光学_章节学习_百度题库

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大，关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：

①c光的频率最大　　②a光的传播速度最小

③b光的折射率最大　④a光的波长比b光的短

根据老师的的假定，以上回答正确的是

A①②

B①③

C②④

D③④

正确答案

C

解析

由视深h′＝，知b光的折射率最小，由c光照亮的面积比a的大，知临界角Cc＞Ca，由sinC＝，得折射率na＞nc，则三种色光的折射率关系为na＞nc＞nb，③错，故选项B、D错误；由na＞nc＞nb知三种色光的频率为νa＞νc＞νb，①错，故选项A错误，则选项C正确。

知识点

光的反和折射全反射

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的（　）

A速度变慢，波长变短。

B速度不变，波长变短。

C频率增高，波长变长。

D频率不变，波长变长。

正确答案

A

解析

折射率=真空中的光速÷介质中的速度，从空气到玻璃折射率变大，真空光速不变，则在玻璃中的速度变小。频率不变，可知道波长变小。

知识点

光的反和折射

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图听示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则：（）

A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B小球所发的光能从水面任何区域射出

C小球所发的光频率变大

D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

正确答案

D

解析

略

知识点

光的反和折射全反射

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题型：简答题

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简答题 · 12 分

（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛，下面关于激光的叙述正确的是。

a激光是纵波

b频率相同的激光在不同介质中的波长相同

c两束频率不同的激光能产生干涉现象

d利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离

（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×m，屏上P点距双缝和的路程差为7.95×m，则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”），现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”或“不变”）。

（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出，已知入射角为i，A与O 相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d。

正确答案

（1）d；

（2）暗条纹；变宽。

(3)

解析

（1）激光是电磁波，为横波，A错；频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B错；能产生干涉的条件是两列光的频率相同，C错；测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D正确。

（2），波程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。

，变大，变大，变宽。

（3）设折射角为r，折射定律；几何关系

解得

知识点

光的反和折射全反射用双缝干涉实验测定光的波长激光的特性和应用

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是

A在相同介质中，绿光的折射率最大

B红光的频率最高

C在相同介质中，蓝光的波长最短

D黄光光子的能量最小

正确答案

C

解析

略

知识点

光的反和折射

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为

A4.0m

B4.5m

C5.0m

D5.5m

正确答案

B

解析

如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得

，即。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。

知识点

光的反和折射

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

以往，已知材料的折射率都为正值。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角与折射角依然满足但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对于电磁波的折射率，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是

A

B

C

D

正确答案

B

解析

略

知识点

光的反和折射

1

题型：简答题

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简答题 · 12 分

（1）一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时。）

（2）右图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，、是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示，报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫，为了进免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上弃家经商的位置有多少个？

正确答案

见解析

解析

（1）

如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作，交于D点，则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得

①

由几何关系得 ②

③

出射光线与入射光线之间的距离为

④

当入射角很小时，有

由此及①②③④式得 ⑤

评分参考：本题共6分，①②③④式各1分，⑤式2分。

（2）相应于声频的声波的波长是

①

式中是空气中的声速。在右图中，O是AB的中点，P是OB上任一点。将表示为 ②

式中为实数，当时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，O是干涉加强点；对于B点，

③

所以，B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。

知识点

波的干涉和衍射现象光的反和折射

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

如题20图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出的部分的弧长为

A

B‍

C ‍

D‍‍‍

正确答案

B

解析

根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为。

知识点

光的反和折射全反射

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（）

A

B

C

D

正确答案

A

解析

略

知识点

光的反和折射全反射

1

题型：简答题

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简答题 · 12 分

（1）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示，在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m，测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，由此可知

①波长λ＝______________m；

②当B点离开平衡位置的位移为＋6cm时，A点离开平衡位置的位移是____________cm。

（2）一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为，现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜，不考虑棱镜内部的反射，若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？

正确答案

见解析。

解析

（1）①由题图可知，振动周期s，A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，则相距为半个波长，所以波长为20m；

②相距半个波长的两点振动位移等大反向，因此为cm。

（2）

设入射光经玻璃折射时，入射角为i，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为，根据折射定律有

①

由几何关系得

②

当i=0时，由①式知r=0，有最大值(如图)，由②式得

③

同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，即

④

由①②③④式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为

⑤

知识点

波长、频率和波速的关系光的反和折射

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题型：简答题

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简答题 · 15 分

（1）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是______。

A．振幅一定为A

B．周期一定为T

C．速度的最大值一定为v

D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离

E．若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同

（2）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，o表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30， MOA=60，NOB=30。求：

1）光线在M点的折射角

2）透明物体的折射率

正确答案

解析

（1）由波的形成与传播可知，正确答案是ABE。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

（2）1）解：如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于氏面EF对称，Q、P和N

三点共线。

设在M点处，光的和射角为i，折射角为r，

。根据题意有

①

由几何关系得，，于是

②

且③

由①②③式得④

2）解：根据折射率公式有

⑤

由④⑤式得 ⑥

知识点

简谐运动的描述光的反和折射全反射

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示，用a、b两束光（　　）

A先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波

B先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子

C从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气

D从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大

正确答案

C

解析

横波与纵波均能发生干涉现象，双缝干涉只证明光具有波动性，A项错误；从题图可看出a光折射率较大，频率也较大，a光照射某金属时恰能逸出光电子，b光的频率低于该金属的极限频率，b光照射时一定不能逸出光电子，B项错误；a光折射率较大，发生全反射的临界角较小，以相同角度入射，b光已发生全反射，a光一定发生全反射，C项正确；由于入射角相同，由反射定律知反射角也相同，D项错误。

知识点

光的反和折射

1

题型：简答题

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简答题 · 15 分

（1）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角，为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜的折射率为。（填入正确选项的字母）

a

b

c

d

（2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中轴上的O、A两点处，OA=2m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿轴相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同。求：

（i）简谐横波的波长；

（ii）OA间合振动振幅最小的点的位置。

正确答案

见解析

解析

（1）

根据折射率定义有，‍，，已知∠1=450∠2+∠3=900，解得：n=

（2）

（i）设简谐横波波长为，频率为，波速为，则 ①

代入已知数据得 ②

（ii）以为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为 ③

其中x、以m为单位。

合振动振幅最小的点的位置满足为整数 ④

联立③④式，得 ⑤

知识点

波长、频率和波速的关系光的反和折射

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是

A玻璃对a光的折射率小雨对b光的折射率

Ba光的频率大于b光的频率

C在真空中a光的波长大于b光的波长

Da光光子能力小于b光光子能量

正确答案

B

解析

由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对a光的折射率大，可假设a光是紫光，b光是红光，结合所学易知选项A、C错误，B正确；由可知a光光子能量大于b光光子能量，D错误。本题选B。

知识点

光的反和折射

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