光学单元测试题.doc

光学单元测试题
一、选择题
1.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在
C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮
2.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是
A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等
D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧
3..蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是 ( )
A.光的色散现象 B.光的干涉现象 C.光的全反射现象 D.蚌壳凹面对光的会聚现象
4．沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于发生沙尘暴时( )
A.只有波长较长的一部分光才能到达地面 B.只有波长较短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.只有能量较大的光子才能到达地面
5. 某学习小组把三块两面平行玻璃板放在一起做了如图所示的空心三棱镜，然后让一束单色光从左侧玻璃板射入，从右侧玻璃板射出，该小组同学有以下几种猜想，其中你认为正确的是 （ 　）
Ａ．出射光线向底边偏折　　Ｂ．出射光线向顶角偏折
Ｃ．出射光线与入射光线平行 Ｄ．以上说法都不对
6．某同学在学习了光的干涉后进行了如下实验：在学校实验室借了两只小手电筒和一个光屏，然后让这两只手电筒发出的光照射到光屏的同一位置，但他却没有看到光的干涉条纹，于他沮丧地问老师这是为什么，如果你是老师你应该怎样回答他（ ）
A.手电筒射出的光不是单色光 B.周围环境的漫反射光太强
C.干涉图样太小看不清楚 D.两个光源并不是相干光源
7．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光是蓝光，你认为图中哪个光路图是正确的（　　）

8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( )
A．上紫下红的彩色光带 B．上红下紫的彩色光带 C．外红内紫的环状光带 D．一片自光
9、把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是（ ）
A．两束干涉光是a,b面反射形成的；B．干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆；
C．两束干涉光是b,c面反射形成的；D．干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆。
10．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（ ）
A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板
11．某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝干涉实验，在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为Δx。你认以下结论中正确的是 （ ）
A．单缝到双缝间的距离越大，Δx 就越大 B．双缝之间的距离越大，Δx 就越大
C．双缝到光屏之间的距离越大，Δx 就越大 D．双缝间的距离不变，双缝的每条缝的宽度越大，Δx就增大
12.利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度，这一角度称为“旋光角”,的值与糖溶液的浓度有关。将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，是自然光源，、是偏振片，转动，使到达处的光最强，然后将被测样品置于、之间，则下列说法中正确的是( )
A.到达处光的强度会明显减弱 B.到达处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片转动一个角度，使得处光的强度最大，偏振片转过的角度等于
D.将偏振片转动一个角度，使得处光的强度最大，偏振片转过的角度等于
二、填空题
13.用包括红光、绿光、蓝光三种色光的复色光做双缝干涉实验,所产生的干涉条纹中,离中央亮纹最近的干涉条纹是 .
14．某学习小组在学习了光的色散后，做了如下实验：把四个大小完全一样的红色、黄色、绿色、紫色玻璃球置于一个大烧杯的底部，且排列成一排，并向玻璃杯中注入一定深度的水，然后从水面上方垂直俯视各小球，你认为 小球的视觉深度最浅。
15．某同学在做完测定玻璃折射率的实验后，突发奇想，他说受到实验中光路侧移的启示，设计了一个玻璃厚度检测仪，可以用来检测玻璃厚度是否均匀，原理大致是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照射到MN表面，折射后从PQ面射出，最后出射光线照射到光电管C上，光电管C可将光信号转变为电信号，如图所示，依据激光束在C上移的距离，可确定玻璃管厚度的变化，若某次检测中发现光斑在C上左移了Δs，则此玻璃的厚度与原来相比变 。
16.用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图（乙）所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。
（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
（2）写出计算波长λ的表达式，_____nm.

三、计算题
17.用波长为的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹,测得两明条纹间距为,将该装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验,测得干涉条纹中两相邻明条纹间距仍为,若水的折射率为4/3,求此红光的频率.
参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不答者得0分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
AD
B
A
C
D
B
B
BC
D
C
ACD
二、填空题（4分每空，共24分，请把正确答案填在相应的横线上）
13. 蓝光 14. 紫色 15. 厚
16. （1） 2.192 7.867 （2）676
三、计算题（本题28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）
17.已知绿光的波长，绿光两明条纹间距为, 红光两明条纹间距为,设双缝间距为, 双缝到屏的间距为, 绿光在水中的波长为.

水的折射率，相邻两明条纹间距为
则在空气中对绿光有：, 在水中对红光有：
由以上两式可得: 由波速公式,在水中对红光有,
且，则红光的频率
高二物理光学单元测试题
一、填空题
1、发生下列有关光现象的各种说法中正确的是（ ）
①雨后空中出现的虹和霓、日蚀现象，游乐园的“哈哈镜”使人成像变形这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚
②水面上的油膜呈现出彩色条纹，小孔成像，光的色散这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚
③仅仅从光的干涉和光的衍射现象无法说明光具有波粒二象性
④泊松亮斑和和光的偏振仅能反映出光的波动性
外套
内芯
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
2、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤 维的说法正确的是
A、内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
B、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射
C、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
D、内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
3、水平地面上物体M将站在A处的人的视线挡住，如图所示，为了能看到M后面的地面，在上方水平放一平面镜，且反光面对着地面，A处的人为了看到M后面距M较近的地方，他应该（ ）
A．将平面镜平行上移 B．将平面镜平行下移C．将平面镜水平左移 D. 人向靠近M方向移动
4、光热转换是将太阳光能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳光能转化的热能，这种镀膜技术的物理学依据是（ ）
A．光的直线传播 B．光的粒子性 C．光的干涉 D．光的衍射
5、如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．牛顿环正中心的大圆是一个亮斑
D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的
6、如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三梭镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（ ）
A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽
B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽
C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽
D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽
8、自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整个世界面貌发生了深刻的变化．下列有关的说法中正确的是（ ）
A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c
B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流
C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物
D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射
9、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。根据老师的假定，以上回答正确的是
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
10、如图所示，只含有两种单色光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱体后，被分成OA和OB两束，沿图示方向射出。则下列判断正确的是 （ ）
A.经反射和折射后的光线OA、OB均为偏振光；
B.若PO是由红光和紫光组成的，则OA为紫光，OB为红光；
C. 这两种单色光在玻璃中传播时，OA光的传播速度较小
D.若用这两种单色光分别进行光的干涉实验，则OA光束的干涉条文间距小
11、如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（ ）
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫

12、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，对检查中所观察到的干涉条纹下列说法正确的是 ( )
A．形成的条纹是等间距明暗相间的条纹
B．形成的条纹是由a的下表面和b的上表面反射的光叠加而成的
C．若将a板顺时针转动，则可以看到条纹间距变宽
D．若看到条纹向劈尖方向弯曲，则该处厚玻璃板下凹
二、实验题
13、在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列仪器：
A．白炽灯 B．双窄缝片 C．单窄缝片 D．滤光片E．毛玻璃光屏
（1）把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是（填字母）
（2）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置（图甲）的手轮读数为 mm，c纹位置（图乙）的手轮读数为 mm。
（3）已知双缝间的距离为0.18 mm，双缝与屏的距离为500 mm，则单色光的波长为
。.

14、在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、
bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以 aa′、bb′为界面画光路图。

则甲同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”） 乙同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）丙同学测得的折射率与真实值相比 。

三、解答题
15、激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻两条亮纹间距。若所用激光波长为，求该实验确定物体运动速度的表达式。

A
B
Bˊ
i
o
液面YYWIYY
16、如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用一定的装置将光信号转变为电信号，电信号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现光点B在屏上向右移动了Δs的距离到Bˊ，则液面如何变化？变化了多少？