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光 (時間：60分鐘；滿分：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分) 1．(2016寧德高二檢測)下列光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是(　　) A．在水中綠光的傳播速度比紅光的小 B．光纖由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的小 C．在岸邊觀察水中的魚，看到的深度比實(shí)際的深 D．分別用綠光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時得到的條紋間距更窄 2．某同學(xué)使用激光器作光源，在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05 mm的窄縫，進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn)，如圖所示，則他在光屏上看到的條紋是下列選項(xiàng)中的(　　) 3．市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍有一層薄膜(如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示紅外線在氟化鎂中的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為(　　) A.λ　　　　B.λ　　　　C.λ　　　　D．λ 4．一束紅、紫兩色的混合光，由某種液體射向空氣，當(dāng)研究在界面上發(fā)生的折射和反射現(xiàn)象時，可能發(fā)生的情況是選項(xiàng)圖中的(　　) 5．如圖所示，由紅、藍(lán)兩種單色光組成的光束以入射角θ從圓心O處由真空射入半圓柱形玻璃磚，進(jìn)入玻璃磚后分為OA、OB兩束，它們從O到A和從O到B的時間分別為tA和tB，則(　　) A．OA是藍(lán)光，tA小于tB B．OA是藍(lán)光，tA大于tB C．OA是紅光，tA小于tB D．OA是紅光，tA大于tB 二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分) 6．關(guān)于自然光和偏振光，以下說法正確的是(　　) A．自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強(qiáng)度可以不同 B．偏振光是垂直于傳播方向上，只沿著某一特定的方向振動的光 C．自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光 D．太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光 7．關(guān)于折射率，下列說法中正確的是(　　) A．根據(jù) ＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 B．根據(jù) ＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比 C．根據(jù)n＝ 可知， 介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比 D．同一頻率的光由真空進(jìn)入介質(zhì)時，折射率與波長成反比 8．半圓柱形玻璃磚橫截面如圖所示，AB為直徑，O點(diǎn)為圓心。在該截面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等。兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光(　　) A．在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大 B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大 C．b光的頻率比a光的頻率高 D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大 三、非選擇題(本題共4小題，共52分) 9．(8分)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)： (1)下列說法哪一個是錯誤的____________。(填選項(xiàng)前的字母) A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應(yīng)放上單縫和雙縫 B．測量某條干涉亮條紋位置時，應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊 C．為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距Δx＝ (2)測量某亮條紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖所示，其示數(shù)為________mm。 10．(12分)某同學(xué)用插針法測定一半圓柱形玻璃磚的折射率，實(shí)驗(yàn)后留下的痕跡如圖所示，設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，只需用刻度尺測量________和________(均選填l1、l2、l3或l4)，則玻璃磚的折射率可表示為________。 11．(14分)(2016南通高二檢測)如圖所示，一根長直棒AB豎直地插入水平池底，水深a＝0.8 m，棒露出水面部分的長度b＝0.6 m，太陽光斜射到水面上，與水面夾角α＝37，已知水的折射率n＝，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8。求： (1)太陽光射入水中的折射角β； (2)棒在池底的影長l。 12．(18分)半徑為R的固定半圓柱形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線。足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側(cè)且與MN垂直。一束復(fù)色光沿半徑方向與OO′成θ＝30角射向O點(diǎn)，已知復(fù)色光包含有折射率從n1＝ 到n2＝ 的光束，因而光屏上出現(xiàn)了彩色光帶。 (1)求彩色光帶的寬度； (2)當(dāng)復(fù)色光入射角逐漸增大時，光屏上的彩色光帶將變成一個光點(diǎn)，則θ角至少為多少？ 答 案 1．解析：選A　在水中紅光的折射率小于綠光，則紅光的傳播速度比綠光大，故A正確；光纖利用全反射現(xiàn)象傳輸信號，由于內(nèi)芯是光密介質(zhì)即內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，所以光在由內(nèi)芯向外套傳播時發(fā)生全反射而不能泄露，故B錯誤；在岸邊觀察水中的魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深，即看到的要淺，故C錯誤；條紋間距Δx＝λ，紅光的波長較長，則條紋間距較寬，故D錯誤。 2．解析：選B　單縫衍射條紋中間寬，兩側(cè)越來越窄，又由于單縫是水平的，所以衍射條紋也是水平的，B正確。 3．解析：選B　紅外線最顯著的特點(diǎn)之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照射物體時，一般都伴隨著大量的紅外線而致熱。在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(如氟化鎂)，當(dāng)膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的時，燈泡發(fā)出的紅外線射到薄膜后，從薄膜的前后表面反射回來的兩束紅外線發(fā)生干涉，相互抵消，使反射的紅外線強(qiáng)度減弱，達(dá)到冷光效果，B正確。 4．解析：選C　在同種液體中，紫光的折射率較大，所以當(dāng)它們從某種液體射向空氣并且入射角相同時，紫光的折射角較大，A錯誤；根據(jù)臨界角公式sin C＝可知，紫光的折射率較大，臨界角較小，紫光更容易發(fā)生全反射，而選項(xiàng)B中的紅光首先發(fā)生了全反射，所以B錯誤；兩種色光在界面處都要發(fā)生光的反射，D錯誤，C正確。 5．解析：選B　由圖可知OA光線的折射率高，而藍(lán)光的折射率比紅光的高，則OA為藍(lán)光，OB為紅光；由n＝可知光的折射率越高，在玻璃中的傳播速度越慢，因此OA光線在玻璃中的傳播時間較長，即tA大于tB，B正確。 6．解析：選BD　自然光沿各振動方向的光波的強(qiáng)度相同，A錯誤；偏振光在垂直于傳播方向上，只沿某一特定的方向振動，B正確；自然光透過偏振片后成為偏振光，偏振光透過偏振片后不能還原為自然光，C錯誤；太陽、電燈等普通光源發(fā)出的是自然光，D正確。 7．解析：選CD　介質(zhì)的折射率是一個表明介質(zhì)的光學(xué)特性的物理量，由介質(zhì)本身決定，與入射角、折射角無關(guān)；由于真空中光速是個定值，故n與v成反比，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的；由v＝λf，當(dāng)f一定時，v正比于λ，n與v成反比，故折射率與波長λ也成反比，故C、D正確。 8．解析：選ACD　a光沒有發(fā)生全反射，b光發(fā)生了全反射，說明b光臨界角較小，b光折射率較大，b光頻率高，在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大，A、C正確；以相同入射角從空氣斜射入水中，b光折射率大，b光的折射角小，B錯誤；a、b兩束光分別通過同一雙縫時，由于a光波長較長，a光的相鄰亮條紋間距大，D正確。 9．解析：(1)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，首先應(yīng)取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束直接沿遮光筒軸線把屏照亮，A錯誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作可知，B、C正確。(2)讀數(shù)為1.5 mm＋47.00.01 mm＝1.970 mm。 答案：(1)A　(2)1.970 10．解析：根據(jù)光的折射定律可知，玻璃的折射率為：n＝；由題圖可知，sin i＝，sin r＝，顯然OB、OC為圓半徑，有OB＝OC，解得：n＝，所以需要用刻度尺測量l1和l3，即n＝。 答案：l1　l3　n＝ 11．解析：(1)設(shè)折射角為β， 則n＝ 代入數(shù)據(jù)解得β＝37 (2)影長l＝btan (90－α)＋atan β 代入數(shù)據(jù)解得l＝1.4 m。 答案：(1)37　(2)1.4 m 12．解析：作出光路圖如圖所示，由折射定律知 (1)n1＝，n2＝ 代入數(shù)據(jù)得β1＝45，β2＝60 故彩色光帶的寬度為 d＝Rtan (90－β1)－Rtan (90－β2) ＝R (2)由全反射公式知折射率大的光線臨界角小，當(dāng)光屏上彩色光帶變成一個光點(diǎn)時，折射率小的光恰好射出玻璃磚， 有sin C＝＝ 即入射角θ＝C＝45 答案：(1)R　(2)45