2026年河南省人教版高中物理选修3-2第5章光学习题集

2026年河南省人教版高中物理选修3-2第5章光学习题集一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在杨氏双缝干涉实验中，若用白光照射双缝，则在屏幕上观察到的现象是（）A.只有中央亮纹是白色的，两侧亮纹是彩色的B.所有亮纹都是白色的，且亮度相同C.所有亮纹都是彩色的，且亮度相同D.只有中央亮纹是白色的，两侧亮纹亮度逐渐减弱且呈现红光靠近中央、紫光远离中央的分布2.某同学用单色光进行双缝干涉实验，当双缝间距变小时，观察到的主要现象是（）A.干涉条纹间距变宽，中央亮纹更亮B.干涉条纹间距变窄，中央亮纹更暗C.干涉条纹间距不变，中央亮纹亮度不变D.干涉条纹间距变窄，中央亮纹更亮3.在光的全反射实验中，若入射角为30°时，光线能发生全反射，则当入射角增大到45°时，光线将（）A.一定能发生全反射B.一定不能发生全反射C.可能发生全反射，也可能发生部分反射D.无法确定是否发生全反射4.某透明介质的折射率为√2，一束光从空气射入该介质时，折射角为30°，则该束光的入射角为（）A.30°B.45°C.60°D.75°5.在全息照相实验中，若光源的相干性变差，则拍摄到的全息图的主要问题是（）A.条纹间距变宽B.条纹间距变窄C.条纹对比度降低D.条纹数量减少6.某同学用分光计测量三棱镜的折射率，当望远镜中的十字叉丝对准某条谱线的最亮部分时，游标盘的读数为35°18′，此时棱镜的顶角为60°，则该谱线的折射率为（）A.1.5B.1.6C.1.7D.1.87.在光的衍射实验中，若用波长为500nm的单色光照射狭缝，观察到衍射条纹的中央亮纹宽度为2mm，则狭缝的宽度约为（）A.0.25mmB.0.5mmC.1mmD.2mm8.某同学用衍射光栅进行实验，当光栅常数为1.2×10⁻⁶m时，用单色光照射光栅，观察到第一级衍射条纹的衍射角为30°，则该单色光的波长为（）A.240nmB.480nmC.720nmD.960nm9.在偏振实验中，若将偏振片P1和偏振片P2的偏振方向相互垂直，则透过P2的光强为入射光强的（）A.1/4B.1/2C.3/4D.110.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ/2，则观察到干涉条纹移动的数量为（）A.1条B.2条C.4条D.8条二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距为0.5mm，双缝到屏幕的距离为1m，用波长为600nm的单色光照射，则相邻两条亮纹的间距为_________mm。2.光的全反射的条件是：①_________，②_________。3.某介质的折射率为1.5，光在该介质中的传播速度为_________m/s。4.在全息照相实验中，若光源的波长为600nm，则拍摄到的全息图中相邻两条条纹的间距约为_________μm。5.用分光计测量三棱镜的折射率时，当望远镜中的十字叉丝对准某条谱线的最亮部分时，游标盘的读数为35°18′，此时棱镜的顶角为60°，则该谱线的折射率为_________。6.在光的衍射实验中，若用波长为500nm的单色光照射狭缝，观察到衍射条纹的中央亮纹宽度为2mm，则狭缝的宽度约为_________mm。7.在衍射光栅实验中，当光栅常数为1.2×10⁻⁶m时，用单色光照射光栅，观察到第一级衍射条纹的衍射角为30°，则该单色光的波长为_________nm。8.在偏振实验中，若将偏振片P1和偏振片P2的偏振方向相互垂直，则透过P2的光强为入射光强的_________。9.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ/4，则观察到干涉条纹移动的数量为_________条。10.光的衍射现象是指光绕过_________而传播的现象。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距变小时，干涉条纹间距变宽。（）2.光的全反射只能发生在光从光密介质射向光疏介质时。（）3.某介质的折射率为2，则光在该介质中的传播速度为光在真空中的传播速度的一半。（）4.全息照相实验中，光源的相干性越好，拍摄到的全息图对比度越高。（）5.用分光计测量三棱镜的折射率时，当望远镜中的十字叉丝对准某条谱线的最亮部分时，游标盘的读数为35°18′，此时棱镜的顶角为60°，则该谱线的折射率为√2。（）6.在光的衍射实验中，狭缝的宽度越窄，衍射现象越明显。（）7.在衍射光栅实验中，光栅常数越小，衍射现象越明显。（）8.在偏振实验中，若将偏振片P1和偏振片P2的偏振方向相互平行，则透过P2的光强为入射光强的一半。（）9.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ，则观察到干涉条纹移动的数量为2条。（）10.光的衍射现象是指光绕过障碍物而传播的现象。（）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述杨氏双缝干涉实验的原理。2.简述光的全反射的条件。3.简述全息照相实验的原理。4.简述用分光计测量三棱镜的折射率的原理。5.简述光的衍射现象的特点。6.简述衍射光栅实验的原理。7.简述偏振现象的特点。8.简述迈克尔逊干涉仪实验的原理。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距为0.5mm，双缝到屏幕的距离为1m，用波长为600nm的单色光照射，求相邻两条亮纹的间距。2.光从空气射入折射率为1.5的介质，若入射角为30°，求折射角。3.在全息照相实验中，若光源的波长为600nm，拍摄到的全息图中相邻两条条纹的间距为0.8μm，求光栅常数。4.用分光计测量三棱镜的折射率时，当望远镜中的十字叉丝对准某条谱线的最亮部分时，游标盘的读数为35°18′，此时棱镜的顶角为60°，求该谱线的折射率。5.在光的衍射实验中，若用波长为500nm的单色光照射狭缝，观察到衍射条纹的中央亮纹宽度为2mm，求狭缝的宽度。6.在衍射光栅实验中，当光栅常数为1.2×10⁻⁶m时，用单色光照射光栅，观察到第一级衍射条纹的衍射角为30°，求该单色光的波长。7.在偏振实验中，若将偏振片P1和偏振片P2的偏振方向相互垂直，则透过P2的光强为入射光强的1/4，求入射光强。8.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜M移动距离为λ/2，观察到干涉条纹移动的数量为10条，求光源的波长。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：白光包含多种波长的光，不同波长的光在介质中的折射率不同，因此干涉条纹间距不同，呈现彩色。中央亮纹是所有波长的光叠加的结果，因此是白色的。2.A解析：根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d，双缝间距d变小，条纹间距Δx变宽。3.C解析：全反射的条件是：①光从光密介质射向光疏介质，②入射角大于或等于临界角。当入射角为30°时能发生全反射，说明临界角小于30°，因此当入射角增大到45°时，可能发生全反射，也可能发生部分反射。4.B解析：根据折射定律n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，空气的折射率n₁=1，介质的折射率n₂=√2，折射角θ₂=30°，代入公式得sinθ₁=√2sin30°=√2×0.5=√2/2，因此入射角θ₁=45°。5.C解析：光源的相干性变差，干涉条纹的对比度降低。6.A解析：根据最小偏向角公式n=cotδm/2，棱镜的顶角A=60°，最小偏向角δm=2×(35°18′-30°)=10°36′，代入公式得n=cot5°18′≈1.5。7.B解析：根据衍射条纹宽度公式Δx=2λL/d，中央亮纹宽度Δx=2mm，λ=500nm，L=1m，代入公式得d=2×500×10⁻⁹×1/2=0.5mm。8.A解析：根据衍射光栅公式d(sinθm-1)=mλ，光栅常数d=1.2×10⁻⁶m，第一级衍射条纹的衍射角θm=30°，m=1，代入公式得λ=1.2×10⁻⁶×(sin30°-1)=-0.6×10⁻⁶m，波长应为正值，因此λ=240nm。9.A解析：根据马吕斯定律，当偏振片P1和P2的偏振方向相互垂直时，透过P2的光强I=I₀cos²θ=I₀cos²90°=I₀/4。10.B解析：根据迈克尔逊干涉仪条纹移动公式ΔN=2Δd/λ，动镜M移动距离Δd=λ/2，代入公式得ΔN=2×λ/2/λ=2条。二、填空题1.1.2mm解析：根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d，λ=600nm=6×10⁻⁷m，L=1m，d=0.5mm=0.5×10⁻³m，代入公式得Δx=6×10⁻⁷×1/0.5×10⁻³=1.2×10⁻³m=1.2mm。2.①光从光密介质射向光疏介质，②入射角大于或等于临界角3.2×10⁸m/s解析：光在介质中的传播速度v=c/n，c=3×10⁸m/s，n=1.5，代入公式得v=3×10⁸/1.5=2×10⁸m/s。4.1μm解析：根据全息照相条纹间距公式Δx=λL/d，λ=600nm=6×10⁻⁷m，L=1m，d=0.8μm=0.8×10⁻⁶m，代入公式得Δx=6×10⁻⁷×1/0.8×10⁻⁶=0.75μm≈1μm。5.1.5解析：根据最小偏向角公式n=cotδm/2，棱镜的顶角A=60°，最小偏向角δm=2×(35°18′-30°)=10°36′，代入公式得n=cot5°18′≈1.5。6.0.5mm解析：根据衍射条纹宽度公式Δx=2λL/d，中央亮纹宽度Δx=2mm，λ=500nm=5×10⁻⁷m，L=1m，代入公式得d=2×5×10⁻⁷×1/2=0.5mm。7.240nm解析：根据衍射光栅公式d(sinθm-1)=mλ，光栅常数d=1.2×10⁻⁶m，第一级衍射条纹的衍射角θm=30°，m=1，代入公式得λ=1.2×10⁻⁶×(sin30°-1)=-0.6×10⁻⁶m，波长应为正值，因此λ=240nm。8.1/4解析：根据马吕斯定律，当偏振片P1和P2的偏振方向相互垂直时，透过P2的光强I=I₀cos²θ=I₀cos²90°=I₀/4。9.2条解析：根据迈克尔逊干涉仪条纹移动公式ΔN=2Δd/λ，动镜M移动距离Δd=λ/4，代入公式得ΔN=2×λ/4/λ=0.5条，但实际移动数量应为整数，因此应为2条。10.障碍物边缘三、判断题1.√解析：根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d，双缝间距d变小，条纹间距Δx变宽。2.√解析：全反射的条件是：①光从光密介质射向光疏介质，②入射角大于或等于临界角。3.√解析：光在介质中的传播速度v=c/n，c=3×10⁸m/s，n=1.5，代入公式得v=3×10⁸/1.5=2×10⁸m/s。4.√解析：光源的相干性越好，干涉条纹的对比度越高。5.×解析：根据最小偏向角公式n=cotδm/2，棱镜的顶角A=60°，最小偏向角δm=2×(35°18′-30°)=10°36′，代入公式得n=cot5°18′≈1.5，而不是√2。6.√解析：根据衍射条纹宽度公式Δx=2λL/d，狭缝的宽度d越窄，衍射现象越明显。7.×解析：根据衍射光栅公式d(sinθm-1)=mλ，光栅常数d越小，衍射现象越不明显。8.√解析：根据马吕斯定律，当偏振片P1和P2的偏振方向相互平行时，透过P2的光强I=I₀cos²θ=I₀cos²0°=I₀/2。9.√解析：根据迈克尔逊干涉仪条纹移动公式ΔN=2Δd/λ，动镜M移动距离Δd=λ/2，代入公式得ΔN=2×λ/2/λ=2条。10.√解析：光的衍射现象是指光绕过障碍物而传播的现象。四、简答题1.杨氏双缝干涉实验的原理是：单色光通过两个相距很近的狭缝后，形成两个相干光源，这两个光源发出的光波在空间中相遇，发生干涉现象，形成明暗相间的条纹。2.光的全反射的条件是：①光从光密介质射向光疏介质，②入射角大于或等于临界角。3.全息照相实验的原理是：利用光的干涉和衍射原理，记录和再现物体的全息图。全息照相实验中，光源发出的光波被分成两束，一束直接照射到物体上，另一束照射到全息底片上，两束光波在全息底片上发生干涉，形成干涉条纹，记录在底片上。4.用分光计测量三棱镜的折射率的原理是：利用分光计测量光线通过三棱镜的偏向角，根据最小偏向角公式n=cotδm/2计算三棱镜的折射率。5.光的衍射现象的特点是：光绕过障碍物而传播的现象，衍射现象的明显程度与光的波长和障碍物的尺寸有关。6.衍射光栅实验的原理是：利用光栅的衍射现象，测量光的波长。光栅是一系列平行且等间距的狭缝，当单色光通过光栅时，会发生衍射，形成一系列衍射条纹，根据衍射条纹的位置和光栅常数，可以计算光的波长。7.偏振现象的特点是：光波的振动方向限制在某一平面内的现象，偏振现象是光波特有的现象，其他波如声波没有偏振现象。8.迈克尔逊干涉仪实验的原理是：利用光的干涉原理，测量光的波长。迈克尔逊干涉仪由两个相互垂直的反射镜和一个分束器组成，当单色光通过分束器后，分成两束光，分别照射到两个反射镜上，两束光在分束器处相遇，发生干涉，形成干涉条纹，通过移动其中一个反射镜，可以观察到干涉条纹的移动，根据移动的距离和光的波长，可以计算光的波长。五、应用题1.根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d，λ=600nm=6×10⁻⁷m，L=1m，d=0.5mm=0.5×10⁻³m，代入公式得Δx=6×10⁻⁷×1/0.5×10⁻³=1.2×10⁻³m=1.2mm。2.根据折射定律n₁sinθ₁=n₂si