高二物理光学试题及答案详解
高二物理光学试题答案及解析
高二物理光学试题答案及解析1.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛的应用。
下面例举四种器件中，利用电磁感应原理工作的是（）A．红外线取暖器B．电磁炉C．回旋加速器D．示波管【答案】B【解析】红外线取暖器是利用红外线的热作用，A错；回旋加速器是利用带电粒子在磁场中的偏转，C错；示波管是利用带电粒子在电场中的偏转，D错；2.绿光、红光、紫光三种可见光波长从小到大是【答案】紫光、绿光、红光【解析】红橙黄绿蓝靛紫波长一次减小3.用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列几种情况下仍能发生光电效应的是（）A．改用红光照射金属钾，而且不断增加光照强度B．改用较弱的紫外线照射金属钾C．改用黄光照射，且增加照射时间D．只要入射光的波长小于钾的极限波长，不论光强还是光弱，都可以发生光电效应【答案】BD【解析】略4.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U 的关系如图。
则这两种光照射该光电管时，________光使其逸出的光电子最大初动能大；这两种光通过同一装置发生双缝干涉，_________光的相邻条纹间距大；若这两种光的强度相同，______光产生的饱和光电流大；通过同一玻璃三棱镜时，______光的偏折程度大。
【答案】b , a , a ，b【解析】【考点】光电效应．分析：要明确各种单色光的折射率和波长、频率之间的关系：折射率越大则频率越大，波长越小．对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a光的．解：由光电效应方程：EK =hν-W，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小，发生双缝干涉时，△x=λ，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，在玻璃中的折射率nb ＞na，b光的偏折程度大，由图象可以直接看出a光产生的饱和光电流大．故答案为：b；a；a；b5.利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度．如图（a）所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图（b）所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处,下列判断中正确的是（）A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．条纹的cd点对应处的薄膜厚度相同D．条纹的d．e点对应处的薄膜厚度相同【答案】BC【解析】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同．条纹的cd点在直条纹处，故cd 点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷， B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知B处凸起，故A错误，B正确；由图可知，c．d在同一级条纹上，则条纹的c．d点对应处的薄膜厚度也相同，C正确；d．e点不在同一级条纹上所以对应的薄膜厚度不同，D错误；故选：BC【考点】薄膜干涉6.（1）光在棱镜中传播的速率。
物理高中光学试题答案及解析
物理高中光学试题答案及解析一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
以下哪个选项正确描述了光的折射定律？A. 折射角总是大于入射角B. 折射角总是小于入射角C. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内D. 折射角与入射角成正比答案：C解析：光的折射定律包括三个主要方面：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；入射角与折射角的正弦之比是一个常数，与介质的性质有关。
选项C正确描述了第一个方面。
2. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的衍射答案：D解析：光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时，光强分布出现增强或减弱的现象。
薄膜干涉、双缝干涉和单缝衍射都是光的干涉现象。
而光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲和扩展的现象，与干涉现象不同。
二、填空题1. 光的偏振现象是指光波的振动方向在传播过程中被限制在某一特定方向的现象。
偏振光可以通过_________来实现。
答案：偏振器2. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时。
临界角的大小由_________决定。
答案：两种介质的折射率三、简答题1. 请简述光的色散现象及其产生的原因。
答案：光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同，导致折射角不同，从而使光波分离的现象。
产生色散的原因是由于介质对不同波长的光具有不同的折射率，即色散率。
这种现象在彩虹的形成和棱镜分光中尤为明显。
四、计算题1. 已知某介质的折射率为 1.5，光从真空进入该介质，求光的临界角。
答案：根据公式\[ \sin(C) = \frac{1}{n} \]，其中C为临界角，n为折射率。
代入数值得\[ \sin(C) = \frac{1}{1.5} = 0.6667 \]，所以临界角C可以通过取正弦的反函数求得，即\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
高二物理光学试题答案及解析
高二物理光学试题答案及解析1.已知介质对某色光的全反射临面角为，则A．该介质对此单色光的折射率为B．此单色光在该介质中的波速为C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的倍【答案】ABC【解析】由可知AB对；由波速与波长的关系以及光的频率不变可知C对；D错；2.如图所示，两种同种玻璃制成的棱镜，顶角α1大于α2，两束单色光A、B分别垂直于三棱镜，从一个侧面射入后，从第二个侧面射出的两条折射光线与第二个侧面的夹角β1和β2且β1=β2，则下列说法正确的是A．A光的频率比B光的高B．在棱镜中A光的波长比B光的波长短C．在棱镜中A光的传播速度比B光的小D．把两束光由水中射向空气中均可能发生全反射，但A光的临界角比B光大【答案】D【解析】由光路图可知光线A的折射率较小，频率较小，A错；由可知Ａ光在玻璃中的速度较大，由可知波长较大，Ｂ错；Ｃ错；由ｓｉｎＣ=1/n可知D对；3.用相对论的观点判断下列说法正确的是（）A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律是不同的C．在地面上的人看来，以3km/s的速度升空的火箭在运动方向上会变短，而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人矮一些D．无论物体如何运动，物体的质量总是不变的【答案】C【解析】时间和物体的存在有关，长度与物体的速度有关，空间也与物体的存在有关，即物体的运动速度使空间发生了变形，A错误。
狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律是相同的，B错误，在地面上的人看来，以3km/s的速度升空的火箭在运动方向上会变短，而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人矮一些,C正确。
物体的质量跟物体的运动速度有关，所以D错误。
4.有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没有耳朵，它捕食猎物靠的是一种地震仪式的本领，它有八条腿，趴伏时大致对称地放置在躯体四周(如图12所示)，不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一阵地震波，蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所在的方向，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”小虫到它的距离。
高二物理物理光学试题答案及解析
高二物理物理光学试题答案及解析1.太阳光谱中有许多暗线,他们对应着某些元素的特征谱线,产生这些暗线的原因是().A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素【答案】C【解析】阳发出的光谱是连续光谱，经过大气层过程中会变成一些暗线，是因为大气层中含有某些元素把太阳光中的对应的特征谱线，使太阳光谱中出现了暗线，C对。
【考点】考查对连续光谱和吸收光谱的理解点评：根据太阳光谱是连续光谱和吸收光谱的含义做出选择2.用频率为的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为；若改用频率为的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为。
已知普朗克常量为，则为：A．B．C．D．【答案】C【解析】设金属溢出功为W，则有E=hv-W，若改用频率为的另一种光照射该金属表面，有3E=h-W ，由此刻求出为，C对；3.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器的读数如右图为___________ mm。
然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，由手轮上的螺旋测微器再读出一读数。
若实验测得第1条亮纹与第6条亮纹中心间的距离="11.550" mm，双缝到屏的距离l=0.70m，已知双缝间距d = 0.20mm。
由计算式λ =__________，求得所测光的波长为__________m。
（保留两位有效数字）【答案】1.611~1.615，， 6.6×10-7【解析】主尺读数为1.5mm，可动刻度为11.3×0.01=0.113mm,所以读数为1.5mm+11.3×0.01mm=1.613mm,由=4.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是（）A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为h/p（h为普朗克常量）【答案】D【解析】碰撞过程中内力远远大于外力，动量守恒，但碰撞过程中由能量损失，能量一定守恒，A错；由德布罗意波长和动量守恒定律可知光子反弹后动量可能减大，波长变长，频率减小，折射率减小，由n=c/v可知光子速度增大，B错；C错；D对；5.如图8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q 可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是机械波【答案】B【解析】只有横波才能发生偏振现象，B对；6.如图所示，是用a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到的干涉图样，其中图甲是用a光照射时形成的，图乙是用b光照射时形成的．则关于a、b两束光，下述正确的是()A．a光的波长比b光短，频率比b光高B．b光的波长比a光短，频率比a光高C．b光比a光更容易发生衍射D．a光比b光衍射更容易发生衍射【答案】BD【解析】波长越长亮条纹的宽度越宽，频率越小，波长越长越容易发生衍射现象，BD对；7.在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目【答案】A【解析】根据爱因斯坦的光电效应方程：，光电子的最大初动能只与入射光的频率在关，与其它无关。
高二物理光学试题
高二物理光学试题1.如图所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后，交会在屏上同一点，若和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则有：（）n1A．n<n2，a为红光，b为蓝光1<n2，a为蓝光，b为红光B．n1C．n,>n2，a为红光，b为蓝光>n2，a为蓝光，b为红光D．n1【答案】B【解析】由光路图可知Ａ光的折射率较大，频率较大，由c=λf可知，a光波长较小，为蓝光，B 对；2.对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是( )A．在相同介质中，绿光的折射率最大B．红光的频率最高C．在相同介质中，蓝光的波长最短D．黄光光子的能量最小【答案】C【解析】在同一种介质中，红，黄，绿，蓝四种光波长从大到小依次是红，黄，绿，蓝，C正确在同一个介质中，波长越长，折射率越小，所以四种光中，蓝光的折射率最大，A错误，波长越长，频率越小，所以红光的频率最小，B错误，单色光的频率越大，含有的光子的能量越大，所以红光的波长最长，频率最小，光子的能量最小，D错误。
3.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光波与水波是同样的一种波D．大量光子的行为往往显示出波动性【答案】D【解析】光的波粒二象性的含义是大量的光表现为波动性，少量光表现为粒子性，光是一份一份的，ABC错4.在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹（并将其记为第一条）的中心，如图乙所示，此时手轮上的读数为________mm；转动手轮，使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹到第四条亮条纹之间的距离a＝9.900mm，又知双缝间距d＝0.200mm，双缝到屏的距离l＝1. 000m，则对应的光波的波长为________m如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有________．【答案】1.180 6.60×10－7滤光片、单缝【解析】手轮上的读数为，相邻条纹的间距为：根据得：。
高二物理几何光学试题答案及解析
高二物理几何光学试题答案及解析1.如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是A．水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大B．在水中a光的临界角比b光的临界角大C．在水中a光的速度比b光的速度小D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距【答案】 B【解析】由折射定律，a、b从水中射向空气的折射角相等，而由图可得，所以，所以，A选项错误；由,可知,所以B选项正确；由，，C选项错误；因为，所以a光的频率小于b光的频率，而，所以，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，由知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D选项错误。
【考点】光的折射光在介质中的传播全发射光的干涉2.如图所示，发光点S向平面镜射出一细激光束，反射后在一光屏上得一光点S′。
平面镜开始时在与光屏平行a处，后绕激光束的入射点O以角速度ω逆时针旋转。
SO=h，当转到300的位置b时,光斑S′在光屏上移动的瞬时速度的大小为ωA．6ωha O 300B．8ωhbC．4ωhD．2ωh S光屏S′【答案】B【解析】根据光的反射原理可知反射光线的转动角速度为平面镜转动的2倍，由此可知光点S′的角速度为2w，半径为2h，根据运动的合成与分解可知，垂直半径的线速度为4wh，合速度及实际的运动速度为8wh，B对；3.厚度为d，折射率为n的大玻璃板的下表面，紧贴着一个半径为r的圆形发光面。
为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块纸片，所贴纸片的最小面积应是多大？【答案】【解析】设纸片的最小半径为R，如图所示据全反射条件可知由几何关系纸片最小面积为本题考查光的折射和全反射定律，由全反射条件和光路图中的几何关系求得圆的半径，再由面积公式求解4.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，斜边AB＝a。
棱镜材料的折射率为n＝。
在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情况．）【答案】（1）离A点a的位置．（2）离B点a的位置．【解析】（1）设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：＝n①（2分）由已知条件及①式得 r＝30°②（1分）如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示．设出射点F，由几何关系可得AF＝a③（3分）即出射点在AB边上离A点a的位置．（2）如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示．设折射光线与AB的交点为D.由几何关系可知，在D点的入射角θ＝60°④（1分）设全反射的临界角为θC，则sin θC＝⑤（1分）由⑤和已知条件得θC＝45°⑥（1分）因此，光在D点全反射．设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB＝90°BD＝a－2AF⑦ BE＝DB sin 30°⑧联立③⑦⑧式得BE＝ a （3分）即出射点在BC边上离B点a的位置．本题考查光的折射问题，首先根据题意画出光路图，根据折射定律和几何关系求解5.下列现象中，属于光的全反射现象的是A．阳光照射下水面上的油膜呈现彩色B．玻璃中的气泡有时看上去特别明亮C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．在阳光下飞机有时看起来非常明亮【答案】B【解析】阳光照射下水面上的油膜呈现彩色是干涉现象，A错；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散，C错；在阳光下飞机有时看起来非常明亮是光的反射现象，D错；B对；6.如图所示，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。
高中物理《光学实验》练习题(附答案解析)
高中物理《光学实验》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．在做“测定玻璃的折射率”的实验中，如果使用的玻璃砖的两个表面aa′、bb′明显不平行，则对其他做法都正确的情况下，所测得的折射率将（）A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定2．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( )A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1mB．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cmC．h＝1mm，d＝10cm，l＝1mD．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，光源与屏之间应依次放置（）A．单缝、滤光片、双缝B．滤光片、单缝、双缝C．滤光片、双缝、单缝D．双缝、单缝、滤光片4．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针1P和2P，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针3P和4P，在插3P和4P时，应使（）A．3P只挡住1P的像B．4P只挡住2P的像C．3P同时挡住1P、2P的像5．如图所示为双缝干涉的实验装置，图中有四个光学元件的名称空缺，关于它们的名称正确的是（）A．①单缝②滤光片③双缝B．①滤光片②双缝③遮光筒C．②凸透镜③双缝④遮光筒D．①凸透镜②单缝③双缝6．利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中不正确．．．的是（）A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将绿色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变大C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变D．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加7．对于以下的光学现象说法中正确的是（）A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝1S、2S间的距离d，相邻亮条纹间距离x将增大B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波8．在杨氏双缝干涉实验中，如果不用激光光源而用一般的单色光源，为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源，如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则（）A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移二、多选题9．某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于（）A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强10．如图所示，在用玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，如果所用的玻璃砖ABCD的上表面AB和下表面CD不严格平行（AD略大于BC），下列说法中正确的是（）A．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行，因此对实验结果产生系统误差B．用此玻璃砖做实验，画出的折射光线c和相应的入射光线a不再平行，但不会因此对实验结果产生影响C．沿着从纸外向纸里的方向看，射出光线c相对于入射光线a有顺时针方向的微小偏转D．沿着从纸外向纸里的方向看，射出光线c相对于入射光线a有逆时针方向的微小偏转11．在用双缝干涉测量单色光的波长实验中，做好如丙图所示调整后，在单缝与光源之间放上红色滤光片就可见到红光的双缝干涉图样。
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分析》练习题及答案
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分
析》练习题及答案
1. 光学题目
1.1. 问题：一束光从空气射入玻璃，其入射角为45度。
如果玻璃的折射率为1.5，计算反射角和折射角。
答案：根据斯涅尔定律，反射角等于入射角，折射角由正弦关系计算得出，折射角约为29.1度。
1.2. 问题：一束光通过凹透镜聚焦。
如果物距为30厘米，凹透镜的焦距为10厘米，计算像距和放大率。
答案：根据薄透镜公式，1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
代入数值计算，得到像距为20厘米，放大率为2。
2. 电磁场题目
2.1. 问题：一根长直导线通电，产生的磁场强度如何随距离变化？
答案：根据安培定律，距离直线导线越远，磁场强度越弱。
2.2. 问题：一个平行板电，两板间的电场强度如何随距离变化？
答案：根据电场的定义，两平行板间的电场强度与距离成反比
关系。
3. 电路分析题目
3.1. 问题：一个由电阻、电容和电感串联的电路，如何计算电流？
答案：根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以通过计算电路中的
总电阻，以及应用电压和总电阻的关系计算电流。
3.2. 问题：一个并联电路中，两个电阻的等效电阻如何计算？
答案：在并联电路中，两个电阻的等效电阻可以通过公式1/R
= 1/R1 + 1/R2 计算得出。
以上是《光学、电磁场和电路分析》的一些练题及答案，希望
能对您的研究有所帮助。
高二物理光的折射试题答案及解析
高二物理光的折射试题答案及解析1.如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°。
半径为R的扇形NBC。
该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。
一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成450角的方向照射到ABNM面上。
若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为（）A． B. C. D.【答案】B【解析】根据折射定律有：，得，折射角 r=30°，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°．过N的光线垂直入射到BC界面上点D射出，D到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到NB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．根据临界角公式：，可得临界角C=45°，设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为：180°-（120°+45°）=15°，所以E到B之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90°-（30°+15°）=45°=，所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为，故ACD错误，B正确。
【考点】光的折射定律；全反射。
2.（10分）如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为，横截面半径为R，现用一束细光线与圆柱体的轴线成的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c.（1）作出光线穿过圆柱体并射出的光路图；（2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原方向的角度；（3）计算光线在圆柱体中的传播时间.【答案】（1）如图所示（2）（3）【解析】（1）由折射定律得，既光线射入圆柱体内的折射角为由几何关系可知光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，故在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示（4分）（2）由几何关系可知，出射光线偏离原方向的角度为（3分）（3）光线通过圆柱体的路程光在圆柱体内的传播速度光在圆柱体内的传播的时间为【考点】折射定律和反射定律折射率光在介质中的传播速度3.实验室有一块长方体透明介质，截面如图ABCD所示．AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB面，经折射后AD面上有光线射出．为了测量该长方体介质的折射率．一同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n＝__________；【答案】【解析】由折射定律可知，由几何关系可知，解得．【考点】折射定律．4.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2；然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图7所示(E为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线)．(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝________.【答案】(1)见解析图(2)图中i为入射角，r为折射角(3) n＝【解析】(1)连接P3、P4点与边界CD的交点O′，即为出射光线与CD的交点，连接两点OO′即为入射光线的折射光线，为了使光线在弧面CD射出，应使入射角小些，折射角也较小，光线偏折较小．(2)图中i为入射角，r为折射角．(3)根据折射率的定义可知n＝.5.如下图所示的各光路图中，正确反映光在玻璃和空气中传播的是()．【答案】AD【解析】光由空气进入玻璃时，入射角大于折射角，由玻璃进入空气时入射角小于折射角，故A、D正确．6.如图 (甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图 (乙)中的哪个图形()．【答案】D【解析】筷子在水中部分反射的光到达P点后折射，如图所示．筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗．7.下列哪些属于光的干涉现象（）A．雨后美丽的彩虹B．对着日光灯，从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C．阳光下肥皂泡上的彩色条纹D．光通过三棱镜产生的彩色条纹【答案】C【解析】雨后的彩虹、光通过三棱镜产生的彩色条纹都是是光的折射现象，两铅笔的缝中看到的彩色条纹是光的单缝衍射现象，阳光下肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡的前后表面反射光干涉造成的，C正确。
光学试题及答案
光学试题及答案1. 光的波动理论是由哪位科学家首次提出的？2. 请解释什么是光的干涉现象，并给出一个实际的例子。
3. 什么是衍射现象？并简述其与干涉现象的区别。
4. 什么是全内反射，它在哪些领域有应用？5. 描述一下光的偏振现象，并解释其在日常生活中的应用。
6. 什么是光的色散现象？请解释为什么天空是蓝色的。
7. 请解释什么是光的折射，以及折射率是如何定义的。
8. 什么是光的多普勒效应？请给出一个实际的例子。
9. 什么是激光，它有哪些特性？10. 请描述一下光纤通信的基本原理。
答案1. 光的波动理论最初是由荷兰物理学家惠更斯提出的。
2. 光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时，它们的振幅相加产生加强或减弱的现象。
例如，肥皂泡上彩色条纹就是光的干涉现象。
3. 衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲，形成新的波前分布的现象。
与干涉不同，衍射不要求光波相干，而是波的自然传播特性。
4. 全内反射是指当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，光完全反射回光密介质中的现象。
这一现象在光纤通信、潜水镜等应用中非常重要。
5. 光的偏振现象是指光波振动方向的有序排列。
偏振光在日常生活中的应用包括偏振太阳镜，可以减少眩光，提高视觉舒适度。
6. 光的色散现象是指光通过介质时，不同波长的光以不同速度传播，导致光的分离。
天空呈现蓝色是因为大气中的分子和微小颗粒对短波长的蓝光散射效果更强。
7. 光的折射是指光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
折射率定义为光在真空中的速度与在介质中速度的比值。
8. 光的多普勒效应是指当光源和观察者相对运动时，观察者接收到的光频率与光源发射的频率不同的现象。
例如，救护车的警笛声在接近和远离时音调会发生变化。
9. 激光是一种特殊的光，具有单色性、相干性和方向性。
激光在医疗、通信、工业加工等领域有广泛应用。
10. 光纤通信是利用激光在光纤中传播的特性进行信息传输的技术。
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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 <n b
C ．v a >v b
D ．v a <v b
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 在玻璃体内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，60,90ab
c 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
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，下列说法正确的是（）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。
下列说法正确的是（）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（）
b c a
o a b
空
玻
、
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。
方框内有两个折射率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（>）。
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
.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.棱镜内a光的传播速度比b光的小
B.棱镜内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
二、计算题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内装满折射率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）
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，从球内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。
可得：sin i/sin r = n 解得sin i = 2/2 ，∠i = 450，刻度尺上
被照亮的范围QH = 1 dm+ 3dm = （1+3）dm
答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B AD B A BD B B C AD
题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 D C AB A A BCD B C A BD
22、(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。
解：光路如图，光线经反射后到达介质与空气的界面时，入射角i’=r ，由折射定律可
得折射角r’= i，折射光线PQ与入射光线DC平行，则∠POA=∠COA=i
sin i= H/R =3R/2R = 3/2i=600，折射角r = i/2 = 300
sin r= 1/2折射率sin i/ sinr = 3
23、解：作图找出发光点S在平面镜中的像点S’，连接S’M
延长交直尺于H点，MH沿竖直方向，连接S’P，在RtΔPR S’
中，R S’=3dm ，PR=3 dm ，∴∠r =300 由折射定律。