高二物理光学试题及答案详解
光学单元测试
一、选择题（每小题3分，共60分）
1的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ）
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
D ．v a 4．两种单色 光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2。用n 1、n 2分别表示水 对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度（ ） A . n l ＜n 2、v 1＜v 2 B.n l ＜n 2、v 1>v 2 C.n l >n 2、v 1＜v 2 D.n l >n 2、v 1>v 2 5．如图所示，一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点，经折射分为a 、b 两束光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体。PP ’、QQ ’均与过O 点的界面法线垂直。设光线a 、b 在玻璃体穿行所用时间分别为t a 、t b ，则t a : t b 等于（ ） （A ）QQ ’:PP ’ （B ）PP ’:QQ ’ （C ）OP ’:OQ ’ （D ）OQ ’:OP ’ 6．图示为一直角棱镜的横截面，?=∠?=∠60,90abc bac 。一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=2，若不考试原入射光在bc 面上的反射光，则有光线（ ） A ．从ab 面射出 B ．从ac 面射出 C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交 c a D．从bc面射出，且与bc面垂直 7．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的？（） 8．如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说确的是（）Ａ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 Ｂ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 Ｃ．玻璃对红光的折射率比紫光大 Ｄ．玻璃中紫光的传播速度比红光大 9．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（） A.光的折射现象、色散现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、偏振现象 D.光的直线传播现象、光电效应现象 10．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说确的是（） Ａ．光纤通信利用光作为载体来传播信息 Ｂ．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 Ｃ．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 Ｄ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 11．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为（） A 2 2 2 med h n B 3 1 3 2 2 2 ?? ? ? ? ? e n h md C 2 2 2 2men h d D 2 2 2 2med h n 12．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m=1．67x10—27kg，普朗克常量h=6．63x10—34J·s，可以估算 德布罗意波长λ=1．82x10-10m 的热中子动能的数量级为（ ） (A)10—17J (B)10—19J (C)10—21J (D)10—24 J 13．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为υ0， A 当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B 当用频率为2υ0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h υ0 C 当照射光的频率υ大于υ0时，若υ增大，则逸出功增大 14． 水的折射率为n ，距水面深h 处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为 A.2 h tan(arc sin n 1 ) B.2 h tan(arc sin n) C.2 h tan(arc cos n 1 ) D.2 h cot(arc cos n) 15. 为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜，下列说法中正确的是（ ） A 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射 B 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射 C 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射 D 、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射 16．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的述符合科学规律或历史事实的是 （A ）牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的． （B ）光的双缝干涉实验显示了光具有波动性． （C ）麦克斯韦预言了光是一种电磁波． （D ）光具有波粒两象性性． 17．空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如 图 1所示。方框有两个折射率 n=1.5的玻璃全反射棱镜。图 2给出了两棱镜四种放 置方式的示意图，其中能产生图 1效果的是 18．两束不同频率的单色光a 、b 从空气射入水中，发生了图所示的折射现象（α>β）。下列结论中正确的是 A ．光束b 的频率比光束a 低 B ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 小 C ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小 D ．若光束从水中射向空气，则光束b 的临界角比光束a 的临界角大 19．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为c b a λλλ>>.用b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应.若分别用a 光束和c 光束照射该金属，则可以断定 A.a 光束照射时，不能发生光电效应 B.c 光束照射时，不能发生光电效应 C.a 光束照射时，释放出的光电子数目最多 D.c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 20.△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。a 、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如题20图所示，由此可知 A.棱镜a 光的传播速度比b 光的小 B.棱镜a 光的传播速度比b 光的大 C.a 光的频率比b 光的高 D.a 光的波长比b 光的长 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 二、计算题（共40分） 21．人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为eV 34.3，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电 子的最大速度为s m /106 ，求该紫外线的波长λ（电子质量kg m e 311011.9-?=，普朗克常量 s J h ??=-341063.6，J eV 191060.11-?=） 22．如图所示，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。 23．如图所示，一不透明的圆柱形容器装满折射率n =2的透 明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与底 面成45°角放置，若容器高为2dm，底边半径为（1+3）dm， OM = 1dm，在容器中央正上方1 dm 处水平放置一足够长的刻 度尺，求光源S 发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度。（不考虑容器侧壁和液面的反射） 24．一种用于激光治疗的氦分子激光器，输出337.1nm 波长的激光，激光脉冲的时间约为10 -9s，输出脉冲时的功率为106W，每秒输出的脉冲个数是100个。 （1）这种激光的频率是多少？属于电磁波谱中的哪个波段？ （2）这种激光器的平均输出功率是多少？ 25．如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=3R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次 回到介质球的界面时，从球折射出的光线与入射光线平行，作出光路图， 并算出介质的折射率。 26．1801年，托马斯·用双缝干涉实验研究了光波的性质．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了氏干涉的结果(称洛埃镜实验)． (1)洛埃镜实验的基本装置如图所 示，S为单色光源，M为一平面镜．试用 平面镜成像作图法在答题卡上画出S经 平面镜反射后的光与直接发出的光在光 屏上相交的区域． (2)设光源S到平面镜的垂直距离和到 光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式． 第一章 波动光学通论 作业 1、已知波函数为：?? ? ???-?=-t x t x E 157 105.11022cos 10),(π，试确定其速率、波长和频率。 2、有一张0=t 时波的照片，表示其波形的数学表达式为 ?? ? ??=25sin 5)0,(x x E π。如果这列波沿负 x 方向以2m/s 速率运动， 试写出s t 4=时的扰动的表达式。 3、一列正弦波当0=t 时在0=x 处具有最大值，问其初位相为多少？ 4、确定平面波：?? ? ??-+ + =t z k y k x k A t z y x E ω14314 214 sin ),,,(的传播方向。 5、在空间的任一给定点，正弦波的相位随时间的变化率为 s rad /101214?π，而在任一给定时刻，相位随距离 x 的变化是 m rad /1046?π。若初位相是 3 π ，振幅是10且波沿正x 方向前进， 写出波函数的表达式。它的速率是多少？ 6、两个振动面相同且沿正x 方向传播的单色波可表示为： )](sin[1x x k t a E ?+-=ω，]sin[2kx t a E -=ω，试证明合成波的表达式可 写为?? ??? ???? ? ??+-?? ? ???=2sin 2cos 2x x k t x k a E ω。 7、已知光驻波的电场为t kzcoa a t z E x ωsin 2),(=，试导出磁场),(t z B 的表达式，并汇出该驻波的示意图。 8、有一束沿z 方向传播的椭圆偏振光可以表示为 )4 cos()cos(),(00π ωω--+-=kz t A y kz t A x t z E 试求出偏椭圆的取向 和它的长半轴与短半轴的大小。 9、一束自然光在30o 角下入射到空气—玻璃界面，玻璃的折射率n=，试求出反射光的偏振度。 10、过一理想偏振片观察部分偏振光，当偏振片从最大光强方位转过300时，光强变为原来的5／8，求 (1)此部分偏振光中线偏振光与自然光强度之比； (2)入射光的偏振度； (3)旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比； (4)当偏振片从最大光强方位转过300时的透射光强与最大光强之比． 11、一个线偏振光束其E 场的垂直于入射面，此光束在空气中以45o 照射到空气玻璃分界面上。假设n g =，试确定反射系数和透射系数。 12、电矢量振动方向与入射面成45o 的线偏振光入射到两种介质得分界面上，介质的折射率分别为n 1=1和n 2=。（1）若入射角为50o ，问反射光中电矢量与入射面所成的角度为多少？（2）若入射角为60o ，反射光电矢量与入射面所成的角度为多少？ 13、一光学系统由两片分离的透镜组成，两片透镜的折射率分别为和，求此系统的反射光能损失。如透镜表面镀上增透 图 1 图2 八年级物理光学部分测试卷 班级 学号 姓名 得分 一、选择题（共30分，每小题3分，每小题只有一个正确答案，把你认为正确答案的序号填写在题后的括号内，不选或错选得0分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选项 不能．． 用光的直线传播来解释的现象是（ ） A 、小孔成像 B 、影子的形成 C 、日食和月食 D 、海市蜃楼 2、电视机的遥控器可以发射一种不可见光，叫做红外线，用它来传递信息，实现对电视机的控制。不把遥控器对准电视机的控制窗口，按一下按钮，有时也可以控制电视机，如图1所示，这是利用 〔 〕 A ．光的直线传播 B ．光的折射 C ．光的反射 D ．光路可逆性 3、白亮污染是都市较为普遍的一类光污染，建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石、铝合金板等都 能在白天将强烈的太阳光反射到路面上和居民的居室里，给道路交通安全和居民的工作和休息带来很大影响。形成白亮污染的主要原因是由于光的（ ） A 、镜面反射 B 、漫反射 C 、折射 D 、直线传播 4、下列有关光现象的描述正确的是（ ） A 、日食、月食的形成是由于光的直线传播 B 、太阳光是各种各样的色光组成 C 、“水中月”比天空的月亮离我们更近 D 、斜插在水中的筷子变弯折是光的反射 5、小华在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验。当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图2所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。则他所用凸透镜的焦距 〔 〕 A ．一定大于20cm B ．一定小于8cm C ．一定在10cm 到16cm 之间 D ．一定在8cm 到10cm 之间 6、下列现象属于光的折射现象的是（ ） A 、 路灯下行走的人，出现人影相随 B 、清澈的游泳池底，看起来变浅了 C 、在碧波荡漾的湖面上，可以看到湖上游船的“倒影” D 、饭店墙壁上装一面大镜子，使人有增大空间的感 7、小猫在平静的池塘边欣赏自己在水中的像，下列图中正确的是（ ） 一、光的直线传播、光速练习题 一、选择题 1.下列说法中正确的是（） A.光总是沿直线传播 B.光在同一种介质中总是沿直线传播 C.光在同一种均匀介质中总是沿直线传播 D.小孔成像是光沿直线传播形成的 2.下列关于光线的说法正确的是( ) A.光源能射出无数条光线 B.光线实际上是不存在的 C.光线就是很细的光束 D.光线是用来表示光传播方向的直线 3.一工棚的油毡屋顶上有一个小孔，太阳光通过它后落在地面上形成一个圆形光斑，这一现象表明( ) A.小孔的形状一定是圆的 B.太阳的形状是圆的 C.地面上的光斑是太阳的像 D.光是沿直线传播的 4.如果一个小发光体发出两条光线，根据这两条光线反向延长线的交点，可以确定( ) A.发光体的体积 B.发光体的位置 C.发光体的大小 D.发光体的面积 5.无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（） A.无影灯没有影子 B.无影灯有本影 C.无影灯没有本影 D.无影灯没有半影 不透明体遮住光源时，如果光源是比较大的发光体，所产生的影子就有两部分，完全暗的部分叫本影，半明半暗的部分叫半影 6．太阳光垂直照射到一很小的正方形小孔上，则在地面上产生光点的形状是( ) A．圆形的B．正方形的 C．不规则的D．成条形的 7．下列关于光的说法中，正确的是( ) A．光总是沿直线传播的B．光的传播速度是3×108 m/s C．萤火虫不是光源D．以上说法均不对 二、填空题 9．在射击时，瞄准的要领是“三点一线”，这是利用____的原理，光在____中传播的速度最大．排纵队时，如果看到自己前面的一位同学挡住了前面所有的人，队就排直了，这可以用____来解释． 10.身高1.6m的人以1m/s的速度沿直线向路灯下走去，在某一时刻，人影长1.8m，经2s，影长变为1.3m，这盏路灯的高度应是___m。 11.在阳光下，测得操场上旗杆的影长是3.5m。同时测得身高1.5m同学的影子长度是0.5m。由此可以算出旗杆的高度是__ _m。 二、光的反射、平面镜练习题 一、选择题 1.关于光的反射，正确的说法是（） A.反射定律只适用于平面镜反射 B.漫反射不遵循反射定律 C.如果甲从平面镜中能看到乙的眼睛，那么乙也一定能通过平面镜看到甲的眼睛 D.反射角是指反射线和界面的夹角 2.平面镜成像的特点是( ) A.像位于镜后，是正立的虚像 B.镜后的像距等于镜前的物距 C.像的大小跟物体的大小相等 D.像的颜色与物体的颜色相同 3.如图1两平面镜互成直角，入射光线AB经过两次反射后的反射光线为CD，现以两平面镜的交线为轴，将两平面镜同向旋转15°,在入射光方向不变的情况下，反射光成为C′D′，则C′D′与CD关系为( ) 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 1.在真空中传播的平面电磁波，其电场为0=x E ，0=y E ， ]2 )(10cos[10014ππ+-?=c x t E z ，问：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初位相为多少？（2）波的传播和电矢量的振 动取哪个方向？（3）与电场相联系的磁场B 的表达式如何 写？ 2．平面电磁波在真空中沿x 方向传播，Hz 14104?=ν，电场振幅为m V /14.14，若振动平面与xy 面成45 度，写出E 和B 的表达 式。 3．已知k ,ω，ABC O -为一正方体，分别求沿OC OB OA ,,方向传播的平面波的实波函数、复振幅及z y x ,,方向的空间频率和空间周期。 4.有3列在xz 平面内传播的同频率单色平面波，其振幅分别为：321,,A A A ，传播方向如图，若设振幅比为1：2：1，21θθ=，求xy 平面上的光强分布（假设初相位均为0）。 5. 维纳光驻波试验中，涂有感光乳剂的玻璃片的长度为1cm ，起一端与反射镜接触，另一端与反射镜面相距10m μ，测出感光片上两个黑纹的间距为250m μ，求所用光波波长。 6．确定正交分量由下面两式表示的光波的偏振态， )](cos[),(t c z A t z E x -=ω ]4 5)(c o s [),(πω+-=t c z A t z E y 7．让入射光连续通过两个偏振片，前者为起偏片，后者称为检偏片，通过改变两者透振方向之间的夹角可调节出射光强。设入射光为自然光，通过起偏片后光强为1，要使出射 光强减弱为8 1,41,21，问两偏振片透振方向的夹角各为多少？ 8.一束自然光入射到折射率3/4=n 的水面上时反射光是线偏振的。一块折射率2/3=n 的平面玻璃浸在水下，若要使玻璃表面的反射光N O ''也是线偏振的，则玻璃表面与水平面夹角α应为多大？ 9．s 光波从5.11=n 的玻璃以入射角0120=i 入射到0.12=n 的空气界面，求菲涅耳透射系数，光强透射系数，能流透射系数？ 10.一束自然光从空气射到玻璃，入射角o 30，玻璃折射率5.1=n ，求反射光的偏振度。 11. 假设窗玻璃的折射率为1.5，斜照的太阳光（自然光）的入射角为600，求太阳光的光强透射率。 12.线偏光从0.11=n 的空气以入射角0145=i 入射到5.12=n 的玻璃表面，已知线偏光的振动面和入射面夹角为060=θ，试计算： 1）总的能流反射率R 和总能流透射率T 2）以自然光入射，又如何？ 西安高级中学博爱部2014—2015第一学期初二物理周考3 一、选择题（共30小题，每小题2分） 1、某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的 距离v之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是 A．该凸透镜的焦距是20cm B．当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜l0cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小 2、将物体放在距凸透镜15cm处时，能在光屏上得到物体清晰放大的像，则凸透镜的焦距可能是（） A．5 cm B．10 cm C．15 cm D．20 cm 3、某幻灯机的镜头和幻灯片之间的距离可在10 cm~20 cm之间调节，现因原镜头损坏，则应选用下列哪一个元件做镜头（） A．焦距为5 cm的凸透镜B．焦距为10 cm的凹透镜 C．焦距为10 cm的凸透镜D．焦距为20 cm的凸透镜 4、关于照相机的使用，下列说法正确的是（） A.拍摄远景时，应将镜头向前伸 B.拍摄近景时，应将镜头向前伸 C.晴天拍摄景物时，应开大光圈 D.阴天拍摄景物时，应缩短曝光时间 5、如右图所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像。 若“取”下近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的 条件下，应该将光屏( ) A. 靠近透镜 B. 远离透镜 C. 靠近透镜和远离透镜都可以 D. 保持在原来的位置 6、下列事例中，能看到物体实像的是（） A．在岸边看到水中游动的鱼B．在电影院看到银幕上的画面 C．通过放大镜看报纸上的字D．在水中通过潜望镜看到水面上的景物 7、光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活中有广泛的应用。下列说法正确的是（） A.借助放大镜看地图，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距 B.阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，这是由于凸透镜对光线有会聚作用 C.照相时，被照相者应站在距镜头一倍焦距和二倍焦距之间 D.人在照镜子时，总是靠近去看，因此时平面镜所成的像变大 8、下面的光路图中正确的是（） 9、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是： A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像，是光的直线传播的应用 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正近视眼，是利用了凹透镜的会聚的作用 C．图丙中，太阳光通过三棱镜会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 v= 物理光学习题 第一章波动光学通论 、填空题(每空 2分) 1、. 一光波在介电常数为￡,磁导率为卩的介质中传播，则光波的速 度 【V 1】 【布儒斯特角】 t ],则电磁波的传播方 向 ____________ 。电矢量的振动方向 _______________ 【x 轴方向 y 轴方向】 4、 在光的电磁理论中，S 波和P 波的偏振态为 __________ ，S 波的振动方向为 ______ ， 【线偏振光波 S 波的振动方向垂直于入射面】 5、 一束光强为I 0的自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的透振方向夹角为 45°则通 过两偏振片后的光强为 ____________ 。 【I 0/4】 6、 真空中波长为入。、光速为c 的光波，进入折射率为 n 的介质时，光波的时间频率和波长 分别为 ______ 和 ________ 。 【c/入o 入o /n 】 7、 证明光驻波的存在的维纳实验同时还证明了在感光作用中起主要作用是 __________ 。 【电场E 】 &频率相同，振动方向互相垂直两列光波叠加，相位差满足 _____________ 条件时，合成波为线偏 振光波。 【0或n 】 9、 会聚球面波的函数表达式 ____________ 。 A -ikr 【E(r) e 】 r 10、 一束光波正入射到折射率为 1.5的玻璃的表面，则 S 波的反射系数为 _____________ , P 波 2、一束自然光以 入射到介质的分界面上，反射光只有 S 波方向有振动。 13 10 3、一个平面电磁波波振动表示为 E x =E z =0, E y =cos[2 1 八年级物理光学实验题专项练习 一、光的反射定律 1、如图2是探究光的反射规律的两个步骤 （1） 请你完成以下表格的填写。 （2）实验中，纸板应 于平面镜。（填“平行”或“垂直”） （3）由甲图我们可以得到的结论是： ； （4）由乙图我们可以得到的结论是： 。 （5）如果光线沿BO 的顺序射向平面镜，则反射光线________（填“会”或 “不会”）与OA 重合，说明 了 。 二、平面镜成像 2、在“研究平面镜成像特点”时，某同学利用一块玻璃板代替平面镜。图9是这位同学做完实验后白纸上留下的记录，其中MN 是他实验时画出的玻璃板的位置，A ．B 是两次实验中点燃的蜡烛所在的位置，A1、B1分别是他找到的蜡烛的像的位置。 （1）用玻璃板代替平面镜的目的 是 。 （2）根据该同学在白纸上留下的实验记录，能否得出"像和物到镜面的距离相等"的结论？为什么？ （3）在玻璃板的同一侧，该同学通过玻璃板看到了同一个蜡烛的两个像，产生这种现象的原因是 (4)在玻璃板的一侧放一支点燃的蜡烛甲，在玻璃板的另一侧放一支没有点燃的蜡烛乙，甲和乙的要求是 ，原因 。 (5)在寻找像的位置时，小明无论怎样调节后面的蜡烛，都不能与它重合，请你猜想原因可能是 (6)小明还发现实验时，用跳棋代替点燃的蜡烛，但看不清跳棋的 像，于是他用灯光将玻璃板两侧都照 亮，他能看见跳棋的像吗？ 你的改进方法是 。 平面镜成像实验思考 1、用薄玻璃而不用平面镜的原因是什么？ 2、用薄玻璃而不能用厚玻璃的原因是什么？ 3、薄玻璃在桌面上应怎样放置？ 4、为什么要用两根完全一样的蜡烛？ 5、什么会用到刻度尺？ 6、平面镜成像特点？ 图2 图9 光学单元测试 一、选择题（每小题3分，共60分） 1 ．光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ） 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 初二物理光学实验题专项练习 一、光的反射定律 1.如图１所示为研究光的反射规律的实验装置，其中O 点为入射点,ON 为法线,面板上每一格对应的角度均为10°．实验时,当入射光为AO 时，反射光为ＯＢ；当入射光为CO 时,反射光为ＯD ；当入射光为EO 时,反射光为OF.请完成下列表格的填写. 分析上述数据可得出的初步 结论是: 当光发生反射时, 反射角等于入射角 ． 2、如图２是探究光的反射规律的两个步骤 （1） 请你完成以下表格的填写。 (2）实验中，纸板应_“垂直”)＿＿于平面镜。（填“平行”或“垂直”) （3)由甲图我们可以得到的结论是：＿___＿当光发生反射时,反射角等于入射角 ＿__＿; （4）由乙图我们可以得到的结论是:__＿当光发生反射时,反射光线和入射光线、法线在同一平面内___。 （５)如果光线沿BO 的顺序射向平面镜，则反射光线_＿__会___＿_(填“会”或 “不会”)与ＯA 重合，说明了______当光发生反射时，＿光路是可逆的_ __＿_。 3、如图3在研究光的反射定律实验中,第一步:如图3Ａ改变 入射 光线的角度,观察反射光线角度是怎样改变?实验结论是:_当光发生反射时,反射角等于入射角 ;第二步:如图3Ｂ把纸张的右半面向前折或向后折,观察是否还能看到 反射 光线，实验结论是: 看不到,说明 当光发生反射时,反射光线和入射光线、法线在同一平面内。 4、 如图4所示,课堂上，老师用一套科学器材进行“研究光的反射定律”的实验演示,其中有一个可折转 的光屏，光屏在实验中的作用是:（写出两条) ①显示光的传播路径,②探究反射光线、入射光线、法线是否共面 （2）根据光的反射定律，如果入射角为20o ，则反射角的大小是 20ｏ 。 （3）课后，某同学利用同一套实验器材,选择入射角分别为1５o 、３0ｏ、45o 的三条光线进行实验,结果得到了不同的数据,如图所示。经 检查，三次试验中各角度的测量值都是准确的，但总结的规律却与反射定律相违背。你认为其中的原因应该是 将反射光线与反射面（或镜面)的夹角作为反射角 。 实验序号 入射光线 入射角 反射角 1 AO 5０° 5０° 2 ＣＯ 40° 4０° ３ E Ｏ 20° 20° 实验序号 入射角 反射角 1 ５0° 50 ２ 40° 40° 3 2０° 20° 实验序号 入射角 反射角 1 15° ７５° 2 30° 60° 3 ４5° 45° 图2 A 图3 B 平面镜 平面镜 图4 图1 高二物理光学 一、主要内容 本章内容包括光的直线传播、棱镜、光的色散、光的反射、光的折射、法线、折射率、全反射、临界角、透镜（凸、凹）的焦点及焦距、光的干涉、光的衍射、光谱、红外线、紫外线、X射线、y射线、电磁波谱、光电子、光子、光电效应、等基本概念，以及反射定律、折射定律、透镜成像公式、放大率计算式，光的波粒二象性等基本规律，还有光本性学说的发展简史。 二、基本方法 本章涉及到的方法有：运用光路作图法理解平面镜、凸透镜、凹透镜等的成像原理，并能运用作图法解题；根据透镜成像规律，运用逻辑推理的方法判断物象变化情况。 三、错解分析 在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：解题操作过程不规范导致计算错误；将几何光学与物理光学综合时概念不准确；不善于用光路图对动态过程作分析。 例1 波长为0.65μm的红光，从空气射入水中，水相对空气的折射率为1.33。求该光在水中的波长，并判断在水中该光的颜色。 【错解】 得波长0.49μm的光是蓝色。 【错解原因】 上述求得光在水中的波长为0.49μm是正确的，但用光谱表查得光的颜色却错了。人眼对光的色觉决定于光的频率而不是波长。 【分析解答】 当光从一种媒质进入另一种媒质时，波长变化了，波速也相应变化了，但它的频率却不变。所以在水中该光仍是红色。 【评析】 物理规律的因果关系是有条件的，记忆规律时应该首先弄清规律成立的条件。凡是波，无论是机械波还是电磁波，只要振源的频率不变，波的频率就不变。 例2 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中，已知玻璃的折射率为1.53，求入射角为下列两种情况时，光线的折射角各为多少？ （1）入射角为50” （2）入射角为30° 【错解】 r=30°3′ r=19°4′ 【错解原因】 此解法中没有先分析判断光线是从光疏媒质进入光密媒质，还是从光密媒质进入光疏媒质，会不会发生全反射。而是死套公式，引起错误。 【分析解答】 光线由玻璃里射入空气中，是由光密媒质射入光疏媒质，其临界角为 由已知条件知，当i=50°时，i＞A，所以光线将发生全反射，不能进入空气中。当i=30°时，i＜A，光进入空气中发生折射现象。 绝密★启用前 2018年10月09日dreamh的初中物理组卷 试卷副标题 考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx 题号一二三四五总分 得分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 请点击修改第I卷的文字说明 评卷人得分 一．选择题（共10小题） 1．站在平面镜前6m的人，沿着与平面镜的镜面垂直的方向匀速走向平面镜，若此人行走的速度为0.5m/s，经过4s，则人相对自己的虚像的速度和人与自己像的距离分别是（） A．0.25m/s，4m B．1m/s，4m C．2m/s，8m D．1m/s，8m 2．下列估测中，正确的是（） A．一支新铅笔长约17.5dm B．课桌高度约为7.8cm C．成年人步行的速度为5m/s D．唱一首歌大约需要4min 3．如图所示，将平面镜和铅笔竖直放置在水平桌面上，下列说法正确的是（） A．铅笔水平向右移动时，它的像将变小 B．平面镜竖直向上移动时，铅笔的像也将向上移动 C．若改用一块较小的平面镜，铅笔的像将变小 D．若铅笔按图示箭头方向转过45°，铅笔将与它的像垂直 4．我们学过的许多成语包含了物理知识，下列成语中的“影”哪个是由光的反射形成的（） A．立竿见影B．形影不离C．形单影只D．杯弓蛇影 5．如图乙所示，是小安同学自制的潜望镜，利用它能在隐蔽处观察到外面的情况，用它正对如图甲所示的光源“F”，则所观察到的像是（） A．B．C．D． 6．如图所示，“太湖”牌台灯有一个顶部开口的灯罩。夜晚点亮台灯，在它上方某一高度处放一张白纸，图中黑色为阴暗区域，最符合实际的是（） A．B．C．D． 7．如图，若要让反射光线击中目标，下列做法无法达到目的是（）A．平面镜向下移动 B．激光笔在不改变入射角的情况下向左移动 C．平面镜以入射点为圆心逆时针转动 D．平面镜水平向左移动 8．超声手术刀通过超声发射器，从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波，利用其能量准确“烧死”病变细胞，以下超声波的特点与该手术刀的治疗功能的是（） A．方向性好B．穿透力强C．能量集中D．遇物反射 9．如图所示，小明将两端开口的圆筒A端用半透明薄纸制成光屏，并把圆筒插入剪去顶部的易拉罐中，制成了一个光屏可移动的小孔成像观察仪，用观察仪进行小孔成像实验，下列说法正确的是（） A．此观察仪成像是光的折射现象 B．实验时，应将小孔对着物体，眼睛在B端观察光屏上物体的像 C．实验时，应将B端对着物体，眼睛在小孔处观察光屏上物体的像 D．如果增大光屏与小孔之间距离，则光屏上物体的像变小 10．物理课上，老师用力吹一根较长的塑料吸管的同时，用剪刀一小段一小段地剪短吸管，如图所示。同学们听到的声音（） A．音色变了 B．音调变了 C．是老师的声带振动产生的 D．后排同学听到的与前排同学听到的相同 高二物理【光学】测试题 一、选择题(1-8单选，每题3分；9-12多选，每题4分，部分2分；共计40分 ) 1、光由一种介质进入另一种不同介质（） A、传播速度发生变化 B、频率发生变化 C、波长保持不变 D、频率和波长都发生变化 2、光从甲介质射入乙介质，由图可知（） A、甲介质是光疏介质，乙是光密介质 B、入射角大于折射角 C、光在甲介质中的传播速度较小 D、若甲为空气，则乙的折射率为6／2 3、表面有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在玻璃片表面和边缘分别看到彩 色图样，这两种现象（） A、都是色散现象 B、前者是干涉现象，后者是色散现象 C、都是干涉现象 D、前者是色散现象，后者是干涉现象 4、华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤 通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是( )． A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 5、如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λ a 、 λ b ，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a 、n b，. 则( ) A．λ a <λ b ，n a >n b B. λ a >λ b ，n a 1λ第四章 习题及答案 １。双缝间距为１mm ，离观察屏１m ，用钠灯做光源，它发出两种波长的单色光 =589.0nm 和2λ=589.6nm ，问两种单色光的第10级这条纹之间的间距是多少？ 解：由杨氏双缝干涉公式，亮条纹时：d D m λα= （m=0, ±1, ±2···） m=10时，nm x 89.511000105891061=???= -，nm x 896.51 1000 106.5891062=???=- m x x x μ612=-=? ２。在杨氏实验中，两小孔距离为1mm ，观察屏离小孔的距离为50cm ，当用一片折射率 1.58的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm ，试决定试件厚度。 2 1r r l n =+??2 2212? ?? ???-+=x d D r 2 2 2 2 2? ? ? ???++=x d D r x d x d x d r r r r ??=?? ? ???--??? ???+= +-222))((2 2 1212mm r r d x r r 2211210500 5 12-=?≈+??= -∴ ,mm l mm l 2210724.110)158.1(--?=?∴=?- 3.一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的 干涉条纹系。继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了２５个条纹，已知照明光波波长λ=656.28nm,空气折射率为000276.10=n 。试求注入气室内气体的折射率。 0008229 .10005469.0000276.130 1028.6562525)(6 00=+=??= -=-?-n n n n n l λ 1 / 8 光学单元测试 一、选择题（每小题3分，共60分） 1 ．光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ） 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 第一章光的电磁理论 1.1在真空中传播的平面电磁波，其电场表示为 Ex=0，Ey=0，Ez=，（各量均用国际单位），求电磁波的频率、波长、周期和初相位。 解：由Ex=0，Ey=0，Ez=，则频率υ= ==0.5×1014Hz，周期T=1/υ=2×10-14s，初相位φ0=+π/2（z=0，t=0），振幅A=100V/m，波长λ=cT=3×108×2×10-14=6×10-6m。 1.2.一个平面电磁波可以表示为Ex=0， Ey=，Ez=0，求：（1）该电磁波的振幅，频率，波长和原点的初相位是多少？（2）波的传播和电矢量的振动取哪个方向？（3）与电场相联系的磁场B的表达式如何写？ 解：（1）振幅A=2V/m，频率υ=Hz，波长λ ==，原点的初相位φ0=+π/2；（2）传播沿z轴，振动方向沿y轴；（3） 由B =，可得By=Bz=0，Bx= 1.3.一个线偏振光在玻璃中传播时可以表示为 Ey=0，Ez=0，Ex=，试求：（1）光的频率；（2）波长；（3）玻璃的折射率。 解：（1）υ===5×1014Hz； （2）λ=； （3）相速度v=0.65c，所以折射率n= 1.4写出：（1）在yoz平面内沿与y 轴成θ角的方向传播的平面波的复振幅；（2）发散球面波和汇聚球面波的复振幅。 解：（1）由，可得 ； （2）同理：发散球面波 ， 汇聚球面波 。 1.5一平面简谐电磁波在真空中沿正x方向传播。其频率为Hz，电场振幅为14.14V/m，如果该电磁波的振动面与xy平面呈45o，试写出E，B 表达式。 解：，其中 = = = ， 同理：。 ，其中 =。 1.6一个沿k方向传播的平面波表示为 E=，试求k 方向的单位矢。 解：， 又， ∴=。 A B C D 八年上物理竞赛试题 满分：85分 班级：____________ 姓名：_____________ 一、选择题（1-10题单选，11-13多选。10×2分+3×3分=29分） 1．如图所示的四种现象中，由于光的直线传播形成的是（ ） 2.晴朗的天空飘着几朵白云，小聪同学向一个清澈的池塘看去，却发现红色的鲤鱼在白云间穿梭，以下分析正确的是 （ ） Ａ．云是实像，鱼是虚像 Ｂ．云是虚像，鱼是实像Ｃ．云和鱼都是虚像 Ｄ云和鱼都是实像 3.如图4所示验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（ ） A ．验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B ．验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C ．验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D ．验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 4. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像的情况是图中的（ ） 5. 如图所示的是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(光屏未画出)，当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移动到30cm 刻度线处，则 （ ） A. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立放大的像 B. 移动光屏，可以在光屏上得到倒立缩小的像 C. 移动光屏，可以在光屏上得到正立放大的像 D. 不论如何移动光屏，都不能在光屏上得到清晰的像 6. 小丽同学拍了一张1寸登记相后，又想拍一张2寸的登记相，摄影师应该采取的办法是 （ ） A. 靠近小丽，同时镜头往前伸 B. 靠近小丽，同时镜头往后缩 C. 远离小丽，同时镜头往前伸 D. 远离小丽，同时镜头往后缩 7. 如图所示，小刚同学手握放大镜，隔着放大镜看物体，则看到的（ ） A. 只能是正立放大的像 B. 只能是倒立缩小的像 C. 只能是倒立放大的像 D. 这三种像都可以看到 8. 如图所示，在“研究凸透镜成像特点”的实验中，右侧光屏上出现了清晰的烛焰像。 已知凸透镜的焦距为f ，由此可以判断左侧蜡烛到凸透镜的距离u 所在的范围是 （ ） A. u ＜f B. f ＜u ＜2f C. u ＝2f D. u ＞2f 选修3-4光学测试题 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 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,其波长比在水中长 B.其速度比在水中大,其波长比在水中短 C.其速度比在水中小,其波长比在水中短 D.其速度比在水中小,其波长比在水中长 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 4.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 ,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为 A. 4 d B.4nd 5.一束光线从折射率为的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是 6.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 7.细红光束和细蓝光束垂直于AB 面进入楔形棱镜,并能从AC 面射出,如图所示. 这两束 小专题《光学实验》 1.小红为小鹏表演了一个“水火相融”的小魔术，她先用一块透明的薄玻璃板将桌子分割成甲、乙两个区域后，再用一块不透明的挡板将乙区域分割成两部分.小红在甲区域内放置了一个盛满水的烧杯，且里面浸没着一支蜡烛A，并在乙区域挡板后的指定位置放置蜡烛B.准备就绪后，小红请小鹏坐在乙区域一侧的某点P(如图所示)，并迅速将乙区域已准备好的蜡烛B点燃，在小红一只手麻利地在小鹏眼前绕过的同时，另一只手悄悄地将挡板拉开一个缝隙MN.当小鹏沿着小红的手指望向蜡烛A时，奇迹出现了：蜡烛A竟然在水中燃烧了！ (1)若实验中完全相同的蜡烛A和B到薄玻璃板的垂直距离分别为s1和s2， 则s1________s2(填“＞”“＜”或“＝”). (2)小鹏之所以能看到“水火相融”的奇迹，是因为他看到的燃烧的蜡烛是蜡烛B通过薄玻 璃板所成的等大、________的________像. 2.在探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如 下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图甲所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论.经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验. (1)要实现探究目标，他们应选择下图中的________(填字母序号)两图的实验. (2)由(1)中A、D两图的实验________(填“能”或“不能”)得出结论，原因是 ________________________. (3)某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图乙所示，经分析可知：光从 空气斜射入水和油时，________对光的偏折本领较大. 3.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材，用于完成探究“光从 空气射入水中时的折射规律”.物理光学第一章答案
八年级物理光学部分测试题(人教版)
(完整版)初二物理光学练习题(附答案)-副本
高二物理光学试题及答案详解
物理光学第一章习题
初二物理光学专项试题
(完整版)物理光学-第一章习题与答案
八年级物理光学实验题专项练习
高二物理光学试题及答案详解
初二物理光学实验题专项练习【含答案】
高二物理光学
沪科版八年级物理光学习题附答案
高二物理【光学】测试题(带答案)
物理光学第四章 习题及答案
高二物理光学试题及复习资料详解
物理光学课后习题答案-汇总教学提纲
八年级物理光学部分竞赛试题及答案
高二物理光学测试题
2020年人教版八年级物理上册：小专题《光学实验》(含答案)