高二物理光单元测试2.doc

光学单元测试题
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不答者得0分）
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
2.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是
A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等
D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧
3..蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是 ( )
A.光的色散现象
B.光的干涉现象
C.光的全反射现象
D.蚌壳凹面对光的会聚现象
4．沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于发生沙尘暴时 ( )
A.只有波长较长的一部分光才能到达地面
B.只有波长较短的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有能量较大的光子才能到达地面
5. 某学习小组把三块两面平行玻璃板放在一起做了如图所示的空心三棱镜，然后让一束单色光从左侧玻璃板射入，从右侧玻璃板射出，该小组同学有以下几种猜想，其中你认为正确的是 （ 　）

Ａ．出射光线向底边偏折　　
Ｂ．出射光线向顶角偏折
Ｃ．出射光线与入射光线平行
Ｄ．以上说法都不对
6．某同学在学习了光的干涉后进行了如下实验：在学校实验室借了两只小手电筒和一个光屏，然后让这两只手电筒发出的光照射到光屏的同一位置，但他却没有看到光的干涉条纹，于他沮丧地问老师这是为什么，如果你是老师你应该怎样回答他（ ）
A.手电筒射出的光不是单色光
B.周围环境的漫反射光太强
C.干涉图样太小看不清楚
D.两个光源并不是相干光源

7．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光是蓝光，你认为图中哪个光路图是正确的（　　）

8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( )

A．上紫下红的彩色光带 B．上红下紫的彩色光带
C．外红内紫的环状光带 D．一片自光
9、把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是（ ）

A．两束干涉光是a,b面反射形成的；
B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；
C．两束干涉光是b,c面反射形成的；
D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。
10．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）

A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
11．某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝干涉实验，在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为Δx。你认以下结论中正确的是 （ ）
A．单缝到双缝间的距离越大，Δx 就越大
B．双缝之间的距离越大，Δx 就越大
C．双缝到光屏之间的距离越大，Δx 就越大
D．双缝间的距离不变，双缝的每条缝的宽度越大，Δx就增大
12.利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度，这一角度称为“旋光角”,的值与糖溶液的浓度有关。将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，是自然光源，、是偏振片，转动，使到达处的光最强，然后将被测样品置于、之间，则下列说法中正确的是 ( )

A.到达处光的强度会明显减弱
B.到达处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片转动一个角度，使得处光的强度最大，偏振片转过的角度等于
D.将偏振片转动一个角度，使得处光的强度最大，偏振片转过的角度等于
二、填空题（4分每空，共24分，请把正确答案填在相应的横线上）
13.用包括红光、绿光、蓝光三种色光的复色光做双缝干涉实验,所产生的干涉条纹中,离中央亮纹最近的干涉条纹是 .
14．某学习小组在学习了光的色散后，做了如下实验：把四个大小完全一样的红色、黄色、绿色、紫色玻璃球置于一个大烧杯的底部，且排列成一排，并向玻璃杯中注入一定深度的水，然后从水面上方垂直俯视各小球，你认为 小球的视觉深度最浅。
15．某同学在做完测定玻璃折射率的实验后，突发奇想，他说受到实验中光路侧移的启示，设计了一个玻璃厚度检测仪，可以用来检测玻璃厚度是否均匀，原理大致是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照射到MN表面，折射后从PQ面射出，最后出射光线照射到光电管C上，光电管C可将光信号转变为电信号，如图所示，依据激光束在C上移的距离，可确定玻璃管厚度的变化，若某次检测中发现光斑在C上左移了Δs，则此玻璃的厚度与原来相比变 。

16.用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图（乙）所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。
（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
（2）写出计算波长λ的表达式，_____nm.

三、计算题（本题28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17.用波长为的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹,测得两明条纹间距为,将该装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验,测得干涉条纹中两相邻明条纹间距仍为,若水的折射率为4/3,求此红光的频率.

18．如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为Ｌ，照明灯到池底的距离为H。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为H／2时，池底的光斑距离出液口L／4。试求当液面高为2H／3时，池底的光斑到出液口的距离x。

19.氩弧焊产生的紫外线(UVR)和红外线(IFR)对眼及皮肤的损伤是电焊作业职业损害的一个重要方面，主要表现是：在眼睛接触紫外线照射的2～12小时后，由于角膜上皮受损，患者感觉眼痛，怕光，眼睛难以睁开，眼痛犹如许多沙粒进入眼睛一样，视物很模糊。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？

20．一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角q。

参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不答者得0分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
AD
B
A
C
D
B
B
BC
D
C
ACD
二、填空题（4分每空，共24分，请把正确答案填在相应的横线上）
13. 蓝光 14. 紫色 15. 厚
16. （1） 2.192 7.867 （2）676
三、计算题（本题28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17.已知绿光的波长，绿光两明条纹间距为, 红光两明条纹间距为,设双缝间距为, 双缝到屏的间距为, 绿光在水中的波长为.

水的折射率，相邻两明条纹间距为
则在空气中对绿光有：, 在水中对红光有：
由以上两式可得: 由波速公式,在水中对红光有,
且，则红光的频率
18．解析：设液面的高度为h，光斑到到入射点的水平距离为l，则：

由几何关系得：

由折射定律得：

将，代入得：
联立以上各式得：

19.解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，因此光程差应该是光波长的整数倍，
即：
而
由波长、频率和波速的关系：
在膜中光的波长为：
联立得：
所以当时，膜的厚度最小，即
20.解析：设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线。因此，图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，∠COB=α。又由△OBC知

sinα= ①
设光线在C点的折射角为β，由折射定律得
②
由①②式得
③
由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ为30°。由折射定律得
④
因此
解得：