1、高中物理最新試題精編板塊四光學部分一、選擇題：在下列每小題給出的四個答案中，至少有一個是正確的，把正 確答案全選出來.1.下列關于波的敘述中正確的是（）A.光的偏振現象表明光是一種橫波B.超聲波可以在真空中傳播C.白光經光密三棱鏡折射發生色散時，紅光的偏折角最大D.當日光燈啟動時，旁邊的收音機會發出“咯咯”聲，這是由于電磁波的干擾造成的答案：AD2.以下關于光的有關說法中正確的是（）A.光導纖維是應用了光的全反射現象，無影燈主要是應用了光的衍射B.天空中出現的彩虹是因為光的折射形成色散現象C.自然光是光振動沿各個方向均勻分布的光，偏振光是光振動沿著特定方向的光D.現在我們知道，光就是一份一份的

2、能量答案：BC3.在沒有月光的夜間，一個池面較大的水池底部中央有一盞燈（可看做光源），小魚在水中游動，小鳥在水面上方飛翔，設水中無雜質且水面平靜，下面的說法中正確的是（）A.小魚向上方水面看去，看到水面到處都是亮的，但中部較暗B.小魚向上方水面看去，看到的是一個亮點，它的位置與魚的位置無關C.小鳥向下方水面看去，看到水面中部有一個圓形區域是亮的，周圍是暗的D.小鳥向下方水面看去，看到的是一個亮點，它的位置與鳥的位置有關答案：BD4 .如圖所示，激光液面控制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光電管將光訊號轉換為電訊號，電訊號輸入控制系統

3、來控制液面的高度，若發現光點在屏上向右移動了4 s距離，即射到B點，則液面的高度變化是 （）A.液面降低一二 B. 液面升高ssinisiniC.液面降低D.液面升高2tani2tani答案：D5 .如圖所示為光由玻璃射入空氣中的光路圖，直線AB與CD垂直，其中一條是法線.入射光線與 CD的夾角為，折射光線與 CD的夾角為 ，（+ 豐900）,則該玻璃的折射率 n等于（）A. sB.s C.cos-D. cossinsincoscos答案：D6 . 一束單色光由空氣射入截面為半圓形的玻璃磚，再由玻璃磚射出，入射光線的延長線沿半徑指向圓心，則在如圖所示的四個光路圖中，有可能用來表示上述光現象的是

4、（）答案：CD7 .如圖所示，空氣中有一塊橫截面呈扇形的玻璃磚，折射率為.2 .現有一細光束垂直射到 AO面上，經玻璃磚反射、折射后，經 OB面平行返 回，/ AO斯1350,圓的半徑為r,則入射點P距圓心。的距離為（）A. B. C. rsin 7. 50 D. rsin 15042答案：C8.如圖所示，用三塊完全相同的平板玻璃組成一等邊三角形，一束單色光由AB面入射,由AC面射出，則以下說法正確的是（）及A.射出光線方向與入射光線平行.'.8 .射出光線向頂角偏折-C.射出光線會發生色散廠'D.射出光線向底邊偏折答案：AC9 .如圖所示，全反射玻璃三棱鏡的折射率n= J2

5、, 一束光線垂直于ac邊從點。射入棱鏡，現在讓入射光線繞。點旋轉改變入射方向，以下結論正確的是（）ab邊射出且向右移動ab、bc兩邊射出ab邊射出且向左移動bc邊射出且向下偏轉移動A.若入射光線從圖示位置順時針旋轉，則折射光線將從B.若入射光線從圖示位置順時針旋轉，則折射光線將會從C.若入射光線從圖示位置逆時針旋轉，則折射光線將從D.若入射光線從圖示位置逆時針旋轉，則折射光線將從答案：BD10.2008年奧運會上，光纖通信網將覆蓋所有的奧運場館，為各項比賽提供安全、可靠若采用的光導纖維是由內芯的通信服務，光纖通信是利用光的全反射將大量信息高速傳輸.和包層兩層介質組成，下列說法正確的是（）A.內

6、芯和包層折射率相同，折射率都大B.內芯和包層折射率相同，折射率都小C.內芯和包層折射率不同，包層折射率較大D.內芯和包層折射率不同，包層折射率較小答案：D11.如圖所示，MN是暗室墻上的一把直尺，一束寬度為 a的平行白光垂直射向 MN現 將一橫截面積是直角三角形（頂角A為300）的玻璃三棱鏡放在圖中虛線位置，且使其截面的直角邊AB與MN平行，則放上三棱鏡后,A.被照亮部分下移B.被照亮部分的寬度不變C.上邊緣呈紫色，下邊緣呈紅色D.上邊緣呈紅色，下邊緣呈紫色射到直尺上的光將（）12.某種色光，在真空中的頻率為，波長為,光速為c,射入折射率為n的介質中答案：AD時，下列關系中正確的是（）A.速度

7、是c,頻率為B.速度是c/n,頻率為 C.速度是c/n,頻率為 D.速度是c/n,頻率為 答案：C,波長為/ n,波長為 /n,波長為 /n,波長為13.如圖所示，一細束紅光和一細束紫光以相同的入射角i從空氣射入長方體形玻璃磚的同一點， 并且都直接從下表面射出， 下列說法正確的是（）A.從上表面射入時紫光的折射角比紅光的折射角小B.從下表面射出時紫光的折射角比紅光的折射角大C.紫光和紅光將從下表面的同一點射出D.從下表面射出后紫光和紅光一定平行答案：AD14. a、b兩種單色光以相同的入射角從某種介質射向真空，光路如圖所示，則以下敘述正確的是（）A. a光的全反射臨界角小于 b光的全反射臨界角

8、B.用同一干涉裝置可看到a光的干涉條紋間距比 b光寬C.在該介質中a光的傳播速度大于 b光的傳播速度D.如果b光能使某種金屬發生光電效應，a光也一定能使該金屬發生光電效應答案：BC15.如圖所示，在折射率大于玻璃折射率的透明液體中，水平放置著 一個長方體玻璃磚.在豎直平面內有兩束光線，相互平行且相距為d,斜射到長方體的上表面上，折射后直接射到下表面，然后射出.已知圖中 a 為紅光、b為紫光，則（）A.兩出射光線仍平行，距離大于dB.兩出射光線仍平行，距離等于dC.兩出射光線仍平行，距離小于dD.兩出射光線將不再平行答案：A16 .如圖所示，MN位于水平平面內的光屏，放在水平面上的半圓柱形玻璃磚

9、的平面部分ab與屏平行，由光源 S發出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過 圓心O再射到屏上，在豎直平面內以 。點為圓心沿逆時針方向緩緩轉動玻璃 醇，在光屏上出現了彩色光帶，當玻璃磚轉動角度大于某一值，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失，有關彩色光的排列順序和最先消失的色光A.左紅右紫，紅光 B .左紅右紫，紫光 C.左紫右紅，紅光 D .左紫右紅，紫光 答案：B17 .如圖所示，一個棱鏡的橫截面ABE等腰直角三角形一細束紅光從AC面上的P點沿平行于AB的方向射入棱鏡，從BC面上的Q點平行于AB射 尸Q出，且PQ/AB （圖中未畫出光在棱鏡里的光路）.如果將一細束紫光也從 P 點沿同樣的

10、方向射入棱鏡，則從BC面上射出的光線將（）A.仍從Q點射出，射出光線仍平行于 ABB.仍從Q點射出，但射出光線不再平行于ABC.從Q點上方的某一點處射出，射出光線仍平行于ABD.從Q點下方的某一點處射出，射出光線仍平行于AB答案：C18 .如圖所示，一細束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光，取 其中a、b、c三種單色光，并同時做如下實驗：讓這三種單色光分別 通過同一雙縫干涉裝置在光屏上產生干涉條紋（雙縫間距和縫屏間距不變）；讓這三種單色光分別照射鋅板；讓這三種單色光分別垂直投 射到一條直光纖的端面上；下列說法中正確的是（）A.如果單色光b能產生光電效應，則單色光 a一定能產生光電效應B.單色光

11、c的波動性最顯著C.單色光a穿過光纖的時間最長D.單色光c形成的干涉條紋間距最小答案：D19 .甲、乙兩種單色光分別垂直進入一塊厚玻璃磚，已知它們通過玻璃中的時間 t甲t乙，那么，甲、乙兩種單色光光子的能量關系是（）A. E甲 E乙B. E甲 E乙C. E甲 E乙D .不能確定答案：A20 . 一細光束中包含有紅和藍兩種單色光，由真空中以不等于 00的入射角照射到透明的平板玻璃上，透過玻璃板后，又射出到真空中，則下列說法中正確的是（）A.進入玻璃板的光線從玻璃板的表面射出時（即光線經過下表面時），紅光和藍光的入射角不同，折射角也不同B.紅光在玻璃中的波長與在真空的波長相比大于藍光在玻璃中的波長

12、與在真空中的波 長之比C.無論藍光或紅光由真空射入玻璃后，其速度都變小，所以光子的能量都變小D.紅光在玻璃板中所經歷的路程比藍光的短答案：B21 .如圖所示是倫琴射線管的裝置示意圖，關于該裝置，下列說法中正確的是（）匚a. e 1可用低壓交流電源，也可用直流電源（蓄電池）向卜z5rB.E2是高壓直流電源，且 E2的右端為電源的正極區C.射線a、b均是電子流D.射線a是電子流、射線b是X射線答案：ABD22 .由于地球表面存在大氣層，使太陽光覆蓋地球面積與沒有大氣層時不同，則有大氣層時太陽光覆蓋面積是較大還是較小？地球某處清晨接收到的第一縷陽光是何種顏色？（設大氣層為均勻介質）（）A.較小，紫色

13、 B.較小，紅色C.較大，紅色 D.較大，白色答案：C23 .我們經常可以看到，在路邊施工處總掛著紅色的電燈，這除了紅色光容易引起人的視覺注意以外，還有一個重要的原因，這一原因是紅色光（）A.比其他色光更容易發生衍射B.比其他色光的光子能量大C.比其他色光更容易發生干涉D.比其他色光更容易發生光電效應答案：A24.如圖所示，讓太陽光通過 M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片 P上，P的右側 再放一光屏Q,現使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉動一周，則關于光屏Q上光的亮度變化情況，下列說法中正確的是（）A.只有當偏振片轉到某一適當位置時光屏被照亮，其他位置時光屏上無亮光B.光屏上亮、暗交替變化C

14、.光屏上亮度不變D.光屏上只有一條亮線隨偏振片轉動而轉動答案：CHille25 .如圖所示是用光學的方法來檢查一物體表面光滑程度的裝置， 其中A為標準平板，B為被檢查其表面光滑程度的物體，C為單色入射光，如果要說明能檢查平面光滑程度的道理，則需要用到下列哪些光學概念？（）A.反射和干涉 B .全反射和干涉C.反射和衍射 D.全反射和衍射答案：A26 .酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會看到在一定的距離之外，地面顯得格外的明 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A.B.C.D.的靠近而后退.對此現象的正確解釋是（ 同海市屬樓的光學現象具有相同的原理，是

15、由于光的全反射作用造成的“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產生的幻覺太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發生全反射太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發生全反射答案：AD27 .在一次觀察光的衍射實驗中，觀察到如圖所示的清晰的亮暗相間的圖樣，那么障礙 物可能是（）A.很小的不透明圓板28 很大的中間有大圓孔的不透明檔板C.很大的不透明圓板D.很大的中間有小圓孔的不透明擋板答案：D28 .如圖所示，劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖 （a ）所示.將一塊平板玻璃放 置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片， 從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當光垂直入射后，從上往下看到的干涉

16、條紋如圖（b）所示.干涉條紋有如下特點：（1）任意一條明條紋或者暗條紋所在位置下面的薄膜厚度 相等；（2 ）任意相鄰明條紋或暗條紋所對應的薄膜厚 度差恒定.現若在圖（a）裝置中抽去一張紙片， 則當光 垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的 干涉條紋（）A.變疏B ,變密 C .不變 D .消失 答案：A29 .單色光源發出的光經一狹縫照射到光屏上，則可觀察到如圖所示的圖象是（）W rm II II mlABHMFimnnni,CD答案：A 二、填空題：把答案填在題中橫線上. 1.在測定玻璃的折射率實驗中，操作步驟如下：（1）先在白紙上畫出一條直線 aa代表兩種介質的界面， 過aa上的。

17、點畫出界面的法線NN ,并畫一條線段AO作為入射光線.（2）把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa對齊.（3）在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針Pi、P2,透過玻璃磚觀察大頭針 Pi、P2的像.調整視線方向，直到 P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側插兩枚大頭針P3、P4,使R擋住P1、B, P4擋住Pi、P2、P3,記下P3、P4的位置.（4）移去大頭針和玻璃磚，連接 P、B作為入射光線，連接 P3、P4作為折射光線，測量 出人射角i與折射角r,填入表格中.上述操作步驟中存在嚴重的缺漏，應作的補充是 答案：步驟（2）中應在白紙上畫出玻璃磚的另一邊bb'步驟（4）中應通過P3、P4的

18、連線與bb'的交點，作出玻璃磚中的折射光線2.如圖所示，由某種透光物質制成等腰直角三棱鏡，腰長AO BO=16 cm,為了測定這種物質的折射率，使兩腰分別與Ox、Oy重合，當從OB邊的C點觀察A棱時，發現A棱的視位置在 D處.若C點 坐標為（0,12）,D 點坐標為（9,0）,則該透光物質的折射率 為。44答案：4 3 3.用如圖所示的裝置可以測定棱鏡的折射率，其中ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個銳角和 都是已知的，緊貼直角邊 AC的是一塊平面鏡，將一束光 SO入射到棱鏡的AB面上，適當調整光線 SO的人射方向，使從AB面出射的光線與人射光線 SO恰好重合，在這種情況下，僅需

19、要測出一個物理量 就可以算出該棱鏡的折射率，則計算折射率的表達式為n =。cos SOBf sini答案：/ SOB人射角i 或sin sin4 .如圖所示，將刻度尺直立在裝滿某種透明液體的寬口瓶中（液體未 漏出），從刻度尺上A、B兩點射出的光線 AC和BC在C點被折射和反射后都 沿直線CD專播，已知刻度尺上相鄰兩本長刻度線間的距離為1 cm,亥I度尺右邊緣與寬口瓶右內壁間的距離d=2.5 cm ,由此可知，瓶內液體的折射率n= （可保留根號）.5答案：5 J7 175 .某同學設計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖所示，激光器發出一束直徑很小 的紅色激光進入一個一端裝有雙縫、另一端裝有感光片

20、的遮光筒，感光片的位置上出現一排等距的亮線.（1）這個現象說明激光具有 性.（2）某同學在做“用雙縫干涉測光的波長”實驗時，第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時如圖甲所示， 游標卡尺的示數如圖丙所示；第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心線時如圖乙所示，游標卡尺的讀數如圖丁所示.已知雙縫間距為0. 5 mm,從雙縫到屏的距離為1 m,則圖丙中游標卡尺的示數為mm .圖丁中游標卡尺的示數為mm. 實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是 ,所測光波的波長為m. （保留兩位有效數字）（3）如果實驗時將紅激光換成藍激光，屏上相鄰兩條紋的距離將 。答案：（1）相干（2）11.4 16.7 減小測量的偶然誤差

21、（或提高實驗的精確度）6.6x10-7m （3 ）變小三、計算題：解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數 值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。1.如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知/ A=600, ZC= 900; 一束極細的光于 AC邊的中點垂直 AC面入射，AC =2a,棱鏡的折射率為 n= <2 ,求:（1）光在棱鏡內經一次全反射后第一次射入空氣時的折射角.（2）光從進入棱鏡到第一次射入空氣時所經歷的時間（設光在真空中傳播速度為解：（1 ）如圖所示，因為光線在D點發生全反射，由反射定律和幾何知識得/ 4=30°,則sin 5 n,sin 5 三

22、2sin 42第一次射入空氣的折射角/5=45°.（2）設光線由。點到E點所需的時間t,則c).OD DEt ,vv由數學知識得OD 3a,DE 2-a,3_5 6由以上各式可得t 任a。3c2.如圖所示，寬度為 a的平行光束從空氣中斜射到一平板玻璃的 上表面，入射角為45°,該光束的光由兩種不同的單色光和組成，玻璃對兩種單色光和的折射率分別為ni=1.5,n 2=3 。（1）求兩種光射入玻璃時的折射角1、2 .（2）為使光從玻璃下表面出射時，兩種光各自的光束不重疊，玻璃板的厚度d至少應為多少？（結果可用根式表示）解：.2-61 arcsin , 1 arcsin 36(2

23、)dmin7-1° 1° 7a3.如圖所示是一種折射率n=1. 5的棱鏡，用于某種光學儀器中，現有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的 AB界面上，入射角的大小i=arcsin °. 75.求：（1）光在棱鏡中傳播的速率；（2）此束光線射出棱鏡后的方向（不考慮返回到AB面上的光線）.解：（1 ）如圖所示，設光線進入棱鏡后的折射角為r,由sinicsini° n 一得sinr °.5,r=3° ; sinrvnv c 2.° 1°8m/s。 n（2）光線射到BC界面的入射角為" = 90。一(180。 600 7

24、50)=45 0,光線沿DE方向射出棱鏡時不改變方向，故此束光線 射出棱鏡后方向與 AC界面垂直.4 .如圖所示，AOB是1/4圓柱玻璃磚的截面圖，玻璃的折射率為J2 .今有一束平行光線以 450的入射角入射到玻璃磚的 AO面，這些光線只有一部分能從AB面射出，并假設凡是射到 OB面上的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射作用.試求圓柱 AB面上能射出光線的面積占 AB表面積的 幾分之幾？解：正確的畫出光路圖是解決問題的關鍵，如圖所示，假設光線從 I點入射到C點恰好發生全反射.sin 45°1得，r= 30 . /PCOJ臨界角，則/ PCO=arcsin =sin r.2=45&#

25、176;貝U/ POC= 1800 450 600=750,ZCOB= 150, 射出.可以判斷出PC以下的光線才能從圓柱面射出，即圓柱面上BC部分有光線BC 150AB 9001 , , 1-,即圓柱面AB上有1的表面積能透射出光線來.5 .如圖所示,透明介質球的半徑為R,光線DC平行直徑AB射到介質球的 C點，DC與AB的距離H=0.8R。(1)試證明：DC光線進入介質球后，第一次到達介質球的界面時，在 界面上不會發生全反射.(要求說明理由)(2)若DC光進入介質球后，第二次到達介質球的界而時，從球內折射 出的光線與入射光線平行，求介質的折射率.D解：(1)如圖甲所示，DC光線進人介質球內

26、，發生折射,小于介質的臨界角，光線CE到達球面的入射角/ OEC= r,全反射.(2)光線第二次到達介質與空氣的界面，人射角i'= r,入 sin i有 sin r小于臨界角,n ,折射角r 一定因此一定不會發生由折射定律可得折射角r'= i .若折射出的光線 PQ與入射光線DC平行，則/ POAW COA= i, DC光線進入介質球的光路如圖乙所示.折射角r= i/2sin i 0.8,sin r一 0.4475sin i 折射率n. / i、 sin（一）2451.7956.已知玻璃對某種單色光的折射率n= J2 ,現使一束該單色光沿如圖所示方向射到三棱鏡的AB面上，最后從

27、棱鏡射出.假設光在行進過程中有折射光線存在時不考慮反射問題，則(1)在原圖中畫出該光束在棱鏡中的光路圖.(2)求光射出棱鏡時的折射角.(結果可用反三角函數表示.已知一組可能使用的三角函數近似值 sin 10 0=0. 17,sin 20 0=0. 34, sin 400=0. 64, sin 500=0. 77)解：(1)如圖所示.(2)由折射定律得0sin 451sin -n2故=300,=400.即該束光在玻璃中折射光線與三棱鏡BC邊平行，故它在玻璃中的折射光線一定射到AC面，而射到AC面的入射角小于全反射的臨界角，故在AC面射出.如圖所示.則sin =nsin 40 0=0. 64，2

28、（或 0.905）,故 =arcsin 0. 905.7.如圖所示，游泳池寬度L=15 m,水面離岸邊的高度為0.5 m ,在左岸邊一標桿上裝有一 A燈，A燈距地面高0.5 m,在右岸邊站立著一個人，E點為人眼的位置，人眼距地面離1. 5 m ,若此人發現 A燈經水反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經折射后所成的像(B燈在圖中未畫出)重合，已知水的折射率為1.3,則B燈在水面下多深處?解：如圖所示，設水面為 CF,A到水面點C的距離為Li, B燈與水面點C之間的距離為L2,人眼到水面上點 F之間的距離為L3,點C、D之間的距離為L4,由A燈光的反射得L4LiL40.5 0.5,L L4L3 15 L41.5 0.5得 L4=5 m.對B燈光的折射過程，有 sini sin CBD52L22sin r sin CADsini sinr1,解得：L2=4.35m.1.3即燈在水面下4. 35 m 深處.8 .某種液體的折射率為 J2 ,在其液面下有一可繞水平軸。勻速轉動的平面鏡 OA,OA的