1、第十三章 光 单元测验（人教版选修3-4）一、本题共10小题。每小题3分。共计30分，每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的，将正确选项填入答题卡内，全部是对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1在光学仪器中，为了减少在光学元件(透镜、棱镜等)表面上的反射损失，可在光学元件表面涂上一层增透膜，利用薄膜的相消干涉来减少反射光，如果照相机镜头所镀薄膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中波长为 ( ) Ad4 Bnd/4 C4d D4nd2一束单色光从空气射入玻璃中，则其 ( ) A频率不变，波长变长 B频率变大，波长不变 C频率不变，波长
2、变短 D频率变小，波长不变3下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是 ( ) A在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽 B白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹C著名的泊松亮斑是光的衍射现象 D光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性；大量光子表现出波动性，少量光子表现出粒子性4劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图14-1(1)所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图(2)所示。干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗
3、条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图(1)装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后。从上往下观察到的干涉条纹 ( ) A变疏 B变密 C不变 D消失5如图142所示，a，b，c是三块折射率不同的透明平板玻璃， 彼此平行放置，且有nanbr Bir Ci=r D无法确定6为了观察门外情况，有人在门上开一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃 嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，从圆柱底面中心看出去，可以看 到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角，已知该玻璃的 折射率为n，圆柱长为L，圆柱半径为r，则视场是 ( )A. B. C. D.7关
4、于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是 ( ) A太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成 C进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱 D霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱8某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45角放置的平面镜M，如图14-4所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 ( ) A上紫下红的彩色光带 B上红下紫的彩色光带 C外红内紫的环状光带 D一片自光9如图14-5所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q，
5、以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以 看到透射光的强度会发生变化这是光的偏振现象， 这个实验表明 ( ) A光是电磁波 B光是一种横波 C光是一种纵波 D光是概率波10如图14 - 6所示是光电管使用的原理图，当频率为vo的可见 光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过，则 ( ) A若将滑动触头P移到A端时，电流表中一定没有电流通过 B若将滑动触头P逐渐由图所示位置向曰端移动时，电流表 示数一定增大 C若用紫外线照射阴级K时，电流表中一定有电流通过 D若用红外线照射阴级K时，电流表中一定有电流通过答 题 卡题号12345678910答案二、填空题(本题有5小题，每小题4分。共20分)11海
6、市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生折射而产生的，夏天，海面上的下 层空气温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大在沙漠里也会看到海市蜃楼现 象，太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，物体在 ，大沙漠里逆着光线看过去，物体在 12在“双缝干涉测光的波长”的实验中，测量装置如图14-7所 示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中 心，此时螺旋测微器的读数为 mm转动手轮，使分划 线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由螺旋测微器再 读出一读数若实验测得第一条到第四条亮条纹中心间的距离 为x：0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离
7、为L=1.00mm，则对应的光波波长为= nm13由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO，两腰长都为16cm，如图 14 - 8所示，为了测定这种物质的折射率，将棱镜放在直角坐标中，使 两腰与xy、oy轴重合，从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置 在OA边的D点，在CD两点插上大头针，看出C点坐标位置为(0，12)， D点坐标位置为(9，0)，则该物质的折射率为 14学校开展研究性学习。某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个涮液体析射率的仪器如图14 - 9所示在一个圆盘上。过其圆心0作曲条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P1位置不
8、变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察Pl、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住Pl、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值这样只要根据P，所插的位置，就可直接读出液体折射率的值则：(1)若AOF=30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为 (2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答： (3)做AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值 应为 15根据“测定玻璃砖的折射率”实验的要求，请回答下列问题：某同学完成了实验的准备阶段，在图中的线段AO上竖直
9、地插上大头针Pl和P2，此后该同学准备在bb一侧插上大头针P3和P4，则插P3和P4的要求是 .三、计算题(本题有5小题共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位)16(10分)一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角 = 60射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好在Q点沿镜面行进，如图14-11所示，求：棱镜的折射率17(10分)一个厚d的长方体玻璃砖，下表面只能反射光线，一束激光从上表面0处以45 入射角射入玻璃砖，从右方0处射出，已知00=d，试据此(1)画出光路；(2)求出此玻璃砖的折射率1
10、8(10分)雨过天晴，人们常会看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上 时出现的现象，在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一细束光线射入水 珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心0到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n (1)在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图 (2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度19(10分)如图14-13所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率为 的透明液体， 容器底部正中央0点处有一点光源S，平面镜MN与底面成45角放置若容器高为2dm， 底边半径为(1+ )dm， =ldm，在容器中央正上方1dm处水平放
11、置一足够长的刻度 尺求光源S发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺上的长度(不考虑容器侧壁和 液面的反射)20.(10分)已知光子有动量，其动量的计算公式为 ，式中h是普朗克常量，是光的波，长既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做 “光压”有人设想在遥远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航天器加速，这样可以大 大减少航天器发射的自身的体积和重量的影响，在某个设计方案中，计划给探测器安上 面积极大，反射率极高的薄膜，并设法让它始终正对太阳 (1)已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光的功率为P0 = 1.35kW，探测 器本身的质量为M=100kg，薄
12、膜面积为S=4104m2，那么探测器由地球发射到太空时，由于太阳光的光压而得到的加速度将为多大? (2)若探测器仅靠光压加速，那么每一天内增加的速度将是多大?第十三章 光 单元测验（人教版选修3-4）答案1D 2C 3BCD 4A 5C 6B 7D 8B 9B 10C11天空，地面下 121.130 480 13.14(1)1.73 (2)P4 (3)115插P3时，应让P3挡住P1、P2的像，插P4时，应让P4挡住P1、P2和P3的像16光路如答图14一l 由折射定律，有sin=nsin1 光从棱镜射入空气的临界角C=90一1 sinC=sin(90一1)=cos1= 由得17(1)光路如答
13、图14-2(2)由对称性可知 由以上几式解得18(1)光路如图14-3(a)所示(2)以l、2入射光线的入射角、折射角，由折射定律有sinl=，nsin2以1、2、3表示每一次偏转的角度，如图b所示，由反射定律、折射定律和几何关系可知由能上能下各式解得19作图，找出发光点S在平面镜中的像点S连接SM延长线交直尺于H点，MH沿竖直方向，如答图14-3所示，连接SP，在由折射定律可得 刻度尺上被照亮的范围为20(1)由E=hv和 可得 E/P=C 设每秒照射到薄膜上光子个数为n则，nE=PoS 由动量定理，当入射光全部被反射时，有F=n2P 由牛顿第二定律F=Ma，得a=3.6 10-3m/s2 (2)=at=311ms