选修3-4光学综合习题

选修3-4光学综合练习一、选择题1.假设地球表面没有大气层，那么人们观察到的日出与实际的大气层进行比较()A.提前b .落后于计划C.在一些地区，它将被推进，而在另一些地区，它将被推迟2.如图所示，圆柱形容器底部有一个凹面镜。它的主轴与圆柱形容器的轴重合。从点光源S向凹面镜发射的光被凹面镜平行于主轴反射。当水注入容器时，水面在点光源和凹面镜之间。为了使从点光源S向凹面镜发射的光在被凹面镜反射后彼此平行，点光源沿着主轴()A.适当的增加b .适当的减少c .不动d .无法确定运动的方向3.如图所示，两束平行的单色光A和B发射到同一块玻璃砖的上表面，最后都从玻璃砖的下表面发射出去。众所周知，玻璃对单色光的折射率很小，所以下面的说法是正确的()A.进入玻璃块后，两束光仍然平行B.从玻璃砖的下表面发出后，两束光不再平行两束光从玻璃砖的下表面发出后，它们之间的距离必须减小D.在从玻璃块的下表面发射之后，两束光之间的距离可以与发射之前相同。4.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6m。如果双缝分别用频率f1=5.01014Hz赫兹和f2=7.51014Hz赫兹的单色光垂直照射，则亮条纹和暗条纹出现在P点()当单色光f1和f2分别照射时，出现明亮的条纹当单色光f1和f2分别照射时，会出现深色条纹c、单色光f1照射时出现亮条纹，单色光f2照射时出现暗条纹d、当照射单色光f1时出现深色条纹，当照射单色光f2时出现亮色条纹5.在双缝干涉实验中，白光作为光源，在屏幕上观察到彩色干涉条纹。如果红色滤光片(只有红光可以透过)放置在双缝中的一个狭缝前面，而绿色滤光片(只有绿光可以透过)放置在另一个狭缝前面，则()A.只涉及红色和绿色双接缝条纹，其他颜色的干涉条纹消失B.红色和绿色双缝干涉条纹消失，而其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在。没有任何颜色的双缝干涉条纹存在，但是屏幕上仍然有光。D.屏幕上没有灯光6.用绿光进行的双缝干涉实验在光屏上显示出绿色和黑色相间的条纹，两条相邻的绿色条纹之间的距离为x。以下陈述是正确的()如果单缝和双缝之间的距离增加，x将增加如果双接缝之间的距离增加，x将增加如果双接缝和光幕之间的距离增加，x将增加d .如果在不改变双接缝之间的距离的情况下，双接缝的每个接缝的宽度减小，x将增加7.一束单色光从空中射入玻璃，它()A.频率不变，波长变长C.频率不变，波长变短。频率变小，波长不变8.对于光波和声波，正确的说法是()A.它们都可以在真空中传播。它们都可以产生反射和折射。C.它们都会产生干扰。声波会产生干扰，但光波不会9.两个独立的点光源S1和S2都发射相同频率的红光来照亮原本是白光的屏幕。光屏上显示的情况是()A.亮与暗之间的干涉条纹C.仍然是白色d .黑色10.如图所示，将半圆形玻璃砖放在垂直面上。半圆玻璃砖的左边有一个大的光屏。光束SA总是指向圆O的中心。在光束的逆时针旋转过程中11.阳光的可见光部分照射在地面上，通过某种装置可以观察到太阳光谱。如图5所示，它是一个简单的装置：将盛有清水的碗放在有阳光的地方，平面镜M倾斜地放在水中，并调整其倾斜角度，使阳光被水面折射，然后被水中的平面镜反射，最后被水面折射并返回到空气中，入射到室内的白墙上， 从而可以观察到太阳光谱的七色光带，平面镜的倾斜角度逐渐增大，所有颜色的光将逐渐消失，那么七色光带从上到下和先消失的光的顺序是()A.红-紫，红b .紫-红，红C.红-紫，紫d紫-红，紫12.在炎热的夏天，在平坦的柏油路上，你可以看到远处的地面看起来非常明亮，就像是一片水，你还可以看到远处汽车和人的倒影。然而，当你接近“水面”时，它也会随着你的接近而后退。对这一现象的正确解释是()这是阳光干扰空气的现象。B.阳光照射在地面上，导致地面气温上升，折射率下降，发生全反射C.太阳照射地面，导致地表气温上升，折射率增加，导致全反射“水面”的不存在是由极度高温和幻觉造成的13.激光散斑测速仪是应用光干涉原理的一种新的测速仪技术。通过双曝光摄影获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，被测物体的速度与第二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距。在实验中，可以测量二次曝光的时间间隔、双接缝到屏幕的距离以及两条相邻亮线之间的距离。如果所用激光的波长为，则本实验中确定物体运动速度的表达式为()A.学士学位14.一种单色光，在空气中的波长为0，在玻璃中的波长为，波速为V，玻璃对这种有色光的折射率为n。当这种光从玻璃到空气的全反射临界角为a时，则()A.B.C.D.15.如图(A)所示，实验装置用于通过双缝干涉测量单色光波长。过滤器的功能是_ _ _ _ _ _，单缝的功能是_ _ _ _ _ _，双缝的功能是_ _ _ _ _ _，单缝和双缝的方向关系是_ _ _ _ _ _。当一个同学在做实验时，当十字线的中心刻度第一次与a条的中心对齐时(图1)，游标卡尺的数量如图3所示。当标线的中心刻度第二次与b条的中心对齐时(图2)，游标卡尺的数量如图4所示。已知两个狭缝之间的距离为0.5毫米，两个狭缝到屏幕的距离为1米，那么图3中游标卡尺的数量为_ _ _ _ _ _毫米。图4中游标卡尺的数量为_ _ _ _ _ _毫米， 测量多条干涉条纹宽度的目的是_ _ _ _ _ _，测量的单色光波长是_ _ _ _ _ _米16.使用双缝干涉测量光的波长。实验装置如图14-4 (a)所示。已知单缝和双缝之间的距离L1为100 mm，双缝和筛网之间的距离L2为700 mm，双缝之间的距离d=0.25mm.使用测量头测量亮线中心之间的距离。测量头由十字线、目镜、手轮等组成。转动手轮左右移动十字线，使十字线的中心划线与亮线的中心对齐(如图14-4 (b)所示)，记录此时手轮上的读数，转动测量头，使十字线的中心划线与另一条亮线的中心对齐，并记录此时手轮上的读数。(1)当分划板的中心划线分别与第1条和第4条中的亮线中心对齐时，手轮上的读数如图14-4 (c)所示，当与第1条和X2对齐时，读数X1=_ _ _ _ mm18.单色光束入射到折射率n=1.414的透明球面上。光束在通过球心的平面上，入射角i=45。尝试研究被球体折射到球体中的光束，该光束再次被内表面反射，然后被球体折射，如图10所示。(在图中，已经画出了入射光和出射光)图10(1)在图中的球上画出光线的路径和方向；(2)计算入射光和出射光的夹角；(3)如果一束白光入射，透明球体的色散与玻璃相似，哪种颜色的角最大？它是什么颜色角是最小的？练习答案1.分析：如图所示，A是太阳发出的一束光，被真空折射到大气中，沿着B方向传播到P点，在那里人们可以看到太阳。如果没有大气，光束沿直线A传播，同时在点P处看不到太阳，直到太阳再次升起时才能看到太阳，因此只有当光束沿直线B的方向时才能看到日出。因此，没有大气时太阳升起的时间比有大气时延迟。回答：b2.分析：从点光源发射到水面的光将被折射一次，然后在凹面镜上反射。反射光将相互平行。光路是可逆的，光线被设置成平行于主轴并指向凹面镜。光线被凹面镜反射后，被导向水面并在水面上折射。从图中可以看出，S/低于S，这表明点光源S应该适当降低。回答： B3.分析：入射时入射角相同，折射率不同，所以折射角不同。这两束光在玻璃中不再平行，但从下表面射出时仍然是平行的。两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度而变化。当厚度从小变大时，距离先减小后增大，这可能与入射前相同(但左右关系必须改变)答：答4.分析：如图所示，双狭缝S1和S2到光屏上任意一点P的距离之差D等于S2-S2/。当D等于单色光波长的整数倍时，S1和S2发出的光在P点相互增强，亮条纹出现在P点。当D等于单色光半波长的奇数倍时，S1和S2发出的光相互抵消，出现暗条纹。在本主题中，单色光f1的波长是 1=C/F1=0.6 m，单色光f2的波长是 2=C/F2=0.4 m可见d=1，d=32/2回答：摄氏度5.分析：屏幕上没有双缝干涉条纹，因为每个双缝前面都有一个滤光器，分别透射红光和绿光。然而，由于这两种颜色穿过每个单缝时的单缝衍射，屏幕上仍然有光。因此，选项C是正确的。6.解决方案：在公式中，L代表从双接缝到屏幕的距离，D代表双接缝之间的距离。因此，x与单缝和双缝之间的距离以及缝本身的宽度无关。为此主题选择c。7.评论：当波从一种介质移动到另一种介质时，频率不变，但波速会改变。如果此时波速变小，波长也会变小。回答：C8.答：不列颠哥伦比亚9.分析：虽然两个点光源发出的光频率相同，但“振动情况”并不总是相同，所以不会产生干扰。屏幕上没有干涉条纹，只有红光。回答：B10.分析：紫光的折射角最大，紫光的折射角最小。紫光也是最容易全反射的。因此，紫光首先消失。回答：d11.回答：c回答：b13.分析：如果两个狭缝之间的距离是D，问题就解决了。满足两个狭缝和屏幕之间的距离、两个相邻亮线之间的距离、两个狭缝之间的距离以及光的波长。因此，选项B是正确的。回答：b14.回答：d15.分析：过滤器的功能是17.分析：需要三棱镜