第十三章《光》单元测试(含解析)
文档属性
| 名称 | 第十三章《光》单元测试(含解析) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 252.4KB | ||
| 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 | 2020-02-20 00:25:07 | ||
图片预览
文档简介
第十三章《光》
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( )．
A． 用单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹
B． 用单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹
C． 用单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹
D． 用单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹
2.一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ＝60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是( )
A． B． C． D． 2
3.在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，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
4.abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线的入射点O的位置不变，改变入射光的入射方向(不考虑bc面反射的光线)．则( )
A． 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
B． 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
C． 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
D． 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
5.如图 (甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的p点沿水平方向看到的应该是图 (乙)中的哪个图形( )
A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D
6.如图所示，发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则( )
A． l1l2>l0 C． l2>l1>l0 D． l27.如图所示，置于空气中的厚玻璃砖，AB，CD分别是玻璃砖的上、下表面，且AB∥CD，光线经AB表面射向玻璃砖时，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是( )
A． 不可能发生全反射 B． 有可能发生全反射
C． 只要入射角θ1足够大就能发生全反射 D． 不知玻璃的折射率，无法判断
8.如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是( )
A． AO是入射光，OB为反射光，OC为折射光
B． BO是入射光，OC为反射光，OA为折射光
C． CO是入射光，OB为反射光，OA为折射光
D． 条件不足，无法确定
9.关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A． 自然光是偏振光
B． 在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象
C． 水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象
D． 在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽
10.用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线．若劈尖的上表面向上平移一小段距离，如图所示，则干涉条纹宽度将( )
A． 变宽 B． 变窄 C． 不变 D． 无法确定
11.如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是( )
A． 2 B． 3 C． 4 D． 5
12.如图，a表示单缝，b表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，则( )
A． 图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹
B． 单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C． 双缝间距离越小，对应条纹间距越大
D． 照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
13.某单色光从甲介质射入乙介质，入射角为30°，折射光线与反射光线之间的夹角为95°，那么( )
A． 乙介质是光疏介质
B． 光线在甲介质中的传播速度比在乙介质中快
C． 光线从甲介质进入乙介质可能发生全反射
D． 光线从乙介质进入甲介质可能发生全反射
14.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )
A．O点是红光的亮条纹 B． 红光的第一条亮条纹在P点的上方
C．O点不是蓝光的亮条纹 D． 蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
15.如图所示，两束颜色不同的单色光A，b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法中正确的是( )
A． 三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率
B． a光在三棱镜中传播的速度较大
C． 让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
D． 在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
16.如图所示两束单色光A，b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是( )
A． 用同一双缝干涉实验装置分别以A，b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B． 用A，b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C． 在水中a光的速度比b光的速度小
D． 在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光F．a比b更容易发生衍射现象
17.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像
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
三、实验题
18.图①是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置。测得双缝屏到毛玻璃屏的距离为0.2m、双缝的距离为0.4mm。图②是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号。图③、图④是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图③是测第1号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为____________mm，图④是测第4号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为__________mm。根据上面测出的数据可知，被测光的波长为____________nm。
19.用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓，如图所示．
(1)在本题的图上画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是________________________________，
在图上标出它们．
(3)计算折射率的公式是n＝________.
四、计算题
20.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2－r1)应为多大？
21.原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光。激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪。
(1)说明激光的主要特点；
(2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题。请分析这台激光反射器用什么光学仪器好；
(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？
(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？
答案解析
1.【答案】C
【解析】单色光f1的波长：
λ1＝＝m＝0.6×10－6m＝0.6 μm.
单色光f2的波长：
λ2＝＝m＝0.4×10－6m＝0.4 μm.
因P点到双缝的距离之差Δx＝0.6 μm＝λ1，
所以用单色光f1照射时P处出现亮纹．
Δx＝0.6 μm＝λ2，
所以用单色光f2照射时P处出现暗纹，故选项C正确
2.【答案】A
【解析】作出光路图如图所示．
光线在P点发生了折射，则有：n＝据题意知光线在Q点恰好发生了全反射，入射角等于临界角C.
由几何知识有：r＋C＝90°
n＝＝，即得ncosC＝sinθ
又sinC＝，则cosC＝＝
联立可得：＝sin 60°解得：n＝
故选：A.
3.【答案】C
【解析】只要实验方法和步骤完全正确，与玻璃砖的两个光学面是否平行没有关系
4.【答案】C
【解析】入射光垂直ac面入射，到达ab面时其入射角为45°，可见白光中的各色光的临界角均小于或至多等于45°.
若入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α必须大于45°，所以更不可能有任何颜色的光透出ab面．
若入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α将小于45°.这样才有可能将α小于某单色光的临界角，使该颜色的光透出ab面．
由于临界角αc＝arcsin，所以n愈小，临界角愈大．在红、橙、黄、绿、蓝、紫这六色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光的临界角最大，紫光的临界角最小．这样一来，当ab面处的入射角α从45°开始减小时首先达到红光的临界角，可见若有光从ab面处透出，将首先是红光，选项C正确．
5.【答案】D
【解析】
筷子在水中部分反射的光到达p点后折射，如图所示。筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗。
6.【答案】D
【解析】
由视深公式h′＝，可知，线光源ab的像长l＝。因为介质的折射率n大于1，所以像长l＜l0。由光的色散知识可知，水对红光的折射率n1小于水对蓝光的折射率n2，由l1＝和l2＝可得l1＞l2。
7.【答案】A
【解析】据光路可逆原理可知A正确，B、C、D全错．
8.【答案】C
【解析】法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧．入射角大小等于反射角，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
9.【答案】D
【解析】A，自然光是沿各个方向振动，而偏振光沿特定方向振动，故A错误；
B，在平静的湖面上出现树的倒影是光的反射现象，故B错误；
C、水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹，是膜两表面反射光，频率相同，进行相互叠加，出现光的干涉现象，故C错误；
D、光的双缝干涉实验中，波长越长，干涉条纹间距越宽，当把入射光由绿光改为黄光，波长变长，则条纹间距将变宽，则D正确；
10.【答案】C
【解析】要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的．具体为：当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，当劈尖的上表面向上平移一小段距离，亮条纹将向劈尖前一级亮条纹移动，但亮暗条纹间距不变，故C正确，A、B、D错误．
11.【答案】B
【解析】
sin C＝＝，C＝45°；n＝，θ＝30°.光路图如图所示．所以共3条射出玻璃球．
12.【答案】C
【解析】根据单缝衍射条纹间距不等，而双缝干涉条纹间距相等，则有图c表示双缝干涉条纹，图d表示单缝衍射条纹，故A错误；根据明显的衍射现象条件可知，当单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，故B错误；在波的干涉中，干涉条纹的间距Δx＝λ，由公式可得，条纹间距与波长、缝屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故C正确，D错误．
13.【答案】AC
【解析】由题意知反射光线与折射光线的夹角为95°，则折射角为55°，而入射角为30°，则甲为光密介质，乙为光疏介质．据n＝和n甲＞n乙可知，光线在介质中传播速度v甲＜v乙．根据发生全反射的条件知，光线从甲介质进入乙介质时可能发生全反射，所以A、C正确．
14.【答案】AB
【解析】O点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O点均为亮条纹，所以A正确，C错误；由Δx＝λ可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，D错误．
15.【答案】ACD
【解析】通过以下表格进行逐项分析：
16.【答案】ADF
【解析】假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强．据此可判断选项C，E错误，D、F正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，选项B错误．
17.【答案】B，D
【解析】放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如图13－6－7所示，在每架放映机前有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经银幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏光眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，右眼镜片跟右边放映机前面偏振镜的偏振方向一致。这样，左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感，因此B，D选项正确。
18.【答案】0.506～0.509 1.507～1.509 665～669
【解析】①螺旋测微器的读数为：
0．5mm＋0.01mm×0.8＝0.508mm
②读数为：1.5mm＋0.01mm×0.9＝1.509mm
③两相邻明条纹之间的间距为：
Δx＝mm＝0.334mm
由Δx＝λ有λ＝＝m＝0.667×10－6m＝667nm
19.【答案】见解析
【解析】(1)光路图如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．
(2)在所画的图上画出虚线部分，并注明入射角θ1和折射角θ2，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)．
(3)n＝(或因为sinθ1＝，sinθ2＝，则n＝＝)．
20.【答案】
【解析】由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当屏上某点到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2－r1＝(2k－1)，其中k＝1,2,3….所以当出现第2条暗条纹时，取k＝2，所以r2－r1＝.又因为c＝λf，所以r2－r1＝.
21.【答案】(1)高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好
(2)全反射棱镜
(3)激光具有单色性好，易得到稳定的相干光源
(4)高能量，且方向性好
【解析】
/
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( )．
A． 用单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹
B． 用单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹
C． 用单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹
D． 用单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹
2.一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ＝60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是( )
A． B． C． D． 2
3.在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，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
4.abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线的入射点O的位置不变，改变入射光的入射方向(不考虑bc面反射的光线)．则( )
A． 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
B． 使入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
C． 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则红光将首先射出ab面
D． 使入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则紫光将首先射出ab面
5.如图 (甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的p点沿水平方向看到的应该是图 (乙)中的哪个图形( )
A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D
6.如图所示，发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则( )
A． l1
A． 不可能发生全反射 B． 有可能发生全反射
C． 只要入射角θ1足够大就能发生全反射 D． 不知玻璃的折射率，无法判断
8.如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是( )
A． AO是入射光，OB为反射光，OC为折射光
B． BO是入射光，OC为反射光，OA为折射光
C． CO是入射光，OB为反射光，OA为折射光
D． 条件不足，无法确定
9.关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A． 自然光是偏振光
B． 在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象
C． 水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象
D． 在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽
10.用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线．若劈尖的上表面向上平移一小段距离，如图所示，则干涉条纹宽度将( )
A． 变宽 B． 变窄 C． 不变 D． 无法确定
11.如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是( )
A． 2 B． 3 C． 4 D． 5
12.如图，a表示单缝，b表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，则( )
A． 图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹
B． 单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C． 双缝间距离越小，对应条纹间距越大
D． 照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
13.某单色光从甲介质射入乙介质，入射角为30°，折射光线与反射光线之间的夹角为95°，那么( )
A． 乙介质是光疏介质
B． 光线在甲介质中的传播速度比在乙介质中快
C． 光线从甲介质进入乙介质可能发生全反射
D． 光线从乙介质进入甲介质可能发生全反射
14.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是( )
A．O点是红光的亮条纹 B． 红光的第一条亮条纹在P点的上方
C．O点不是蓝光的亮条纹 D． 蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
15.如图所示，两束颜色不同的单色光A，b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法中正确的是( )
A． 三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率
B． a光在三棱镜中传播的速度较大
C． 让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
D． 在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
16.如图所示两束单色光A，b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是( )
A． 用同一双缝干涉实验装置分别以A，b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B． 用A，b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C． 在水中a光的速度比b光的速度小
D． 在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光F．a比b更容易发生衍射现象
17.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像
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
三、实验题
18.图①是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置。测得双缝屏到毛玻璃屏的距离为0.2m、双缝的距离为0.4mm。图②是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号。图③、图④是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图③是测第1号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为____________mm，图④是测第4号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为__________mm。根据上面测出的数据可知，被测光的波长为____________nm。
19.用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓，如图所示．
(1)在本题的图上画出所需的光路．
(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是________________________________，
在图上标出它们．
(3)计算折射率的公式是n＝________.
四、计算题
20.如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差(r2－r1)应为多大？
21.原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光。激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪。
(1)说明激光的主要特点；
(2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题。请分析这台激光反射器用什么光学仪器好；
(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？
(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？
答案解析
1.【答案】C
【解析】单色光f1的波长：
λ1＝＝m＝0.6×10－6m＝0.6 μm.
单色光f2的波长：
λ2＝＝m＝0.4×10－6m＝0.4 μm.
因P点到双缝的距离之差Δx＝0.6 μm＝λ1，
所以用单色光f1照射时P处出现亮纹．
Δx＝0.6 μm＝λ2，
所以用单色光f2照射时P处出现暗纹，故选项C正确
2.【答案】A
【解析】作出光路图如图所示．
光线在P点发生了折射，则有：n＝据题意知光线在Q点恰好发生了全反射，入射角等于临界角C.
由几何知识有：r＋C＝90°
n＝＝，即得ncosC＝sinθ
又sinC＝，则cosC＝＝
联立可得：＝sin 60°解得：n＝
故选：A.
3.【答案】C
【解析】只要实验方法和步骤完全正确，与玻璃砖的两个光学面是否平行没有关系
4.【答案】C
【解析】入射光垂直ac面入射，到达ab面时其入射角为45°，可见白光中的各色光的临界角均小于或至多等于45°.
若入射光按图中所示的逆时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α必须大于45°，所以更不可能有任何颜色的光透出ab面．
若入射光按图中所示的顺时针方向偏转，则达到ab面时的入射角α将小于45°.这样才有可能将α小于某单色光的临界角，使该颜色的光透出ab面．
由于临界角αc＝arcsin，所以n愈小，临界角愈大．在红、橙、黄、绿、蓝、紫这六色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光的临界角最大，紫光的临界角最小．这样一来，当ab面处的入射角α从45°开始减小时首先达到红光的临界角，可见若有光从ab面处透出，将首先是红光，选项C正确．
5.【答案】D
【解析】
筷子在水中部分反射的光到达p点后折射，如图所示。筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗。
6.【答案】D
【解析】
由视深公式h′＝，可知，线光源ab的像长l＝。因为介质的折射率n大于1，所以像长l＜l0。由光的色散知识可知，水对红光的折射率n1小于水对蓝光的折射率n2，由l1＝和l2＝可得l1＞l2。
7.【答案】A
【解析】据光路可逆原理可知A正确，B、C、D全错．
8.【答案】C
【解析】法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧．入射角大小等于反射角，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
9.【答案】D
【解析】A，自然光是沿各个方向振动，而偏振光沿特定方向振动，故A错误；
B，在平静的湖面上出现树的倒影是光的反射现象，故B错误；
C、水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹，是膜两表面反射光，频率相同，进行相互叠加，出现光的干涉现象，故C错误；
D、光的双缝干涉实验中，波长越长，干涉条纹间距越宽，当把入射光由绿光改为黄光，波长变长，则条纹间距将变宽，则D正确；
10.【答案】C
【解析】要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的．具体为：当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，当劈尖的上表面向上平移一小段距离，亮条纹将向劈尖前一级亮条纹移动，但亮暗条纹间距不变，故C正确，A、B、D错误．
11.【答案】B
【解析】
sin C＝＝，C＝45°；n＝，θ＝30°.光路图如图所示．所以共3条射出玻璃球．
12.【答案】C
【解析】根据单缝衍射条纹间距不等，而双缝干涉条纹间距相等，则有图c表示双缝干涉条纹，图d表示单缝衍射条纹，故A错误；根据明显的衍射现象条件可知，当单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，故B错误；在波的干涉中，干涉条纹的间距Δx＝λ，由公式可得，条纹间距与波长、缝屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故C正确，D错误．
13.【答案】AC
【解析】由题意知反射光线与折射光线的夹角为95°，则折射角为55°，而入射角为30°，则甲为光密介质，乙为光疏介质．据n＝和n甲＞n乙可知，光线在介质中传播速度v甲＜v乙．根据发生全反射的条件知，光线从甲介质进入乙介质时可能发生全反射，所以A、C正确．
14.【答案】AB
【解析】O点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O点均为亮条纹，所以A正确，C错误；由Δx＝λ可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，D错误．
15.【答案】ACD
【解析】通过以下表格进行逐项分析：
16.【答案】ADF
【解析】假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强．据此可判断选项C，E错误，D、F正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，选项B错误．
17.【答案】B，D
【解析】放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如图13－6－7所示，在每架放映机前有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经银幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏光眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，右眼镜片跟右边放映机前面偏振镜的偏振方向一致。这样，左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感，因此B，D选项正确。
18.【答案】0.506～0.509 1.507～1.509 665～669
【解析】①螺旋测微器的读数为：
0．5mm＋0.01mm×0.8＝0.508mm
②读数为：1.5mm＋0.01mm×0.9＝1.509mm
③两相邻明条纹之间的间距为：
Δx＝mm＝0.334mm
由Δx＝λ有λ＝＝m＝0.667×10－6m＝667nm
19.【答案】见解析
【解析】(1)光路图如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．
(2)在所画的图上画出虚线部分，并注明入射角θ1和折射角θ2，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)．
(3)n＝(或因为sinθ1＝，sinθ2＝，则n＝＝)．
20.【答案】
【解析】由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当屏上某点到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差r2－r1＝(2k－1)，其中k＝1,2,3….所以当出现第2条暗条纹时，取k＝2，所以r2－r1＝.又因为c＝λf，所以r2－r1＝.
21.【答案】(1)高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好
(2)全反射棱镜
(3)激光具有单色性好，易得到稳定的相干光源
(4)高能量，且方向性好
【解析】
/