配套试卷
(本试卷满分100分，考试时间75分钟)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1. 一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角的范围是( C )
A. 小于40° B. 在50°～100°之间
C. 在100°～140°之间 D. 大于140°
解析：由＝n＞1，折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°，故C正确．
2. 阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是( C )
A. 光的折射 B. 光的衍射
C. 光的干涉 D. 光的偏振
解析：阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是薄膜干涉，属于光的干涉．故选C.
3. 如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是( B )
A. P0点和P1点都是亮条纹
B. P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C. P0点是暗条纹，P1点是亮条纹
D. P0点和P1点都是暗条纹
解析：无论光的波长多大，P0点总是亮条纹．对600 nm的橙光，P1点与P0点为相邻的亮条纹，则S2P1－S1P1＝λ1＝600 nm，该距离之差是400 nm紫光半波长的奇数倍，因此用λ2＝400 nm的紫光做实验，P1处出现暗条纹，故选B.
4. 两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是( A )
A. 平行彩色带 B. 白光带
C. 散射彩色带 D. 一束白光
解析：各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示，各色光经多次折射，但由于两棱镜相邻两侧面平行，所以各色光出射光线与入射光线平行，最后出射光线是平行彩色带．故选A.
5. 现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大．则( A )
甲 乙
A. 甲折射率大 B. 甲浓度小
C. 甲速度大 D. 甲临界角大
解析：入射角相同，由于折射角β1<β2，根据折射定律可知n甲>n乙，故甲浓度大；根据v＝可知光线在甲中的传播速度较小；根据sin C＝可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小．故选A.
6. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法中正确的是( D )
A. 水面上油膜看起来常常是彩色的，这是光的衍射现象
B. 摄影师在拍摄池中的游鱼是在照相机前装了偏振滤光片，应用了光的干涉原理
C. 用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 水中的气泡看起来特别明亮是因为一部分光在界面发生了全反射的缘故
解析：油膜看起来常常是彩色的，这是光的干涉现象，A错误；摄影师在拍摄池中的游鱼是在照相机前装了偏振滤光片，应用了光的偏振原理减弱水面反射光的影响，B错误；标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错误；水中的气泡看起来特别明亮是因为一部分光在界面发生了全反射的缘故，D正确．
7. 如图所示为一正六边形玻璃棱镜的横截面，其边长为L，光源S发出的光从AB边上的A点与垂直于AB边的法线成i＝60°角入射，AF边不透光，S距A点的距离为L，光线穿过棱镜后从ED边上的D点射出，再传播到接收点M，CD边不透光，D距M点的距离仍为L，则下列说法中正确的是( C )
A. 出射光线DM与入射光线SA不平行
B. 玻璃的折射率为
C. 光在空气中SA段传播的时间和在玻璃中AD段传播的时间之比为1∶2
D. 保持光源S和六边形位置不变，入射光线入射点从A点移动到B点的过程中，在AB边上能出现全反射现象
解析：由题意可知光路图如图所示，从D点射出时，可知出射角r等于从A点入射时的入射角i，则出射光线DM与入射光线SA平行，A错误；根据几何关系可得α＝30°，则AE＝2L cos 30°＝L，AD＝＝2L，sin θ＝＝，得θ＝30°，则玻璃的折射率n＝＝，B错误；光在玻璃中传播的速度v＝＝，则光在空气中SA段传播的时间和在玻璃中AD段传播的时间之比t1∶t2＝∶＝1∶2，C正确；根据发生全反射的条件可知，入射光线入射点从A点移动到B点的过程中是光从空气射入玻璃，即从光疏介质射入到光密介质，不可能发生全反射，D错误．故选C.
二、 多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8. 下列说法中正确的是( BC )
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度小于b光束在水珠中传播的速度
B. 图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i是多少，都有光线从bb′面射出
C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、缓慢转动N时，光屏P上的光亮度明、暗交替变化，此现象说明光是横波
D. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在对应处是凸起的
解析：根据n＝可知折射率越大，传播速度越小，由题图甲可知b光线在水珠中偏折程度大，即b的折射率大于a的折射率，a在水珠中的传播速度大于b在水珠中的传播速度，A错误；光在玻璃砖内的入射角不大于临界角，不论入射角i是多少，玻璃砖中的光线都不发生全反射，故都有光线从bb′面射出，B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，C正确；由于不知道被检测工件表面的放置方向，故不知道此处是凸起还是凹陷的，D错误．
9. 如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，下列说法中正确的是( AC )
A. 此玻璃的折射率为
B. 光线从B到D需用时
C. 该玻璃球的临界角应小于 45°
D. 若增大∠ABD，光线不可能在DM 段发生全反射现象
解析：如图所示，由几何知识得入射角i＝∠ABD＝30°，折射角r＝2∠ABD＝60°，则此玻璃的折射率为n＝＝，A正确；由几何知识得，BD长度s＝2R cos 30°＝R，光在玻璃球内传播的速度v＝，所以光线从B到D的时间为t＝＝，B错误；由临界角公式可知sin C＝＝<可知，临界角C<45°，C正确；从M点入射，入射角等于45°，所以若增大∠ABD，入射角可能大于临界角，所以光线可能在DM段发生全反射现象，D错误．
10. 在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为L，圆台对应底角为θ，折射率为n，真空中光速为c.光从下方垂直射入下台面，则( AD )
A. 光从真空射入光纤，光的频率不变
B. 光通过此光纤到达小截面的最短时间为
C. 从上方截面射出的光束一定是平行光
D. 若满足sin θ＞，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出
三、 非选择题(本题共5小题，共54分)
11. (6分)如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．
甲
乙
(1) 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是__C__．
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将屏向远离双缝的方向移动
C. 将屏向靠近双缝的方向移动
D. 使用间距更小的双缝
解析：若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小相邻两个亮条纹或暗条纹间的距离，由Δx＝·λ 知可增大双缝间距d，或减小双缝到屏的距离L，C正确．
(2) 某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示．
① 分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA＝12.10 mm，在B位置时游标卡尺读数为xB＝16.54 mm，相邻两条纹间距Δx＝__0.74__mm.
② 该单色光的波长λ＝__592__nm.
解析：① 相邻两个亮条纹或暗条纹间距Δx＝＝ mm＝0.74 mm
② 该单色光的波长λ＝＝ m＝0.592×10-6 m＝592 nm
12. (8分)在“测玻璃的折射率”实验中：
(1) 为了取得较好的实验效果，其中正确的是__CD__.
A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖
B. 选择的入射角应尽量小些
C. 大头针应垂直地插在纸面上
D. 大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
解析：用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角不能太小，也不能太大，故B错误；为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，C正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差引起的角度误差会减小，效果会好些，D正确．
(2) 甲同学在画界面时，不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率__偏小__(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
图1 图2
解析：如图所示，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图可以看出，测出的折射角比真实的大，折射率偏小．
(3) 乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，如图2所示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，则他只需要测量__AB、CD的长度、__，就可求出玻璃的折射率n＝____．
解析：需要测量AB、CD的长度、.
根据折射定律n＝＝＝
13. (9分)如图所示，MN是一条通过透明球体球心的直线，在真空中波长为λ0＝600nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN所成的夹角α＝30°，出射点C与O的连线与ON的夹角为15°.求：
(1) 透明体的折射率n.
答案：
解析：连接OB、BC，设在B点光线的入射角、折射角分别为i、r，如图所示
由折射定律可知在B点有n＝
在C点有n＝
又因为∠BCO＝r，所以i＝45°
又因为∠BOC＝180°－i－∠COP＝120°
故r＝30°
透明体的折射率n＝＝
(2) 此单色光在透明球体中的波长λ.(结果保留三位有效数字)
答案：424 nm
解析：由n＝＝＝
代入数据解得λ＝424 nm
14. (13分)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和S2距离之差为2.1×10-6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验．
(1) 若用A光做实验，已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10-7 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？
答案：暗条纹
解析：设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝＝得λ1＝nλ2＝1.5×4×10-7 m＝6×10-7 m
根据路程差Δr＝2.1×10-6 m，N1＝＝＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δr是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹．
(2) 若用B光做实验，已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，问P点是亮条纹还是暗条纹？
答案：亮条纹
解析：根据sin C＝得n＝＝
由此可知，B光在空气中波长λ3为
λ3＝nλ介＝×3.15×10-7 m＝5.25×10-7 m
所以N2＝＝＝4
用B光做光源，P点为亮条纹．
(3) 若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上出现的现象．
答案：见解析
解析：光屏上仍出现明暗相间的条纹，中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．
15. (18分)夜晚平静的湖面上停一艘长8 m的船(船体近似漂浮在水面，不计船身厚度船正中间有一根长3 m的桅杆．如图所示，在船正下方4 m深处有一个点光源(向各个方向照射)，当船缓慢前行(向左)7 m时，桅杆顶部刚好被照亮到．(取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：
(1) 该水域的折射率．
答案：
解析：当桅杆顶部刚好被照亮到时的光路图如图
桅杆顶部刚好被照亮到，则x1＝＝4 m
由几何关系可知tan α＝＝
解得α＝53°
由几何关系可知tan β＝
其中x1＋x2＝7 m
解得β＝37°
根据折射定律可知n＝
解得n＝
(2) 俯视水面被光源照亮区域的半径．
答案： m
解析：俯视水面被光源照亮区域临界位置如图
根据sin C＝＝
由几何关系可知tan C＝
解得r＝ m配套试卷
(本试卷满分100分，考试时间75分钟)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1. 一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角的范围是( )
A. 小于40° B. 在50°～100°之间
C. 在100°～140°之间 D. 大于140°
2. 阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是( )
A. 光的折射 B. 光的衍射
C. 光的干涉 D. 光的偏振
3. 如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是( )
A. P0点和P1点都是亮条纹
B. P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C. P0点是暗条纹，P1点是亮条纹
D. P0点和P1点都是暗条纹
4. 两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是( )
A. 平行彩色带 B. 白光带
C. 散射彩色带 D. 一束白光
5. 现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大．则( )
甲 乙
A. 甲折射率大 B. 甲浓度小
C. 甲速度大 D. 甲临界角大
6. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法中正确的是( )
A. 水面上油膜看起来常常是彩色的，这是光的衍射现象
B. 摄影师在拍摄池中的游鱼是在照相机前装了偏振滤光片，应用了光的干涉原理
C. 用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 水中的气泡看起来特别明亮是因为一部分光在界面发生了全反射的缘故
7. 如图所示为一正六边形玻璃棱镜的横截面，其边长为L，光源S发出的光从AB边上的A点与垂直于AB边的法线成i＝60°角入射，AF边不透光，S距A点的距离为L，光线穿过棱镜后从ED边上的D点射出，再传播到接收点M，CD边不透光，D距M点的距离仍为L，则下列说法中正确的是( )
A. 出射光线DM与入射光线SA不平行
B. 玻璃的折射率为
C. 光在空气中SA段传播的时间和在玻璃中AD段传播的时间之比为1∶2
D. 保持光源S和六边形位置不变，入射光线入射点从A点移动到B点的过程中，在AB边上能出现全反射现象
二、 多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8. 下列说法中正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a光束在水珠中传播的速度小于b光束在水珠中传播的速度
B. 图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角i是多少，都有光线从bb′面射出
C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、缓慢转动N时，光屏P上的光亮度明、暗交替变化，此现象说明光是横波
D. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在对应处是凸起的
9. 如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，下列说法中正确的是( )
A. 此玻璃的折射率为
B. 光线从B到D需用时
C. 该玻璃球的临界角应小于 45°
D. 若增大∠ABD，光线不可能在DM 段发生全反射现象
10. 在光纤制造过程中，拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈圆台状，如图所示，已知此光纤长度为L，圆台对应底角为θ，折射率为n，真空中光速为c.光从下方垂直射入下台面，则( )
A. 光从真空射入光纤，光的频率不变
B. 光通过此光纤到达小截面的最短时间为
C. 从上方截面射出的光束一定是平行光
D. 若满足sin θ＞，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出
三、 非选择题(本题共5小题，共54分)
11. (6分)如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．
甲
乙
(1) 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是____．
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将屏向远离双缝的方向移动
C. 将屏向靠近双缝的方向移动
D. 使用间距更小的双缝
(2) 某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示．
① 分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA＝12.10 mm，在B位置时游标卡尺读数为xB＝16.54 mm，相邻两条纹间距Δx＝__ __mm.
② 该单色光的波长λ＝__ __nm.
② 该单色光的波长λ＝＝ m＝0.592×10-6 m＝592 nm
12. (8分)在“测玻璃的折射率”实验中：
(1) 为了取得较好的实验效果，其中正确的是____.
A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖
B. 选择的入射角应尽量小些
C. 大头针应垂直地插在纸面上
D. 大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
(2) 甲同学在画界面时，不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率____(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
图1 图2
(3) 乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，如图2所示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，则他只需要测量__ __，就可求出玻璃的折射率n＝__ __．
13. (9分)如图所示，MN是一条通过透明球体球心的直线，在真空中波长为λ0＝600nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN所成的夹角α＝30°，出射点C与O的连线与ON的夹角为15°.求：
(1) 透明体的折射率n.
(2) 此单色光在透明球体中的波长λ.(结果保留三位有效数字)
14. (13分)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和S2距离之差为2.1×10-6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验．
(1) 若用A光做实验，已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10-7 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(2) 若用B光做实验，已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(3) 若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上出现的现象．
15. (18分)夜晚平静的湖面上停一艘长8 m的船(船体近似漂浮在水面，不计船身厚度船正中间有一根长3 m的桅杆．如图所示，在船正下方4 m深处有一个点光源(向各个方向照射)，当船缓慢前行(向左)7 m时，桅杆顶部刚好被照亮到．(取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：
(1) 该水域的折射率．
(2) 俯视水面被光源照亮区域的半径．
