律： 入射光线和法线的夹角i叫做入射角；折射光线和法线的夹角r叫做折射角；反射光线和法线的夹角i‘叫做反射角。 光的折射定律可这样表示： a、折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别们 位于法线的两侧。 b、入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量，即：sini/sinr=n 在折射现象中，光路也是可逆的。 3.折射率： 由折射定律可知：光从一种介质射入另一种介质时，尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化，但是两个角的正弦之比是个常量，对于水、玻璃等各种介质都是这样，但是，对于不同介质，比值n的大小并不相同，例如，光从空气射入水时这个比值为1.33，从空气射入普通玻璃时，比值约为1.5。因此，常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质折射率。 光在不同介质中的传播速度不同（介质n越大，光传播速度越小）。某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即：n=c/v 注意：1.真空中的折射率n=1(空气中一般视为真空)，其他介质的折射率n>1。 2. 通过比较入射角i和折射角r的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小， 当i>r时，n入 吉林省通榆县实验高中物理选修3—4光学单元测试题 班级姓名 不定项选择题（5×10） 1．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（ ? ） A都是光的衍射现象； B都是光的干涉现象； C前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象； D前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象。 2下列事例哪些应用了光的全反射现象：（） A．光导纤维通讯B．用三棱镜观察太阳光谱C．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90° D．用白光照肥皂膜看到彩色条纹 3. 如图１所示, 夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可及，这就是“蜃景”。下列有关蜃景的说法中错误的是（） A ．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 B ．沙面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 C ．A 是蜃景，B 是景物 D ．C 是蜃景，D 是景 物 4．在学习光的色散的时候老师在课堂上做了一个演示实验，让某特制的一束复色光 由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚），经折射分成两束单色光a 、b ，已知a 光是红光，而b 光是紫光，你认为图3中哪个光路图是正确的 （ B ） 5．如图，P 是一偏振片，P 的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。下列 四种入射光束中哪几种照射P 时能在P 的另一侧观察到透射光（ ） A ．太阳光 B ．沿竖直方向振动的光 C ．沿水平方向振动的光 D ．沿与竖直方向成45o 角振动的光 6．一单色光，在空气中的波长为λ0，在玻璃中的波长为λ，波速为v ，玻璃对这 种色光的折射率为n 。当此光从玻璃射向空气发生全反射的临界角为A ，则（ ） A ．n A =sin B ．v c A =sin C ．λ λ0sin =A D ．0sin λλ=A 7.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干 涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ,厚度为d ,它使绿 二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及γ射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v高中物理光学最新试题精编
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案解析(2)
高中物理选修3-4 光学部分
物理选修光学测试题
高中物理光学知识点总结