1、選修3-4光學綜合練習題一、選擇題1. 假設地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時刻與實際存在大氣層的情況相比（ ）A. 將提前 B. 將延后C. 在某些地區將提前，在另一些地區將延后 D. 不變2. 如圖所示，一圓柱形容器的底部有一凹面鏡，其主軸與圓柱形容器的軸線重合，一點光源S射向凹面鏡的光線，經凹面鏡反射平行于主軸，當往容器中注入水后，水面在點光源與凹面鏡之間，要使點光源S射向凹面鏡的光線，以凹鏡反射后互相平行，則點光源就沿主軸（ ）A. 適當提高 B. 適當降低 C. 不動 D. 無法確定移動方向3. 如圖所示，兩細束平行的單色光a、b射向同一塊玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的下

2、表面射出。已知玻璃對單色光a的折射率較小，那么下列說法中正確的有（ ）A. 進入玻璃磚后兩束光仍然是平行的B. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光不再平行C. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離一定減小了D. 從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同4.在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差0.6m，若分別用頻率為f1=5.01014Hz和f2= 7.51014Hz的單色光垂直照射雙縫，則 P點出現明、暗條紋的情況是（ ）A. 單色光f1和f2分別照射時，均出現明條紋 B. 單色光f1和f2分別照射時，均出現暗條紋 C. 單色光f1照射時出現明條紋，單色光f2照射時出現暗條紋

3、D. 單色光f1照射時出現暗條紋，單色光f2照射時出現明條紋5. 在雙縫干涉實驗中以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時（ ）A. 只有紅色和綠色的雙縫于涉條紋，其它顏色的雙縫干涉條紋消失B. 紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其它顏色的雙縫干涉條紋依然存在C. 任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D. 屏上無任何光亮6. 用綠光做雙縫干涉實驗，在光屏上呈現出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為x。下列說法中正確的有（ ） A. 如果增大單縫到雙縫間的距離，x 將增大B. 如果增大雙

4、縫之間的距離，x 將增大C. 如果增大雙縫到光屏之間的距離，x將增大D. 如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，x將增大7. 一束單色光從空氣射入玻璃中，則其（ ）A. 頻率不變，波長變長 B. 頻率變大，波長不變C. 頻率不變，波長變短 D. 頻率變小，波長不變8. 對于光波和聲波，正確的說法是（ ）A. 它們都能在真空中傳播B. 它們都能產生反射和折射C. 它們都能產生干涉D. 聲波能產生干涉而光波不能9. 兩個獨立的點光源S1和S2都發出同頻率的紅色光，照亮一個原是白色的光屏，則光屏上呈現的情況是（ ）A. 明暗相間的干涉條紋B. 一片紅光C. 仍是呈白色的 D. 黑色10.

5、如圖所示，將半圓形玻璃磚放在豎直面內，它左方有 較 大的光屏P，一光束SA總是射向圓心O，在光束SA繞圓心O 逆 時針轉動過程中，在P上先看到七色光帶，然后各色光陸續消失， 則此七色光帶從下到上的排列順序以及最早消失的光是（ ）A紅光紫光，紅光 B紫光紅光，紅光C紅光紫光，紫光 D紫光紅光，紫光圖511太陽光的可見光部分照射到地面上，通過一定的裝置可觀察太陽光譜如圖5所示是一簡易裝置：一加滿清水的碗放在有陽光的地方，將平面鏡M斜放入水中，調整其傾斜角度，使太陽光經水面折射再經水中平面鏡反射，最后由水面折射回空氣射到室內白墻上即可觀察到太陽光譜的七色光帶，逐漸增大平面鏡的傾斜角度，各色光將陸續消

6、失，則此七色光帶從上到下的排列順序以及最先消失的光分別是 ( ) A紅光一紫光，紅光 B紫光一紅光，紅光C紅光一紫光，紫光 D紫光一紅光，紫光12酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠處車、人的倒影，但當你靠近“水面”時，它也隨你的靠近而后退，對此現象正確的解釋是（ ）A這是太陽光通過空氣發生干涉形成的一種現象B太陽照射地面，使地表空氣溫度升高，折射率變小，發生全反射所致C太陽照射地面，使地表空氣溫度升高，折射率變大，發生全反射所致D“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產生幻覺所致13.激光散斑測速是一種嶄新的測速技術，它應用了光

7、的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體的速度與二次曝光時間間隔的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距。若所用激光波長為，則該實驗確定物體運動速度的表達式是（ ）A. B. C. D. 14一單色光，在空氣中的波長為0，在玻璃中的波長為，波速為v，玻璃對這種色光的折射率為n。當此光從玻璃射向空氣發生全反射的臨界角為A，則（ ）A B C D15. 如圖（a）所示是利用雙縫干涉測定單色光波長的實驗裝置，濾光片的作用是_，單縫的作用是_，雙縫的作用是_，單縫和雙縫之間的方向關系是_。某同學在做該實驗時，第一次分劃

8、板中心刻度對齊A條紋中心時（圖1），游標卡尺的示數如圖3所示，第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心時（圖2），游標卡尺的示數如圖4所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖3中游標卡尺的示數為_mm，圖4游標卡尺的示數為_mm，實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是_，所測單色光的波長為_m。 16.用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖144（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，雙縫間距d=0.25mm。用測量頭來測量亮紋中心的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮紋的中心（如圖14-

9、4（乙）所示），記下此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數。（1）分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數如圖14-4（丙）所示，則對準第1條時讀數x1=_mm、對準第4條時讀數x2=_mm（2）寫出計算波長的表達式，=_（用符號表示），=_nm光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏圖（甲）L1L215205100202515圖（丙）第1條時讀數第4條時讀數1520510030354045圖（乙）17如圖所示，ABC為等腰三棱鏡，頂角A的大小為60。一條光線由AB面入射，折射光線與底邊BC平行，出射光線的偏向角=30。那么這個三棱鏡

10、材料的折射率是多少？18.一單色光束射到折射率n=1.414的透明球表面，光束在過球心的平面內，入射角i=45。試研究該光束經球面折射進入球內后，又經內表面反射一次，再經球面折射后射出的光線，如圖10所示。（圖中已畫出入射光和出射光）圖10 （1）在圖中畫出光線在球內的路徑和方向； （2）求入射光和出射光之間的夾角； （3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情況與玻璃相仿，問那種顏色光的角最大？哪種顏色的角最??？習題答案1.解析：如圖，a是太陽射出的一束光線，由真空射向大氣層發生折射，沿b方向傳播到P點，在P處的人便看到太陽。如果沒有大氣層，光束使沿a直線傳播，同樣的時刻在P點便看不到太陽，須

11、等太陽再上升，使a光束沿b線方向時才能看到太陽，故沒有大氣層時看到日出的時刻要比有大氣層時延遲。答案：B2.解析：點光源射向水面的光線要發生一次折射，再射到凹面鏡上發生反射，反射的光線互相平行。由光路可逆，設光線平行于主軸射向凹面鏡，在凹面鏡反射后射向水面，在水面上發生折射，由圖可知，S/在S的下方，說明了點光源S應適當降低。答案: B3.解析：進入時入射角相同，折射率不同，因此折射角不同，兩束光在玻璃內不再平行，但從下表面射出時仍是平行的。射出時兩束光之間的距離根據玻璃磚的厚度不同而不同，在厚度 從小到大變化時，該距離先減小后增大，有可能和入射前相同（但左右關系一定改了）答案：A4.解析：如

12、圖所示，雙縫S1、S2，到光屏上任一點P的路程之差dS2S2，當d等于單色光波長的整數倍時，由S1和S2發出的光在P點互相加強，P點出現明條紋，當d等于單色光半個波長的奇數倍時. 這樣由S1和S2發出的光在P，互相抵消，出現暗條紋。本題中單色光f1的波長為1Cf10.6m，單色光f2的波長為2Cf20.4m可見d=1、d=32/2 答案: C5.解析：由于雙縫前各有一塊濾光片，分別都透過紅光和綠光，這兩種色光不能發生干涉，故在屏上無雙縫干涉條紋，但是這兩種色光通過每個單縫時發生單縫衍射，故屏上仍有光亮. 所以C選項正確。6.解：公式中l表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離。因此x與單縫到雙

13、縫間的距離無關，于縫本身的寬度也無關。本題選C。7.點評：波從一種介質到另一種介質，頻率不變，但波速改變，且此時要變小，則波長也要變小。答案:C8.答案：BC9.解析：兩個點光源發出的光雖然同頻率，但“振動情況”并不總是完全相同，故不能產生干涉，屏上沒有干涉條紋，只有紅光。 答案:B10.解析：紫光折射角最大，最下面的是紫光，紫光也最容易發生全反射，因此，紫光最先消失。答案：D11.答案：C12答案：B13.解析：設雙縫的距離為d，則由題設有，雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距、雙縫距離d、光波長為滿足，解得，故選項B正確。答案：B14.答案：D15.解析：濾光片的作用是獲得單色光，單縫的作用是產生線光源，雙縫的作用是產生相干光源，單縫和雙縫之間的方向是平行的，游標卡尺的示數分別為11.5mm和16.7mm，由可知，實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小實驗誤差，將已知數據代入dx /l，可知波長為6.5107。16.解析：螺旋測微器讀數特別注意半mm刻度線是否漏出。圖（丙）中兩個讀數分別為2.190mm，7.868mm。第一條與第四條之間有三個條紋間距的寬度，相鄰條紋間的距離，由公式，可得=6.76m=676nm。答案：