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1、(时间：45分钟，满分：100分)1用如图1所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A当金属线圈旋转30时，干涉条纹同方向旋转30B当金属线圈旋转45时，干涉条纹同方向旋转90C当金属线圈旋转60时，干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持不变图1解析：薄膜干涉现象的条纹与薄膜厚度有关；金属线圈缓慢旋转薄膜厚度情况仍然是沿竖直方向自上而下逐渐变厚，所以条纹形状不变，故D正确。答案：D2光的偏转现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A一束自然光相继通
2、过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时，反射光是偏振光C日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：通过手指间的缝隙观察日光灯看到的彩色条纹是光的衍射现象，故D不能反映光的偏振特性。答案：D3如图2所示，一束光从空气中射向折射率n的某种玻璃的表面，1表示入射角，则下列说法中不正确的是()A当145时会发生全反射现象B无论入射角是多大，折射角2都不会超过45图2C欲使折射角230，应以145的角度入射D当入射角1
3、arctan时，反射光线跟折射光线恰好垂直解析：发生全反射的条件之一是：光必须从光密介质射向光疏介质，题中光是从空气射向玻璃，所以不可能发生全反射，A项错误；n，1最大等于90，所以折射角不会超过45，当230时，145，B、C项正确；1arctan，2arcsin，sin21sin22()2()21，1290，所以进一步分析可得反射光线跟折射光线恰好垂直，D项正确。答案：A4光纤通信采用的光导纤维是由内芯和外套组成，如图3所示，其中内芯的折射率为n1，外套的折射率为n2，下列说法正确的是()A内芯和外套的折射率应满足n1n2B内芯和外套的折射率应满足n1n2C从左端面入射的光线，其入射角必须
4、大于某值，全部光才能被传导 图3D从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，全部光才能被传导解析：光纤通信是利用光的全反射原理来工作的，光只有从光密介质进入光疏介质中时，才能发生全反射，因而内芯和外套的折射率应满足n1n2。从图中看由左端面入射的光线，其入射角越小，进入介质后，在n1与n2的界面上入射角越大，越易发生全反射，故A、D对。答案：AD5对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时()A其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D其速度比在水中的小，其波长比在水中的长解析：由光在介质中的波速与
5、折射率的关系式v可知，n玻n水，所以v玻v水，光的频率与介质无关，只由光源决定，即光在玻璃及水中传播时不变，据v，知玻水。C项正确。答案：C6如图4所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为() 图4A. B.C. D.解析：根据折射率定义有，sin1nsin2，nsin31，已知145，又2390，解得：n。答案：A7在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄B使单缝宽度变小，衍射条纹变窄C衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果D增大
6、单缝到屏的距离，衍射条纹变宽解析：在单缝衍射实验中，单缝越窄，入射光的波长越长，衍射现象越明显，表现为衍射条纹越宽，所以B错误，因黄光的波长比绿光长，故A正确；可将单缝视作几组双缝的组合，所以衍射现象中的明暗条纹同样是光相遇叠加的结果，C正确；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故D正确。答案：ACD8如图5所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()A不再产生干涉条纹B仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变C仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移图5D仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移解析：本实验中单缝S的作用是
7、形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移。答案：D9如图6所示，A、B为一直光导纤维，A、B之间距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A点传输到B点所用时间为t，光导纤维所用材料的折射率n_。图6解析：光信号由A点进入光导纤维后，沿AO方向照射到O点，此时入射角恰好等于临界角。光在此介质中的速度为v，而沿水平方向的分速度为vsin，沿水平方向传播的距离为s。设介质的折射率为n，则有sins
8、inC，n，t，由三式解得t，所以n 。答案： 10用氦氖激光器发出的红光进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距d0.1 mm，双缝到屏的距离l6.0 m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 mm，求：(1)氦氖激光器发出的红光的波长_；(2)假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距x_。解析：(1)由x可以得出红光的波长为x m6.3108 m激光器发出的红光的波长是6.3108 m。(2)如果把整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为 m4.7108 m这时屏上条纹的间距是x m2.8103 m。答案：(1)6.3108 m(2)2.8103 m11如图7所示，真
9、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：(1)此激光束在真空中的波长。图7(2)此激光束进入玻璃时的入射角。(3)此激光束穿越玻璃球的时间。解析：(1) m6.0107 m。(2)设激光束在玻璃球中折射角为，则n，由图知30，所以sinnsin，故60。(3)t，x2Rcos m。v m/s108 m/s。所以t1.0109 s。答案：(1)6.0107 m(2)60(3)1.0109 s12如图8
10、所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图，FD为圆周，圆心为O，光线从AB面入射，入射角160，它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出。(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光 图8在真空中的传播速度c3.0108 m/s)。解析：(1)光路图如图所示。(2)设光线在AB面的折射角为2，折射光线与OD的夹角为C，则n。由题意，光线在BF面恰好发生全反射，sinC，由图可知，2C90联立以上各式解出n1.3(或)又n，故解出v2.3108 m/s(或108 m/s)。答案：(1)见解析图(2)1.3(或)2.3108 m/s(或108 m/s)
