江苏省南京市宁海中学2025-2026学年高二上学期物理周测卷 12.13 ( 光学 ）

高二物理周末作业12.13 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1．如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是（ ） A．干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的肥皂波膜 B．干涉条纹是红黑相间的竖直条纹 C．入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大 D．如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏 2．如图所示，自然光通过P、Q两偏振片，观察光屏（ ） A．甲屏更亮 B．乙屏更亮 C．甲、乙屏一样亮 D．甲、乙屏都不亮 3．如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（ ） A．光的折射 B．光的干涉 C．光的全反射 D．光的衍射 4．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（） A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于波的衍射引起的 B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的 C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的干涉产生的 D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的镜面反射引起的 5．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是（ ） A．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 B．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 C．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 D．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 6．如图所示的四种明暗相间的条纹分别是绿光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及红光、黄光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（ ） A．紫红绿黄 B．绿黄紫红 C．紫黄绿红 D．绿红紫黄 7．水面上漂浮一半径为R=0.25m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度v=0.05m/s匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为（ ） A.3s B.5s C.4s D.6s 8．如图所示，把一个上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。现用单色光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到一系列明暗相间的同心圆环状条纹，这些同心圆环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（ ） A．条纹是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．这是光的干涉现象，同心圆环状条纹间距相等 D．照射单色光的波长增大，相应条纹间距保持不变 9．如图为光的双缝干涉原理图，用红色激光照射挡板上的两条平行的狭缝S1、S2，在后面的屏上能观察光的干涉条纹，在屏上P0、P1处分别是中央明条纹和第二条明条纹的中心。下列说法正确的是（ ） A．屏上P1到两条狭缝S2、S1的距离差等于干涉光的波长 B．干涉条纹与狭缝的方向互相垂直 C．在挡板和屏之间的空间不发生光的干涉 D．其他条件不变，仅将双缝S1和S2间距离变小则条纹间距将变宽 10.如图所示，边长为2a的正方体玻璃砖，底面中心有一单色点光源O，从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为（ ） A.2a2 B.a2 C.πa2 D.2πa2 11．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为"光纤通信之父"。如图所示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为，AB代表一侧端面，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）. A.AB端面的入射角变化时，光线可能会有一部分从光纤射入空气而损耗 B．光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间大于 C．光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面的时间与AB端面的入射角有关，入射角越小，传播时间越长 D．无论AB端面的入射角怎样变化，光线都可无损耗地传到另一端面 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12．在"用双缝干涉测量光的波长"实验中，如图所示，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，白炽灯置凸透镜焦点处，并选用缝间距d=0.25mm的双缝。从仪器注明的规格可知，单缝与双缝之间的距离为5.00cm，光屏与双缝间的距离L=70.00cm。接通电源使光源正常工作。 （1）实验中下列说法不正确的是＿___. A．图中M、N、P分别应是滤光片、单缝、双缝 B．让灯泡发出光线经凸透镜折射后变成平行光，目的是使条纹亮度增加 C．实验过程中应调节拨杆使单缝与双缝平行 D．没有滤光片时我们可观察到明暗相间的白色亮条纹 （2）用测量头来测量亮条纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数。分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=2.190mm，对准第4条时读数 x2=_________mm，根据以上条件，可算出这种光的波长λ＝_________nm（保留3位有效数字）。 （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距△x时，测量值________（选填"大于""小于"或"等于"）实际值。 （4）实验中把红色滤光片更换成紫色滤光片，观察到的条纹_______（选填"变密""变疏""不变"）。 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13.（8分）如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，O为圆心，AB为直径，半径为R，其折射率为。现有一束平行光以i=45°的入射角射向AOB平面，经折射后，有部分光能从半圆（弧）上射出，不考虑光在圆弧面的二次反射。 （1）求光发生全反射的临界角： （2）求半圆弧上有光射出的范围所对应的弧长。 14.（8分）我国研制的某型号光刻机光学镜头投影原理简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，OO'为玻璃砖的对称轴。间距为R的a、b两束平行紫外光从棱镜左侧垂直AB边射入，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，最后会聚于硅片上表面的M点，M点位于OO'的延长线上。半球形玻璃砖的折射率为，来自三棱镜的反射光关于轴线OO'对称，光在真空中的传播速度为c。 （1）要使射向半球形玻璃砖的光线最强，求三棱镜的折射率至少为多少？ （2）求紫外光从进入半球形玻璃砖到传播到M点所用时间为多少？ 15.（10分）光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强，载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以沿着光纤传到千里之外的另一端，实现光纤通信。如图所示，某光纤内芯半径为a，折射率为n，传递的信号是从光纤的轴线上O点射向光纤。为保证射入光纤的光信号在传输过程中发生全反射，O点到光纤端面的距离必须大于某个值。 （1）（4分）若该光纤长为L，求光在该光纤中传播的最短时间； （2）（6分）若该光纤内芯半径a=45μm，n=，假设光信号在其中传输时相对外套的临界角为53°，求O点到光纤端面距离的最小值（已知=4.36，sin53°=0.8，cos53°=0.6）. 16.（15分）如图甲所示，真空中的半圆形透明介质，半径为R，圆心为O，其对称轴为OA，一束单色光沿平行于对称轴的方向射到圆弧面上。光线到对称轴的距离为，经两次折射后由右侧直径面离开介质。已知该光线的入射角和出射角相等，真空中的光速为c。求： （1）透明介质的折射率n； （2）单色光在介质中传播的时间t； （3）如图乙所示，将透明介质截取下半部分OAB，用黑纸覆盖OB。用该单色光平行于横截面，与界面OA成30°角入射，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，求圆弧AB上有光射出的弧长L.（取sin35°=） 高二物理周末作业12.13参考答案 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1.A 2.A 3.C 4.B 5.A 6.B 7.C 8.B 9.D 10.C 11.D 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12． 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13. 14. 15. 16. 1 学科网（北京）股份有限公司 $