光
三、单选题(共23小题,每小题5.0分,共115分) ,∠B=60°1.如图所示,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°.一束平行于AC边的光线自
AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出,若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等,则该棱镜材料的折射率为( )
A.B. C. D.
2.某人手持边长为6 cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4 m.在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;然后他向前走了6 m,发现用这个镜子长度的就能看到整棵树的像.这棵树的高度约为( ) A. 4.0 m B. 4.5 m C. 5.0 m D. 5.5 m
3.如图所示,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为( )
A.
B. 1.5 C.D. 2
4.两束细平行光a和b相距为d,从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面,如图所示,若玻璃对a的折射率小于对b的折射率.当它们从玻璃砖的下表面射出后,有( )
A. 两束光仍平行,间距等于d B. 两束光仍平行,间距大于d C. 两束光仍平行,间距小于d D. 两束光不再相互平行
5.如图所示,红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面,发生折射时的折射角也相同.设介质1和介质2的折射率分别为n1、n2,则下列结论正确的是( )
A.n1=n2 B.n1>n2 C.n1<n2
D. 以上三种可能性都有
6.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中:甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图甲所示.乙同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则( )
A. 甲测得折射率偏大,乙测得折射率偏小 B. 甲测得折射率偏小,乙测得折射率不变 C. 甲测得折射率不变,乙测得折射率偏小
D. 甲测得折射率不变,乙测得折射率不变
7.三角形AOB为直角三棱镜的横截面,棱镜的折射率n=
,∠A=60°,∠O=90°.空气中一束
平行于斜边AB的平行光从0B边射入,棱镜内部只考虑一次反射,下列说法错误的是( )
A. 从OB进入棱镜的光若从AB边射出,则一定会垂直于AB B. 从OB进入棱镜的光若从OA边射出,则一定会垂直于OA C. 光进入三棱镜后传播速度变大,波长变长 D.OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射出
8.abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,如图所示.一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射,若光线的入射点O的位置不变,改变入射光的入射方向(不考虑bc面反射的光线).则( )
A. 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转,则红光将首先射出ab面 B. 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转,则紫光将首先射出ab面 C. 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转,则红光将首先射出ab面 D. 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转,则紫光将首先射出ab面
9.一束红、紫两色的混合光,从某种液体射向空气,当研究在界面上发生折射和反射现象时,可能发生的情况是图中的( )
A.
B.
C.
D.
10.如图所示,光线由空气透过半圆形玻璃砖,或光线由玻璃砖射入空气的光路图中,正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )
A. 图乙、丙、丁 B. 图乙、丁 C. 图乙、丙 D. 图甲、丙
11.如图所示,一个透明玻璃球的折射率为
,一束足够强的细光束在过球心的平面内,以45°入
射角由真空射入玻璃球后,在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射,从各个方向观察玻璃球,能看到从玻璃球出的光线的条数是( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
12.如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )
A.
B.
C.
D.
13.为了表演“的大头针”节目,某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针,并将其放入盛有水的碗中,如图所示.已知水的折射率为,为了保证表演成功(在水面上看不到大头针),大头针末端离水面的最大距离h为( )
A.B. C.r D.
r
r
14.如图所示,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光,则正确的是( )
A. 在水中a光的波速比b光的波速小 B.a光的频率比b光的频率低 C.a光的折射率大于b光的折射率
D. 当a、b两束光以相同的入射角从水中射到A点,入射角从0开始逐渐增大,最先消失的是a光
15.如图所示,由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O,经折射后分别沿Oa和Ob射出玻璃砖.下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 B. 在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度 C. 在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度
D. 若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
16.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影,但当你靠近“水面”时,它也随你的靠近而后退.对此现象的正确解释是( )
A. 出现的是“海市蜃楼”,是由于光的折射造成的 B. “水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉
C. 太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率大,发生全反射 D. 太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率小,发生全反射
17.如图所示,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.古人不明白产生这种景象的原因,对它作了不科学的解释,认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的,因而叫做“海市蜃楼”,也叫蜃景.沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可即,这也是“蜃景”.下列有关蜃景的说法中错误的是( )
A. 海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小 B. 沙面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
18.在没有月光的夜里,清澈透明宽大而平静的水池底部,有一盏点亮的灯(可视为点光源).小鸟在水面上方飞,小鱼在水中游,关于小鸟、小鱼所见,下列说法正确的是( ) A. 小鱼向上方看去,看到水面到处都是亮的
B. 小鱼向上方看去,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
19.夏天雨后荷叶上的水珠看起来格外透亮,晶莹剔透,对这一现象有下列不同的解释,其中正确的是( )
A. 水珠对光有聚集作用,起到了类似凸透镜的作用,所以人看到的光很强,感觉很亮 B. 水珠对光有发散作用,所以人看到的光增多,感觉很亮
C. 光从水珠射向底下的荷叶时,在到达水与空气膜的交界处,一部分光发生了全反射 D. 从空气射向水珠时,在空气与水交界处一部分光发生了全反射
20.水中的空气泡、玻璃中的空气泡,看上去比较亮,对这一现象表述正确的是( ) A. 空气泡对光线有会聚作用 B. 空气泡对光线有发散作用
C. 从空气泡到达水或玻璃与气泡分界面处的光一部分发生全反射形成的 D. 从水中或玻璃中射到空气泡界面处的光一部分发生全反射形成的
21.用干涉法检查工件表面的质量,产生的干涉条纹是一组平行的直线.若劈尖的上表面向上平移一小段距离,如图所示,则干涉条纹宽度将( )
A. 变宽
B. 变窄 C. 不变 D. 无法确定
22.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波谷.在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点.如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么( )
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹 B.B位置处出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定 D. 以上结论都不对
23.从两只相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因为( ) A. 手电筒射出的光是单色光 B. 干涉图样太细小看不清楚 C. 周围环境的光太强 D. 这两束光为非相干光
四、多选题(共8小题,每小题5.0分,共40分)
24.(多选)一束光从玻璃射向空气的界面,如图所示,AO为入射光线,MM′为界面,则当θ角增大时( )
A. 反射角将减小 B. 折射角将减小
C. 反射光线与折射光线的夹角将减小
时,进入空气中的光线传播方向不发生改变 D.θ增大到90°
25.(多选)如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成a,
b两束单色光.则( )
A. 玻璃砖对a光的折射率为
B. 玻璃砖对a光的折射率为1.5 C.b光的频率比a光的频率大
D.b光在玻璃中的传播速度比a在玻璃中的传播速度大
26.(多选)做“用插针法测定玻璃折射率”实验时,图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面.几位同学进行了如下操作,说法正确的是( )
A. 选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行,其他操作正确,会使测得的折射率偏小 B. 为了减小误差,应使入射角尽可能大
C. 一同学在白纸上画aa′、bb′两界面时,不小心下边界面画得下去一些,使其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些,其他操作正确,会使测得的折射率偏小
D. 保持O点不动,增大入射角,则在aa′侧反射光线能量增强,进入玻璃砖的折射光线减弱 27.(多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中,其实验光路如图所示,对实验中的一些具体问题,下列说法正确的是( )
A. 为了减少作图误差,C和D的距离应适当取大一些
B. 为了减少测量误差,A,B连线与法线NN′的夹角应适当大一些 C. 若A,B的距离较大时,通过玻璃砖会看不到A,B的像
D. 若A,B连线与法线NN′间夹角过大时,有可能在bb′一侧看不清A,B的像
28.(多选)某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理
实验记录时,发现玻璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行,如图所示,则( )
A.P1P2与P3P4两条直线平行 B.P1P2与P3P4两条直线不平行 C. 他测出的折射率偏大 D. 他测出的折射率不受影响
29.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 C. 将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动 D. 将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动
30.(多选)关于光的干涉及双缝干涉实验的认识,下列说法正确的是( ) A. 只有频率相同的两列光波才能产生干涉 B. 频率不同的两列光波也能产生干涉现象
C. 单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹
D. 单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E.用同一单色光做双缝干涉实验,能观察到明暗相间的不等间距的单色条纹
31.(多选)用红光做光的双缝干涉实验,如果将双缝中的一条缝改用蓝光,下列说法正确的是( ) A. 在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B. 只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象,此时不产生干涉现象 C. 频率不同的两列光也能发生干涉现象,此时出现彩色条纹
D. 尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果,但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象 一、填空题(共5小题,每小题5.0分,共25分)
32.如图所示,等腰直角棱镜ABO的两腰长都是16 cm.为了测定它的折射率,将棱镜放在直角坐标
系中,使两腰与Ox、Oy轴重合.从OB边的C点注视A棱,发现A点的视位置在OA边上的D点,在C,D两点插上大头针,测出C点的坐标位置(0,12),D点的坐标位置(9,0),由此计算出该棱镜的折射率为________.
33.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa′,bb′为界面画光路图,则
甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”). 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”). 丙同学测得的折射率与真实值相比________.
34.如图甲是双缝干涉实验装置示意图.图乙、丙是用红光和紫光在同一装置做实验得到的干涉图样,a、b分别表示明条纹.已知红光波长大于紫光波长,回答下列问题:
(1)双缝的作用是__________. (2)乙、丙分别是______光和______光.
35.如图,为双缝干涉实验示意图,已知SS1=SS2.当S为λ=0.6 μm的单色光源时,恰在屏上P点处形成第三级暗条纹,则S1、S2到P点的路程差Δs=________ m;当S换用另一单色光源时,在
P点处恰形成第三级亮条纹(亮纹为第0级亮条纹),则这一光源的波长λ=________ m.
36.S1和S2是两个相干的光源,发出的光波的波长为4.00×10m,A点与S1和S2的路程差为1.80×10m.若光源S1和S2的振动方向相同,则A点将出现______条纹;若光源S1和S2的振动方向相反,则A点将出现______条纹.(填“亮”或“暗”)
二、简答题(共0小题,每小题10.0分,共0分) 五、实验题(共0小题,每小题10.0分,共0分) 六、计算题(共6小题,每小题18.0分,共108分) 37.如图,上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上,在其上方水平放置一光屏.一单色细光束从玻璃砖上表面入射,入射角为i,经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后,在光屏上形成两个光斑.已知玻璃砖的厚度为h,玻璃砖对该单色光的折射率为n,光在真空中的速度为c.求:
-6
-7
(1)两个光斑的间距d; (2)两个光斑出现的时间差Δt.
38.为从军事工事内部观察到外面的目标,在工事壁上开一长方形孔.设工事壁厚d=34. cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=
的玻璃砖如图10所示,试问:
(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少? 范围内景物全被观察到,应嵌入多大折射率的玻璃砖? (2)要想使外界180°
39.如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°.它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.求:
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离. 40.由折射率n=
的透明物质制成的三棱柱,其横截面如图中△ABC所示,一光束SO以45°的
入射角从AB边射入,在AC边上恰好发生全反射,最后垂直BC边射出,求:
(1)光束经AB面折射后,折射角的大小. (2)△ABC中∠A和∠B的大小.
41.一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示.已知玻璃的全反射临界角γ(γ<).与玻璃砖的底平面成(-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光.求底面透光部分的宽度.
42.如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点处是亮条纹还是暗条纹?
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(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10m.
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°. (3)若让A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象.
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