物理选修3-4《第十三章 光》测试卷A（含答案）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.）
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.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. B.
C.4d D.4nd
4.一束光线从折射率为1.5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
5.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
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
6.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.这两束光从棱镜的AC面射出后的情况是
A.两束光一定相交
B.两束光仍然平行
C.两束光的反向延长线相交
D.条件不足,无法确定
7.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则
A.绿光一定能发生全反射
B.红光一定能发生全反射
C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小
D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长
8.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光源S可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动,在P上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是
A.红光→紫光,红光
B.紫光→红光,红光
C.红光→紫光,紫光
D.紫光→红光,紫光
9.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则
A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大
B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小
C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确
D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确
10. 有关光现象的下列说法中正确的是
A．在平静的湖面上出现岸边树的倒影是光的折射现象
B．在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象
C．在光的双缝干涉实验中，只将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
D．光导纤维传递信号的基本物理原理是光的折射
11．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光是紫光，你认为图中哪个光路图是正确的 （ ）?
12．一单色光，在空气中的波长为λ0，在玻璃中的波长为λ，波速为v，玻璃对这种色光的折射率为n。当此光从玻璃射向空气发生全反射的临界角为A，则（ ）
A． B． C． D．
二、试验题（本题共3小题，每空2分，共18分.）
13．在做测定玻璃折射率的实验时:
(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如下图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_______。
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面外侧平移了一些，如图乙所示，以后的操作都是正确的，画光路时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n值将________。
14、如图所示为测一块半球形玻璃砖的折射率的实验，实验的主要步骤如下：
A、将半球形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB，移走玻璃砖，并用刻度尺找出中点O，记下此点（即圆心）；
B、在圆弧侧的白纸上，作过O点且垂直直径AB的直线CO，放上
玻璃砖，在CO上插两颗大头针P1和P2（距离适当远些）；
C、使玻璃砖以O为轴在白纸上缓慢地转动，同时眼睛向着AB透
过玻璃砖观察P1和P2的像，当恰好看不到P1和P2的像时停止转
动玻璃砖，记下此时的直径A1B1的位置；
D、量出BO和B1O的夹角θ。若量得θ=41°，sin41°=0.66。则：
①实验是用_______ 现象进行的； ②计算公式：n=________； ③计算得：n=________。
15、利用图中装置研究双缝干涉现象时：?
将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示.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,记下此时图乙中手轮上的示数 mm,求得相邻亮纹的间距Δx为 ?mm.?已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ= ,求得所测红光波长
为 nm.
三、计算题（本题共3小题，共34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.）
16.(10分)在双缝干涉实验中,用氦氖激光器作光源,其发出的红光频率为4.74×1014 Hz，从双缝射出的光的振动情况完全相同，它们到达光屏上某点的路程差为2531.6 nm.那么该点将出现怎样的干涉图样?
17.(12分)两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,OA=,OP=R.求玻璃材料的折射率.
18、（12分）如图所示，透明介质球的半径为R，光线DC平行于直径AB射到介质球的C点，DC与AB的距离H=0．8R。若DC光线进入介质球后，第二次再到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线DC平行，求介质球的折射率。
参考答案
1、解析:本题考查光的直线传播的应用,地面上的圆斑,是太阳经树叶缝隙形成的像,即小孔成像.C正确.答案:C
2、解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v=知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v=λν知,光的频率不变,速度v变小,波长变短.C正确.答案:C
3、解析:本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则
由d=λ,
得λ=4d
则绿光在真空中的波长为
λ0=nλ=4nd.
故正确选项为D.答案:D
4、解析:本题考查全反射.设临界角为C,则
sinC==0.67
sin45°==0.707
入射角45°大于临界角C,发生全反射.
故正确选项为A.答案:A
5、解析:本题考查光的干涉和衍射.A正确;当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹,B正确;两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频率不同,不能叠加形成干涉条纹,但屏上有亮光,故C正确，D错.答案:D
6、解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC面射出时均向BC面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC面射出的两束光一定相交.故正确选项为A.答案:A
7、解析:同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定发生全反射.由v=c/n得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为A.答案:A
8、解析:本题考查光的折射与色散.从红光到紫光频率逐渐增大,在玻璃中的折射率也逐渐增大,从玻璃中出射偏离原来的方向便逐渐增大,因此从下到上的排列顺序为紫光→红光.因为紫光的临界角最小,所以最早消失的是紫光.故正确选项为D.答案:D
9、解析:本题考查测玻璃折射率的实验.由折射定律及光路可逆知,出射光线与入射光线一定不平行,但所测折射率n=仍然正确.故正确选项为C.
10、BC 11、B 12、D
13. 不变， 偏小
14、全反射，，1.5
15、13.870，2.310 6.6×102
16、解析:本题考查双缝干涉实验中出现明暗条纹的条件.根据光波的速度公式
c=λf
有λ= m
=0.6329×10-6 m=632.9 nm
光的路程差跟红光波长之比为
n==4
即路程差为红光波长的整数倍.因此,两束红光在该点振动加强,出现红色的明条纹.(2分)
17、解析:本题考查光的折射.光路如图所示:
其中一条光线沿直线穿过玻璃,可知O点为圆心;另一条光线沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,入射角设为θ1,折射角设为θ2,则
sinθ1=
θ1=30°
因OP=R,由几何关系知BP=R,则折射角
θ2=60°
由折射定律得玻璃的折射率为
n==1.73.
18、解：
物理选修3-4《第十三章 光》测试卷B（含答案）
一、选择题：（本题共10小题，共50分，有的小题只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全先对的得5分，选不全的得3分,错选或不答的得0分）
1．某单色光由水中射入空气时，正确的是（ ）
A．频率不变，波长变短，波速变小 B．频率不变，波长变长，波速变大
C．频率变大，波长变短，波速变大 D．频率变小，波长不变，波速变小
2．如图所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射向空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心。下列情况一定能发生的是（ ）
3．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下（ ）
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长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．只有频率较小的一部分光才能到达地面
4．下列说法正确的是（ ）
A．强激光产生的高压可引起原子核的聚变
B．激光不能象无线电波那样用来传递信息
C．VCD、CD机是用激光来读取信息的
D．医学上的激光手术是利用激光的高能特点
5．如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法中正确的是（ ）
A．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
B．a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度小
C．玻璃对a光的折射率比玻璃对b光的折射率大
D．从玻璃射向空气，a光的临界角大于b光的临界角
6．已知水的折射率为1.33，一潜水员自水下目测到立于船头的观察者距水面的距离为h1，而船头的观察者目测潜水员距水面深h2，则（ ）
A．潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度大于h1
B．潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度小于h1
C．潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度小于h1
D．潜水员的实际深度小于h2，观察者实际高度大于h1
7．把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另—个玻璃平面上，让单色光从上方射入，如图(甲)所示，这时可以看到亮暗相间的同心圆，如图(乙)所示。这个现象是牛顿首先发现的，因而这些同心圆又叫做牛顿环。为了使同—级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应（ ）
A．将凸透镜的曲率半径变大??
B．将凸透镜的曲率半径变小
C．改用波长更长的单色光照射
?D．改用波长更短的单色光照射
8．一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图所示，已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是（ ）
A．所有光线都能通过玻璃块
B．只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃块
C．只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃块
D．所有光线都不能通过玻璃块
9．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ）
A．r B．1.5r
C．2r D．2.5r
10．如图，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，一细光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD =120°，玻璃球对该光的折射率为，则下列说法中正确的是 （ ）
A．光在穿过玻璃球的过程中频率逐渐变小
B．若改变入射角θ1的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中穿越的时间为t=3R/c（c为真空中的光速）
D．该光束的入射角为θ1=45°
二、填空题：（共24分）
11.在拍摄日落时水下景物时为了使照片清楚,在照相机镜头前装一偏振片,让它的透振方向与反射光的偏振方向__________。
12.有人在河面上游泳，见河底有一物体，与他的眼睛在同一竖直线上，当他再前进4m时，物体忽然不见了，水的折射率为4／3，则河深________m。
13.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离的大小恰好是下图中游标卡尺的读数（如图1所示）d＝________ mm。双缝到毛玻璃屏间的距离L=75cm，实验时先移动测量头上的手轮，把分化线对准靠近最左边的一条明条纹（记为第1条明条纹），并记下螺旋测微器的读数X1= mm。（如图2所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器的读数X2= mm。（如图3所示），由以上测量数据求得该单色光的波长为 m。
14.如图所示，截面为等腰三角形的玻璃砖，顶角为300，入射光线DO垂直于AB边射入玻璃内，从AC边射出时偏向角为300，则此玻璃的折射率为 。
三、计算题：（共32分。本题要有必要的计算过程，必要的文字说明和必要的公式，只有最后结果的不得分）
15.如图所示，有一个长方形容器，高为30cm、宽为40cm，在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺，眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度，现保持眼睛的位置不变，向容器内倒某种液体且满至容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度，则此种液体的折射率为多大?
16.如图所示，为一块用折射率n=2的玻璃制作的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac与bc垂直，角aOc等于600.当一束平行黄光垂直照射到ac时，ab弧的外表面只有一部分是黄亮的，其余是暗的，那么黄亮部分的弧长是多少？
参考答案：
B
B
BD
ACD
D
C
AC
B
C
C
11、垂直
12、3.53m
13、0.25，0.299，14.700，8x10-7
14、
15、
16、∏R/6
