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1、第十三章 光 (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的选项中至少有一个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1两盏普通白炽灯发出的光相遇时，观察不到干涉条纹，这是因为()A两盏灯亮度不同B灯光的波长太短C两盏灯灯光的振动情况不同D电灯发出的光不稳定答案C2用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹，相邻两条绿条纹间的距离为x。下列说法中正确的有()A如果增大单缝到双缝间的距离，x将增大B如果增大双缝之间的距离，x将增大C如果增大双缝到光屏之间的距离，x将增大D如果减小双缝的每条缝的宽度，而不
2、改变双缝间的距离，x将增大答案C3如图1所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上的光的亮度变化情况，下列说法正确的是()图1A光屏N上光的亮度保持不变B光屏N上光的亮度会时亮时暗C光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动D光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线答案B4如图2所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()图2A增大S1与S2的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将绿光换成红光D将绿光换为紫光解析在双缝干涉实
3、验中，相邻两条亮条纹(或暗条纹)间的距离x，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d，或者增大双缝屏到光屏的距离l，或者换用波长更长的光做实验。由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误。答案C5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解析电磁波是横波，A项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B项错；发生干涉条件是频率相同，C项错；由激光的特点知D项正确。答案D6下列现象中，属于光的衍射现象的是()A
4、通过一狭缝观察日光灯可看到彩色条纹B日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹C一束白光通过三棱镜形成彩色光带D雨后天空出现彩虹解析通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹，是光绕过障碍物传播的现象，属于光的衍射现象，而之所以看到彩色条纹，是由于不同的色光波长不同发生叠加造成的，故A正确；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故C错误；雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故D错误。答案A7下列有关光现象的说法正确的是()A光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B泊松亮斑是光的衍射现象C双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大
5、D拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，选项A正确；泊松亮斑是光的衍射现象形成的，选项B正确；双缝干涉实验中条纹间距x，紫光改为红光即增大，则x增大，选项C正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，选项D错误。答案ABC8抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图3所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列说法中正确的是()图3A这主要是光的干涉现象B这主要是光的衍射现象C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D
6、如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细答案BD9彩虹是由阳光射入雨滴(视为球形)时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图4所示，下列说法正确的是()图4A光线b在雨滴中传播时的波长较长B光线b在雨滴中的折射率较大C若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则b光形成的干涉条纹的间距较大D光线b在雨滴中的传播速度较大答案ACD10如图5所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是()图5A把温度计放在c的下方，示数增加最快B若分别让a、b、c三种色光通过一双缝装置，则a光形成
7、的干涉条纹的间距最大Ca、b、c三种色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大D若让a、b、c三种色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射答案AC二、填空题(本题共2小题，共12分，请将正确的答案填在横线上)11(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图6所示。图6(1)此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。解析据题意可知入射角为(901)，折射角为(902
8、)，则玻璃的折射率为n；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确。故应选用宽度大的玻璃砖来测量。答案(1)(2)大12(6分)如图7所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从标尺上读出某条亮纹的位置。图中所示的读数是_mm。图7若双缝相距为d，双缝到屏间的距离为L，相邻两个亮条纹中心的距离为x，图8则光的波长表示为_(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为：d0.20 mm，L700 mm，测量x的情况如图8所示。由此可计算出该光的波长为：_m。解析从题图可以看出，主尺示数为5 mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：
9、120.02 mm0.24 mm，图中的游标卡尺的示数为：5 mm0.24 mm5.24 mm。由干涉条纹间距的计算公式x，得光的波长表达式为：。由题图可以求出条纹间距为：x mm1.96 mm，代入数据解得光的波长为：5.6107 m。答案5.24x5.6107三、计算题(本题共4小题，共38分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题，要注明单位)13(8分)在真空中，黄光波长为6107 m，紫光波长为4107 m。现有一束频率为51014 Hz的单色光，它在n1.5的玻璃中的波长是多少？它在玻璃中是什么颜色？解析先根据0计算出单色光在真空中的波长0，再根据光进入另一介质时频率不变，由
10、n，求出光在玻璃中的波长。0 m6107 m，又由n得 m4107 m。由于光的颜色是由光的频率决定的，而在玻璃中光的频率未变化，故光的颜色依然是黄色。答案4107 m黄色14(10分)如图9所示，真空中有一个半径为R0.1 m、质量分布均匀的玻璃球，频率为f5.01014 Hz的细激光束在真空中沿直线BC传播，在玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中。已知COD120，玻璃球对该激光束的折射率为。求：图9(1)此激光束进入玻璃时的入射角；(2)此激光束穿越玻璃球的时间。解析由几何知识得光束在C点的折射角30，由n得60；CD2Rsin 60R，光束在玻璃球中的
11、速度v108 m/s，光束穿过玻璃球的时间t109 s。答案(1)60(2)109 s15(10分)如图10所示，一束光线以60的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P点，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对光的折射率为。求光在透明体里运动的时间。图10解析光路示意图如图所示。由sin nsin 得30由题意及光路图得s2dtan 602dtan 30，代入数值解得d1.5 cm光在透明介质里传播的速度v，光在透明介质里的路程s
12、2，所以光在透明体里运动的时间t21010 s答案21010 s16(10分)如图11所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知OAR，该球体对蓝光的折射率为。求：图11(1)它从球面射出时的出射角为多少？(2)若光在真空中的传播速度为c，那么，请推导出光从A点传播到C点所需时间t的表达式(用c，R表示)。解析(1)设入射角为，由几何关系可知：sin ，30由n可得：sin nsin sin 30所以：60(2)光在球体中的传播速度vABR则光从A传到B的时间t1BCR，则光从B传到C的时间t2故光从A点传播到C点所需时间tt1t2答案(1)60(2)t- 7 -
