章末檢測(cè)試卷

一、單項(xiàng)選擇題：

1． 下列關(guān)于光的干涉、衍射、偏振以及激光的說(shuō)法中，不正確的是(　　)

A．激光全息照相利用了激光相干性好的特性

B．3D電影利用了光的干涉特性

C．日落時(shí)分拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰

D．通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象

2．  讓燭光照射到一塊遮光板上，板上有一個(gè)可自由收縮的三角形孔，在此三角形孔緩慢地由大收縮變小直到閉合的過(guò)程中，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)(遮住側(cè)面光)(　　)

A．三角形光斑　倒立的燭焰　明暗相間的圓環(huán)

B．三角形光斑　圓形光斑　倒立的燭焰

C．倒立的燭焰　圓形光斑　明暗相間的圓環(huán)

D．三角形光斑　明暗相間的圓環(huán)　倒立的燭焰

3．  如圖所示的四種明暗相間的條紋分別是紅光、黃光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及綠光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)．在下面的四幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(　　)

A．黃綠紅紫            B．黃紫紅綠                     C．紅紫黃綠            D．紅綠黃紫

4．  回歸反光膜是由高折射率透明陶瓷圓珠、高強(qiáng)度黏合劑等組成的復(fù)合型薄膜材料．夜間行車時(shí)，它能把各種角度車燈射出的光逆向返回，使標(biāo)志牌上的字特別醒目．如圖，一束平行光(寬度遠(yuǎn)大于陶瓷圓珠直徑和圓珠間距)，沿垂直基板方向照射到圓珠上，為使折射入陶瓷圓珠的光能發(fā)生全反射，則制作陶瓷圓珠材料的折射率n至少為(　　)

A．                      B．              C．                              D．

5．  O₁O₂是半圓柱形玻璃體的對(duì)稱面和紙面的交線，A、B是關(guān)于O₁O₂等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束，從玻璃體右方射出后的光路如圖所示，MN是垂直于O₁O₂放置的光屏，沿O₁O₂方向不斷左右移動(dòng)光屏，可在屏上得到一個(gè)光斑P，根據(jù)該光路圖，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．在該玻璃體中，A光的傳播時(shí)間比B光的傳播時(shí)間長(zhǎng)

B．在真空中，A光的速度比B光的速度大

C．A光的頻率比B光的頻率高

D．用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)A光產(chǎn)生的條紋間距比B光的大

6．  如圖所示，真空中有一個(gè)半徑為R，質(zhì)量分布均勻的玻璃球，頻率為f的細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播，并于玻璃球表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入玻璃球，并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?/span>，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．出射光線的頻率變小

B．改變?nèi)肷浣?/span>α的大小，細(xì)激光束可能在玻璃球的內(nèi)表面發(fā)生全反射

C．此激光束在玻璃球中傳播的時(shí)間為t＝(c為真空中的光速)

D．激光束的入射角為α＝45°

二、多項(xiàng)選擇題：

7． 關(guān)于圖所示的四幅圖，以下說(shuō)法正確的是(　　)

A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a光束在水珠中傳播的速度一定大于b光束在水珠中傳播的速度

B．圖乙是一束單色光進(jìn)入足夠長(zhǎng)的平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會(huì)再有光線從bb′面射出

C．圖丙中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將明、暗交替變化，此現(xiàn)象表明光是橫波

D．圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的

8．  如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣，現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過(guò)平行玻璃磚或三棱鏡，光的傳播路徑與方向可能正確的是(　　)

三、非選擇題

9．  (6分)某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平桌面上鋪放一張白紙，將一橫截面是直角三角形的玻璃磚平放在白紙上，并用鉛筆將其邊緣畫在白紙上，得到如圖所示的直角三角形ABC，在白紙上作一條垂直于BC邊的直線，在該直線上豎直插上P₁、P₂兩枚大頭針，然后從玻璃磚的另一個(gè)面透過(guò)玻璃磚觀察P₁、P₂的像，在白紙上豎直插上P₃、P₄兩枚大頭針，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃及P₁、P₂的像，大頭針的位置如圖所示．

(1)   在圖中作出該實(shí)驗(yàn)完整的光路圖；

(2)   測(cè)得出射光線與AB邊的夾角為θ(θ為銳角)，測(cè)出直角三

角形頂角A的角度為α，則該玻璃磚的折射率為________．

10．(8分)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖甲)，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)，圖甲中a為________縫，b為________縫．(均選填“雙”或“單”)

(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)中在屏上得到的干涉圖樣如圖乙所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖中c、d位置時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為x₁、x₂(x₂>x₁)，則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為λ＝________；分劃板刻線在某條明條紋位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖丙所示，其讀數(shù)為________ mm.

11．       (8分)半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，與直徑AB垂直的足夠大的光屏CD緊靠玻璃磚的左側(cè)，OO′與AB垂直．一細(xì)光束沿半徑方向與OO′成θ＝30°角射向O點(diǎn)，光屏CD區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，兩光斑間的距離為(＋1)R，求：

(1)   此玻璃的折射率；

(2)   當(dāng)θ變?yōu)槎啻髸r(shí)，兩光斑恰好變?yōu)橐粋€(gè)．

12．(12分)如圖所示，平靜湖面岸邊的垂釣者，眼睛恰好位于岸邊P點(diǎn)正上方0.9 m的高度處，浮標(biāo)Q離P點(diǎn)0.9 m遠(yuǎn)，魚餌燈M在浮標(biāo)正前方1.8 m處的水下，垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住，已知水的折射率n＝.

(1)   求魚餌燈離水面的深度；

(2)   魚餌燈緩慢豎直上浮，當(dāng)它離水面多深時(shí)，魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面P、Q之間射出．

章末檢測(cè)試卷  答案

1． 答案　B

解析　激光全息照相利用了激光相干性好的特性，獲得兩頻率相同的光，從而進(jìn)行光的干涉，故A正確；3D電影利用了光的偏振現(xiàn)象，出現(xiàn)立體畫面，故B錯(cuò)誤；日落時(shí)分拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰，這是利用光的偏振現(xiàn)象，故C正確；通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故D正確．

2． 答案　A

解析　當(dāng)三角形孔較大時(shí)，屏上出現(xiàn)一個(gè)三角形光斑，隨著三角形孔緩慢地收縮，光斑逐漸變?。划?dāng)三角形孔小到一定程度時(shí)，屏上會(huì)出現(xiàn)倒立的燭焰，繼續(xù)使三角形孔緩慢收縮，可以觀察到小孔衍射圖樣；當(dāng)孔閉合時(shí)，屏上就會(huì)一片黑暗．

3． 答案　C

解析　雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有亮條紋寬度相同且等間距，故a、c是雙縫干涉圖樣，根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx＝λ可以知道，波長(zhǎng)λ越長(zhǎng)，Δx越大，故a是紅光的雙縫干涉圖樣，c是黃光的雙縫干涉圖樣；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，而波長(zhǎng)越大，中央亮條紋越寬，故b、d是單縫衍射圖樣，b為紫光的單縫衍射圖樣，d為綠光的單縫衍射圖樣；故從左向右亮條紋的顏色依次是紅、紫、黃和綠．

4． 答案　B

解析　考慮臨界情況，設(shè)折射角為C，

則有sinC＝，由幾何關(guān)系可知，2C＝90°

解得n＝.故選B.

5． 答案　D

解析　由題圖可知，A光偏折程度較小，則n_A<n_B，在玻璃體中，由n＝，得v_A>v_B，t_A<t_B，故A錯(cuò)誤；所有光在真空中的速度一樣，故B錯(cuò)誤；n_A<n_B，則f_A<f_B，故C錯(cuò)誤；由c＝λf知，在真空中，A光的波長(zhǎng)比B光的長(zhǎng)，而雙縫干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，則A光產(chǎn)生的條紋間距比B光的大，故D正確．

6． 答案　C

解析　光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不會(huì)發(fā)生改變，所以出射光線的頻率不變，故A錯(cuò)誤；激光束從C點(diǎn)進(jìn)入玻璃球時(shí)，無(wú)論怎樣改變?nèi)肷浣?，折射角都小于臨界角，根據(jù)幾何知識(shí)可知光線在玻璃球內(nèi)表面的入射角不可能大于臨界角，所以不可能發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤；此激光束在玻璃中的波速為v＝＝，CD間的距離為s＝2Rsin 60°＝R，則激光束在玻璃球中從C到D傳播的時(shí)間為t＝＝，故C正確；由幾何知識(shí)得到激光束在C點(diǎn)的折射角r＝30°，由n＝可得入射角α＝60°，故D錯(cuò)誤．

7． 答案　AC

解析　根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關(guān)系n＝，可知，折射率越大，傳播速度越小，從題圖甲中可以看出，b光線在水珠中偏折程度大，即b的折射率大于a的折射率，則a在水珠中的傳播速度大于b在水珠中的傳播速度，故A正確；當(dāng)入射角i逐漸增大時(shí)，折射角逐漸增大，但折射角始終小于臨界角，根據(jù)幾何知識(shí)可知，光在玻璃磚內(nèi)的入射角不可能大于臨界角，不論入射角i如何增大，玻璃磚中的光線不會(huì)發(fā)生全反射，故肯定有光線從bb′面射出，故B錯(cuò)誤；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故C正確；由于不知道被檢測(cè)工件表面的放置方向，故不能判斷此處是凸起還是凹陷的，故D錯(cuò)誤．

8． 答案　AD

解析　因?yàn)閱紊庑鄙淙肫叫胁ＡТu時(shí)的出射光線應(yīng)平行于入射光線，B錯(cuò)誤；根據(jù)干涉圖樣，a光的干涉條紋間距較大，所以a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在同種介質(zhì)中的折射率較小，故沿相同方向斜射入平行玻璃磚時(shí)a光的側(cè)移量小，A正確；由于三棱鏡對(duì)a光的折射率小，臨界角較大，則a更不易發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤，D正確．

9． 答案　(1)見(jiàn)解析圖(3分)　(2)(3分)

解析　(1)光路圖如圖所示．

(2)由光路圖及幾何關(guān)系得：折射角為γ＝－θ

入射角為φ＝－2α

玻璃的折射率為n＝＝.

10．答案　(1)單(1分)　雙(1分)　(2)C(2分)　(3)(2分)　31.10(2分)

解析　(1)按題圖所示組裝儀器時(shí)，a處應(yīng)固定單縫，b為雙縫．

(2)若取下紅色濾光片，白光干涉圖樣為彩色條紋，故C正確，A、B錯(cuò)誤．

(3)條紋間距為Δx＝，根據(jù)Δx＝λ，

解得λ＝

游標(biāo)卡尺讀數(shù)為31 mm＋0.05 mm×2＝31.10 mm.

11．答案　(1)　(2)45°

解析　(1)細(xì)光束在AB界面，一部分發(fā)生反射，另一部分發(fā)生折射，設(shè)折射角為β，光路圖如圖所示，(1分)

由幾何關(guān)系得：

L₁＝＝＝R(1分)

根據(jù)題意兩光斑間的距離為(＋1)R

所以L₂＝R(1分)

由幾何關(guān)系知β＝45°(1分)

根據(jù)折射定律，折射率n＝＝＝(1分)

(2)若光屏CD上恰好只剩一個(gè)光斑，則說(shuō)明該光束恰好在AB面發(fā)生全反射(1分)

由sinC＝(1分)

得臨界角為C＝45°

即當(dāng)θ＝45°時(shí)，光屏上恰好只剩下一個(gè)光斑．(1分)

12．答案　(1)m　(2)1.8 m

解析　(1)設(shè)魚餌燈在水下深h處，眼睛的位置為A，魚餌燈發(fā)出的光從水中斜射出水面的入射角為β，折射角為α，如圖所示，(2分)

由折射定律可得n＝，(2分)

其中tanα＝＝1，所以α＝45°，(1分)

代入數(shù)據(jù)可得β＝30°，(1分)

所以h＝＝m．(2分)

(2)由題意可得，只要光從Q點(diǎn)無(wú)法射出水面，則意味著光無(wú)法從P、Q之間射出水面．設(shè)光從水中射入空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角為C，在Q點(diǎn)恰好發(fā)生全反射時(shí)魚餌燈的深度為h′，則sinC＝，(2分)

可得C＝45°，(1分)

所以h′＝QN＝1.8 m．(1分)