高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十三章 光 单元测评+Word版含答案
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| 名称 | 高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十三章 光 单元测评+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 191.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-06-02 19:18:54 | ||
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文档简介
第十三章 《光》单元测评
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)
一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)
1．下列说法正确的是( )
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来换频道的
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
答案 B
解析 用三棱镜观察太阳光谱是利用同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，是白光通过三棱镜时发生了色散现象，故该操作是利用了光的折射原理，故A错误；在光导纤维束内传送图象是利用了光的全反射现象，所以B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，故C错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉现象，故D错误。
2．与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
答案 C
解析 发生月全食时，太阳光线无法直达月表，但是能通过地球的大气层折射到达月表，太阳光中红光波长最长，容易发生折射穿透大气层到达月表，所以我们便看到了暗红色的月全食，故选C。
3．如图所示，一个三棱镜的折射率n＝，其截面为直角三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°。一条单色光线从空气垂直AB边入射，该光线的出射光线有几条( )
A．2条 B．3条
C．4条 D．1条
答案 C
解析 如图所示，该光线在AB边上反射一次，折射一次，折射角为零度。
在AC边上，光线的入射角为30°，折射光线①从棱镜出射，设折射角为α，由n＝，sinα＝，可得α＝45°，反射光线在BC边上的入射角为60°，因棱镜的全反射临界角为θ＝arcsin＝45°＜60°，所以光线在BC边上发生全反射。全反射光线在AB边上的入射角为0°，折射角为0°，出射光线为②；同时在AB边上还要发生反射。反射光线沿光路的反方向行进，在BC边上发生全反射。在AC边上以45°的折射角出射光线③，并同时发生反射；反射光线在AB边上的入射角为0°，折射角为0°，出射光线④，并同时发生反射，此后光线又沿原光路行进。可见，射入棱镜的光线的出射光线有四条，故C正确。
4．如图所示，某棱镜顶角A＝60°，一束白光以较大的入射角，从棱镜的一个侧面入射，通过棱镜后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的七色光谱。已知各光在该介质中的临界角都不超过42°，当入射角逐渐变小的过程中，屏上光谱的变化情况是( )
A．变窄，保持七色 B．变宽，逐渐呈白色
C．下移，逐渐消失 D．上移，逐渐消失
答案 C
解析 如图所示，i减小，r也减小。光在AC面上的入射点下移，出射光线也将下移，且入射角θ随之增大。当增大到紫光的临界角时，紫光发生全反射，屏上的紫光消失。随着i进一步减小，θ角进一步增大，靛、蓝、绿、黄、橙、红依次在屏上消失，故C正确。
5．如图所示为折射率较大的三棱镜的主截面，它是等腰直角三角形。光线a垂直于斜面射入棱镜时，其出射光线为b。如果以直角棱为轴使棱镜顺时针转过一小角到图中虚线位置，则原入射光线射入棱镜后新的出射光线b′和a( )
A．将会相交
B．b′的反向延长线与a相交
C．b′与a平行
D．一定不平行，只是不能判断如何相交
答案 C
解析 折射率较大的等腰直角三棱镜是全反射棱镜，故C正确。
6．已知某玻璃对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大，则两种光( )
A．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的相邻条纹间距较大
B．从该玻璃中射入空气发生全反射时，b光临界角较大
C．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，a光折射角较大
D．在该玻璃中传播时，a光的速度较大
答案 B
解析 单色光a的折射率比对单色光b的折射率大，λa＜λb，根据Δx＝λ，知Δxa＜Δxb，A错误；根据sinC＝知，n大临界角小，B正确；根据n＝，知C错误；根据v＝知a光的速度较小，D错误。
7．关于立体电影，以下说法正确的是( )
A．观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛
B．这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片
C．戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图象
D．产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时，形成的在视网膜上的像并不完全相同
答案 BD
解析 看立体电影必须用偏振片才能达到好的效果。
8．一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( )
A．介质1的折射率最大
B．介质2是光密介质
C．光在介质2中的速度最大
D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射
答案 CD
解析 由题可知n3>n1>n2，则光在介质中的速度v2>v1>v3，所以A、B错误，C正确；由于n1>n2，根据全反射发生的条件可知D正确。
9．下列说法正确的是( )
A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短
B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大
C．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间
E．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
答案 ABE
解析 在真空中传播的电磁波，传播速度不变，则v＝λf得，频率越大的，波长越短，所以A正确；让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因蓝光的波长小于绿光，因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光，所以B正确；全息照相不是利用光的全反射，是光的干涉，故C错误；雷达是利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离是s＝c·Δt，直接测出的是从发射电磁波到接收到反射回来的电磁波的时间差Δt，故D错误；加偏振片作用是减弱玻璃反射光的影响，故E正确。
10．一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1．5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则( )
A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
答案 BD
解析 作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sinC＝＝＝，得C<45°，故全部光线发生全反射，A错误；BC边反射的光射向ADC弧形边后，由于弧ADC对平行光有会聚作用，可知B正确，C错误；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以D正确。
第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)
二、填空题(每小题5分，共20分)
11．在双缝干涉实验中，用频率f＝5×1014 Hz的单色光照射双缝，若屏上P点到双缝的距离差为0．9 μm，则P点将出现________条纹。若将整个装置放入n＝2的介质中进行上述实验，则P点将出现________条纹。
答案 暗 亮
解析 单色光波长λ＝＝ m＝6×10－7 m，Δr＝9×10－7 m＝3×，则P点为暗条纹。在n＝2的介质中，v＝＝1．5×108 m/s，单色光在介质中波长λ′＝＝3×10－7 m。Δr＝9×10－7 m＝3λ，则P点为亮条纹。
12．用三角形单色光源照射带有圆孔的不透明挡板，当圆孔的直径分别为1 cm、1 mm和0．5 μm时，圆孔后的光屏上分别出现________、________和________图样。
答案 与圆孔形状相同的光斑 倒立的三角形光斑 中央为亮斑，周围有明暗相间的同心圆环
13．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果。
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________。
(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是________。
答案 (1)A (2)D n＝
解析 (1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A错误。
(2)测量较准确的是图D，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差。测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n＝。
14．如图所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：
(1)如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适。
(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
(4)如果将A图样的装置从空气中放入水中，产生的干涉图样用________图样表示最合适。
答案 (1)C (2)D (3)C (4)C
解析 由Δx＝λ公式判断得出。
三、论述计算题(共40分)
15．(10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，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1．5的介质中波长为4×10－7 m；
(2)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°。
答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹
解析 已知P点与S1和S2的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹。
(1)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。
根据光程差δ＝2．1×10－6 m，
所以N1＝＝＝3．5
由此可知，从S1和S2到P点的光程差δ是波长λ1的3．5倍，所以P点为暗条纹。
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝，
得n＝＝
由此可知，B光在空气中波长λ2为：
λ2＝nλ介＝×3．15×10－7 m＝5．25×10－7 m。
由光程差δ和波长λ的关系
N2＝＝＝4
可见，用B光做光源，P点为亮条纹。
16．(10分)如图所示，有一棱镜ABCD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝75°。某同学想测量其折射率，他用激光笔从BC面上的P点射入一束激光，从Q点射出时与AD面的夹角为45°，Q点到BC面垂线的垂足为E，∠PQE＝15°。求：
(1)该棱镜的折射率；
(2)改变入射激光的方向，使激光在AD边恰好发生全反射，其反射光直接到达CD边后是否会从CD边出射？请说明理由。
答案 (1) (2)能 理由见解析
解析 (1)如图所示，QF为法线，∠D＝75°
则∠EQA＝75°，∠PQE＝15°，∠PQA＝60°，∠PQG＝30°，所以入射角i＝∠PQG＝30°，折射角r＝45°
因为光从棱镜射向空中，所以该棱镜的折射率
n＝＝＝。
(2)设全反射临界角为C，如图所示
sinC＝＝，C＝45°，∠JOD＝90°－C＝45°，∠D＝75°，因而∠OJD＝60°，激光在CD边的入射角30°<45°，因而激光能够从CD边出射。
17．(10分)如图所示，在一个很大的透明容器中有折射率n＝的透明液体，液体内有一平面镜M，水平光束AB射到容器的竖直侧壁上的B点后投射到平面镜上O点处。为了使光束BO经M一次反射后的光线能够从液体的上表面射出，平面镜与水平方向的夹角α应满足什么条件？
答案 22．5°＜α＜67．5°
解析 当光经平面镜反射后，经折射从水中射出，但由于平面镜与水平方向的夹角α的不同取值，光既可向左上方，也可向右上方传出，并可能出现光的全反射现象，如图甲、乙所示。
由图甲得，若在水面上发生全反射，
有n＝，即C＝arcsin＝arsin＝45°。
由反射定律及几何关系得：2(90°－α)＋C＝90°，
即α＝67．5°。
由图乙及几何关系得：C＋2α＝90°，即α＝22．5°。
综合两种情况，为使光束经M一次反射后的光线能够射出液体的上表面，平面镜与水平方向的夹角α的范围为：22．5°＜α＜67．5°。
18．(10分)如图所示，一柱形玻璃的横截面是半径为R的圆弧，圆心O，以O为原点建立直角坐标系xOy。一单色光平行于x轴射入玻璃，入射点的坐标为(0，d)，单色光在玻璃中的折射率为n＝，不考虑单色光经圆弧面反射后的情况。
(1)当d多大时，该单色光在圆弧面上刚好发生全反射？
(2)当d→0时，求该单色光照射到x轴上的坐标。(θ很小时，sinθ≈θ)
答案 (1)R (2)(2＋)R
解析 (1)如图1，当光射到圆弧面上的入射角小于或等于临界角θ时，均可从圆弧面射出，则sinθ＝，解得θ＝45°。
根据几何关系：d＝R。
(2)如图2，当光射到圆弧面上的入射角很小时，设折射角为α，入射角为β，由折射定律：sinα＝n·sinβ
在△OEF中，由正弦定理：＝
当d→0时，sinθ＝θ，则：OF＝ R，α＝nβ
联立解得：OF＝(2＋)R。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)
一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)
1．下列说法正确的是( )
A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
C．电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来换频道的
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
答案 B
解析 用三棱镜观察太阳光谱是利用同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，是白光通过三棱镜时发生了色散现象，故该操作是利用了光的折射原理，故A错误；在光导纤维束内传送图象是利用了光的全反射现象，所以B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的，故C错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉现象，故D错误。
2．与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
答案 C
解析 发生月全食时，太阳光线无法直达月表，但是能通过地球的大气层折射到达月表，太阳光中红光波长最长，容易发生折射穿透大气层到达月表，所以我们便看到了暗红色的月全食，故选C。
3．如图所示，一个三棱镜的折射率n＝，其截面为直角三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°。一条单色光线从空气垂直AB边入射，该光线的出射光线有几条( )
A．2条 B．3条
C．4条 D．1条
答案 C
解析 如图所示，该光线在AB边上反射一次，折射一次，折射角为零度。
在AC边上，光线的入射角为30°，折射光线①从棱镜出射，设折射角为α，由n＝，sinα＝，可得α＝45°，反射光线在BC边上的入射角为60°，因棱镜的全反射临界角为θ＝arcsin＝45°＜60°，所以光线在BC边上发生全反射。全反射光线在AB边上的入射角为0°，折射角为0°，出射光线为②；同时在AB边上还要发生反射。反射光线沿光路的反方向行进，在BC边上发生全反射。在AC边上以45°的折射角出射光线③，并同时发生反射；反射光线在AB边上的入射角为0°，折射角为0°，出射光线④，并同时发生反射，此后光线又沿原光路行进。可见，射入棱镜的光线的出射光线有四条，故C正确。
4．如图所示，某棱镜顶角A＝60°，一束白光以较大的入射角，从棱镜的一个侧面入射，通过棱镜后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的七色光谱。已知各光在该介质中的临界角都不超过42°，当入射角逐渐变小的过程中，屏上光谱的变化情况是( )
A．变窄，保持七色 B．变宽，逐渐呈白色
C．下移，逐渐消失 D．上移，逐渐消失
答案 C
解析 如图所示，i减小，r也减小。光在AC面上的入射点下移，出射光线也将下移，且入射角θ随之增大。当增大到紫光的临界角时，紫光发生全反射，屏上的紫光消失。随着i进一步减小，θ角进一步增大，靛、蓝、绿、黄、橙、红依次在屏上消失，故C正确。
5．如图所示为折射率较大的三棱镜的主截面，它是等腰直角三角形。光线a垂直于斜面射入棱镜时，其出射光线为b。如果以直角棱为轴使棱镜顺时针转过一小角到图中虚线位置，则原入射光线射入棱镜后新的出射光线b′和a( )
A．将会相交
B．b′的反向延长线与a相交
C．b′与a平行
D．一定不平行，只是不能判断如何相交
答案 C
解析 折射率较大的等腰直角三棱镜是全反射棱镜，故C正确。
6．已知某玻璃对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大，则两种光( )
A．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的相邻条纹间距较大
B．从该玻璃中射入空气发生全反射时，b光临界角较大
C．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，a光折射角较大
D．在该玻璃中传播时，a光的速度较大
答案 B
解析 单色光a的折射率比对单色光b的折射率大，λa＜λb，根据Δx＝λ，知Δxa＜Δxb，A错误；根据sinC＝知，n大临界角小，B正确；根据n＝，知C错误；根据v＝知a光的速度较小，D错误。
7．关于立体电影，以下说法正确的是( )
A．观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛
B．这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片
C．戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图象
D．产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时，形成的在视网膜上的像并不完全相同
答案 BD
解析 看立体电影必须用偏振片才能达到好的效果。
8．一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( )
A．介质1的折射率最大
B．介质2是光密介质
C．光在介质2中的速度最大
D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射
答案 CD
解析 由题可知n3>n1>n2，则光在介质中的速度v2>v1>v3，所以A、B错误，C正确；由于n1>n2，根据全反射发生的条件可知D正确。
9．下列说法正确的是( )
A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短
B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大
C．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间
E．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
答案 ABE
解析 在真空中传播的电磁波，传播速度不变，则v＝λf得，频率越大的，波长越短，所以A正确；让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因蓝光的波长小于绿光，因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光，所以B正确；全息照相不是利用光的全反射，是光的干涉，故C错误；雷达是利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离是s＝c·Δt，直接测出的是从发射电磁波到接收到反射回来的电磁波的时间差Δt，故D错误；加偏振片作用是减弱玻璃反射光的影响，故E正确。
10．一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1．5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则( )
A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
答案 BD
解析 作光路图可知平行光从AB边射入后不发生折射，射到BC边上时，由临界角公式可得：sinC＝＝＝，得C<45°，故全部光线发生全反射，A错误；BC边反射的光射向ADC弧形边后，由于弧ADC对平行光有会聚作用，可知B正确，C错误；同时当屏向下移动时，屏上亮区将先变小后变大，所以D正确。
第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)
二、填空题(每小题5分，共20分)
11．在双缝干涉实验中，用频率f＝5×1014 Hz的单色光照射双缝，若屏上P点到双缝的距离差为0．9 μm，则P点将出现________条纹。若将整个装置放入n＝2的介质中进行上述实验，则P点将出现________条纹。
答案 暗 亮
解析 单色光波长λ＝＝ m＝6×10－7 m，Δr＝9×10－7 m＝3×，则P点为暗条纹。在n＝2的介质中，v＝＝1．5×108 m/s，单色光在介质中波长λ′＝＝3×10－7 m。Δr＝9×10－7 m＝3λ，则P点为亮条纹。
12．用三角形单色光源照射带有圆孔的不透明挡板，当圆孔的直径分别为1 cm、1 mm和0．5 μm时，圆孔后的光屏上分别出现________、________和________图样。
答案 与圆孔形状相同的光斑 倒立的三角形光斑 中央为亮斑，周围有明暗相间的同心圆环
13．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果。
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________。
(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是________。
答案 (1)A (2)D n＝
解析 (1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A错误。
(2)测量较准确的是图D，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差。测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n＝。
14．如图所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：
(1)如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适。
(2)如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
(3)如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
(4)如果将A图样的装置从空气中放入水中，产生的干涉图样用________图样表示最合适。
答案 (1)C (2)D (3)C (4)C
解析 由Δx＝λ公式判断得出。
三、论述计算题(共40分)
15．(10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，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1．5的介质中波长为4×10－7 m；
(2)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°。
答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹
解析 已知P点与S1和S2的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹。
(1)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。
根据光程差δ＝2．1×10－6 m，
所以N1＝＝＝3．5
由此可知，从S1和S2到P点的光程差δ是波长λ1的3．5倍，所以P点为暗条纹。
(2)根据临界角与折射率的关系sinC＝，
得n＝＝
由此可知，B光在空气中波长λ2为：
λ2＝nλ介＝×3．15×10－7 m＝5．25×10－7 m。
由光程差δ和波长λ的关系
N2＝＝＝4
可见，用B光做光源，P点为亮条纹。
16．(10分)如图所示，有一棱镜ABCD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝75°。某同学想测量其折射率，他用激光笔从BC面上的P点射入一束激光，从Q点射出时与AD面的夹角为45°，Q点到BC面垂线的垂足为E，∠PQE＝15°。求：
(1)该棱镜的折射率；
(2)改变入射激光的方向，使激光在AD边恰好发生全反射，其反射光直接到达CD边后是否会从CD边出射？请说明理由。
答案 (1) (2)能 理由见解析
解析 (1)如图所示，QF为法线，∠D＝75°
则∠EQA＝75°，∠PQE＝15°，∠PQA＝60°，∠PQG＝30°，所以入射角i＝∠PQG＝30°，折射角r＝45°
因为光从棱镜射向空中，所以该棱镜的折射率
n＝＝＝。
(2)设全反射临界角为C，如图所示
sinC＝＝，C＝45°，∠JOD＝90°－C＝45°，∠D＝75°，因而∠OJD＝60°，激光在CD边的入射角30°<45°，因而激光能够从CD边出射。
17．(10分)如图所示，在一个很大的透明容器中有折射率n＝的透明液体，液体内有一平面镜M，水平光束AB射到容器的竖直侧壁上的B点后投射到平面镜上O点处。为了使光束BO经M一次反射后的光线能够从液体的上表面射出，平面镜与水平方向的夹角α应满足什么条件？
答案 22．5°＜α＜67．5°
解析 当光经平面镜反射后，经折射从水中射出，但由于平面镜与水平方向的夹角α的不同取值，光既可向左上方，也可向右上方传出，并可能出现光的全反射现象，如图甲、乙所示。
由图甲得，若在水面上发生全反射，
有n＝，即C＝arcsin＝arsin＝45°。
由反射定律及几何关系得：2(90°－α)＋C＝90°，
即α＝67．5°。
由图乙及几何关系得：C＋2α＝90°，即α＝22．5°。
综合两种情况，为使光束经M一次反射后的光线能够射出液体的上表面，平面镜与水平方向的夹角α的范围为：22．5°＜α＜67．5°。
18．(10分)如图所示，一柱形玻璃的横截面是半径为R的圆弧，圆心O，以O为原点建立直角坐标系xOy。一单色光平行于x轴射入玻璃，入射点的坐标为(0，d)，单色光在玻璃中的折射率为n＝，不考虑单色光经圆弧面反射后的情况。
(1)当d多大时，该单色光在圆弧面上刚好发生全反射？
(2)当d→0时，求该单色光照射到x轴上的坐标。(θ很小时，sinθ≈θ)
答案 (1)R (2)(2＋)R
解析 (1)如图1，当光射到圆弧面上的入射角小于或等于临界角θ时，均可从圆弧面射出，则sinθ＝，解得θ＝45°。
根据几何关系：d＝R。
(2)如图2，当光射到圆弧面上的入射角很小时，设折射角为α，入射角为β，由折射定律：sinα＝n·sinβ
在△OEF中，由正弦定理：＝
当d→0时，sinθ＝θ，则：OF＝ R，α＝nβ
联立解得：OF＝(2＋)R。