1、天津市新人教版物理高三单元测试13光的折射 全反射 光的波动性一选择题1某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为（ ）A5.5m B5.0m C4.5m D4.0m2对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是（ ）A.在相同介质中，绿光的折射率最大B.红光的频率最高C.在相同介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小3如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样
2、分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ()Aa、b是光的干涉图样Bc、d是光的干涉图样C形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短4.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到像屏的距离为l,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹.关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰B.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹C.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大5酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会
3、看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退对此现象正确的解释是 ()A出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射6光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用
4、光的干涉现象7下列说法正确的是 ()A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用C眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰8.如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体,一束单色光从P的上表面射入,折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率nPnQ,射到P上表面的光线与P上表面的夹角为,下列判断正确的是( )A.光线一定从Q的下表面射出B.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定等于C.光线若从Q的下表面
5、射出,出射光线与下表面的夹角一定大于D.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定小于9 如图所示，红色细光束a射到折射率为的透明球表面，入射角为45，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角为 ()A30 B45C60 D7510如题20图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则 上有光透出的部分的弧长为A. 1/6 R B. 1/4RC. .1/3 R D. 5/12 R 11在一次讨论中，老师问道：“假
6、如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：c光的频率最大 a光的传播速度最小b光的折射率最大 a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是（ ）A. B. C. D. 12雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是 （ ）A.紫光、黄光、蓝光和红光 B. 紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫
7、光D. 红光、黄光、蓝光和紫光13如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中 A为标准平板，B为被检查其表面光滑程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面光滑程度的道理，则需要用到的下列光学概念是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14如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分别为a、b两束，则 （ ） Aa、b两束光相比较，a光的波动性较强B用同一双缝干涉实验装置分别以a光、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距C在水中a光的速度比b光的小D若保持入射点A位置不变，将入射光线逆时针旋转， 从水面上方观察，a光先消失15激光
8、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二计算题：16奶粉的碳水化合物 (糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光
9、最强，然后将被测样品P置于A、B之间.(1)偏振片A的作用是什么？(2)偏振现象证明了光是一种_ .(3)以下说法中正确的是( )A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于17用某一单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为0.25 mm,在距离双缝为1.2 m处的光屏上,测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.(1)求这种单色光的波长.(2)若用这种单色光照射到增透膜上,已知增透膜对这种光的折射率为1.3,则增透膜的厚度应取多少?18如图表
10、示某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4m的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹，若换用波长为0.6m的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？19. 一束光波以45的入射角，从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路20一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时）21如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，A30,斜边ABa，棱镜材料的折射率为n= .在此截面所在的平面内，一条光线以45的入射角从AC边的中点M射入
11、棱镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)22.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为=8.11014 Hz,(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是_.(2)这种“增反膜”的厚度是多少？(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A.薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”答
12、案：1【答案】B【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得，即。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。2【答案】C【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C正确。频率大，光子能量大，D错。3【答案】A【详解】干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式x可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项
13、错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误4【答案】选B、D.【详解】根据,l变化,像屏上仍有清晰的干涉条纹,只是条纹间距发生变化,A错误,B正确.d减小时,x变大,C错误,D正确.5【答案】D【详解】酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射6【答案】选D.【详解】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D正确.7【答案】D【详解
14、】太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D对8【解析】选D.由于没有确定几何尺寸,所以光线可能射向Q的右侧面,也可能射向Q的下表面,A错误;当光线射向Q的下表面时,它的入射角与在P中的折射角相等,由于nPnQ,进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角,那么出射光线与下表面的夹角一定小于,B、C错误，D正确.9【答案】A【详解】由折射定律有，得折射角30.画出光
15、路图，由几何关系知，夹角30，A正确10【答案】B【解析】根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式得临界角为45，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180-（120+45）=15，所以A到D之间没有光线射出。 由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90-（30+15）=45，为1/4R。11【答案】选C. 【详解】折射率越大，在水中的像看起来就越浅，b 在水下的像最
16、深，说明b光的折射率最小；c照亮水面的面积比a的大，说明c光的临界角大于a光的临界角，则c光的折射率小于a光的折射率，这样就能判断出三种光的折射率大小关系是，所以a、b、c相当于紫、绿、红三种色光，这样，就能十分简单断定选项C正确.12【答案】选B【详解】第一次折射时，把水珠看做三棱镜，向下偏折程度最大的光线一定是紫光，偏折程度最小的是红光，故第二次折射后，从图上可看出紫光是a.，红光是d，所以正确答案是B.13答案：A14、答案：A15答案：D16【答案】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光.(2)偏振现象证明了光是一
17、种横波.(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度.若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为，故选项A、C、D正确.17【详解】18【答案】2【详解】设用波长为0.4 m的光入射，条纹宽度为x1，则x11，屏上两侧各有3条亮纹，则屏
18、上第三条亮纹到中心距离为3x1.用0.6m光入射，设条纹宽度为x2，则x22，设此时屏上有x条亮纹，则有xx23x1x231代入数据解之得x2，两侧各有2条亮纹19【答案】C45光路图如下【详解】sin r，r30由sin C，得C45.光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出20【答案】【解析】如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作，交于D点，则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得由几何关系得 出射光线与入射光线之间的距离为当入射角很小时，有由
19、此及式得 21【详解】设入射角为i，折射角为r，由折射定律得由已知条件及式得r=30 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示，设出射点为F，由几何关系可得AFM90AF= 即出射点在AB边上离A点的位置.如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示设折射光线与AB的交点为D由几何关系可知，在D点的入射角60 设全反射的临界角为C，则 由和已知条件得C=45 因此，光在D点发生全反射设此光线的出射点为E，由几何关系得DEB=90BD=a-2AF BE=DBsin30 联立式得BE= a即出射点在BC边上离B点 a的位置22【答案】(1)两反射光叠加后加强 (2)1.2310-7 m(3)A、D【详解】(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱.(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即2d=N(N=1,2,),因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 .紫外线在真空中的波长是=c/=3.710-7 m.在膜中的波长是=/n=2.4710-7 m,故膜的厚度至少是1.2310-7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”.