湖北黄冈市黄梅县第二中学2025-2026学年高二下学期物理周考试卷（光学）5.7

黄梅二中高二物理周考试卷（光学）5.7 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）如图甲所示，在医学领域的内窥镜检查中，常利用玻璃纤维将光传输到人体内部进行照明，并通过另一细管中的微型摄像机来进行观察。如图乙所示为长为L的玻璃纤维，AB代表光的入射端面。若玻璃纤维对光的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为（　　） A． B． C． D． 2．（本题4分）下列关于光学现象的说法正确的是（　　） A．用标准平面检查工件表面的平整程度利用了光的反射现象 B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的衍射现象 C．照相机镜头加增透膜是利用光电效应原理 D．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射 3．（本题4分）如图所示，一细束由黄、蓝、紫三种色光组成的复色光通过三棱镜折射后分为a、b、c三种单色光，∠A大于c光在棱镜中的临界角而小于b光在棱镜中的临界角，下列说法中正确的是（　　） A．a种色光为紫光 B．在三棱镜中a光的传播速度最大 C．在相同实验条件下用a、b、c三种色光做双缝干涉实验，c光相邻亮条纹间距一定最大 D．若复色光绕着入射点O顺时针转动至与AB面垂直时，屏上最终只有a光 4．（本题4分）如图所示，一圆心为、半径为的半圆形匀质玻璃砖置于真空中，一细束复色光线从点右侧距离点的点以入射角射入该玻璃砖，在玻璃砖内分成a、b两单色光，光从点正上方的点出射，光从点右上方的点出射。下列说法正确的是（　　） A．该玻璃砖对a光的折射率为1.5 B．光在该玻璃砖中的传播速度大于光在该玻璃砖中的传播速度 C．若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较小 D．a光在点恰好发生全反射 5．（本题4分）光具有波粒二象性．下列有关光的现象和应用与光的粒子性有关的是 A．太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象 B．高级照相机镜头表面涂了一层增透膜是利用光的干涉现象 C．光控电路的关键元件是光电管（光电传感器），它的原理是利用了光电效应 D．摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的偏振现象 6．（本题4分）在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1=5.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是（　　） A．用单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹 B．用单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 C．用单色光f1照射时出现亮条纹，用单色光f2照射时出现暗条纹 D．用单色光f1照射时出现暗条纹，用单色光f2照射时出现亮条纹 7．（本题4分）导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（　　） A．绿光在采光球中的传播速度为 B．红光一定能从N点上方射出 C．紫光有可能直接折射经过O点 D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率 二、多选题（共12分） 8．（本题4分）如图甲为一个半径为的质量均匀的透明水晶球，过球心的截面如图乙所示，为水晶球直径，一单色细光束从点射入球内，折射光线与夹角为，出射光线与平行。光在真空中的传播速度为，则（　　） A．光束在点的入射角为 B．水晶球的折射率为 C．光在水晶球中的传播速度为 D．光在水晶球中的传播时间为 9．（本题4分）如图所示为玻璃砖的横截面，一光束从真空中经一点斜射入玻璃砖，进入玻璃砖后分成a、b两束单色光，分别从下面射出玻璃砖，α = 45°，β = 60°，下列说法正确的是（　　） A．a光临界角为30° B．如果a光能使某种金属发生光电效应，则b光不能使这种金属发生光电效应 C．用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，a光在光屏上得到的条纹间距较大 D．a光比b光通过玻璃砖的时间小 10．（本题4分）两个透明标准板M和N间形成楔形空气薄层，用某单色光从上向下照射时，在空气膜的上表面可观察到明暗相间的干涉条纹，某同学想利用该装置测量单色光的波长，他沿着M标准板测出从第1条中心亮纹到第5条亮纹中心的距离为L，斜面倾角为θ，则下列说法中正确的是（　　） A．波长大小为 B．波长大小为 C．实验中如果减小斜面的倾角，则相邻条纹间距将变大 D．实验中如果用波长更长的光照射，则相邻条纹间距将变大 三、实验题（共21分） 11．（本题9分）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距为d的双缝。从仪器注明的规格可知，双缝到屏的距离l。然后接通电源使光源正常工作。    （1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可______； A．将单缝向双缝靠近    B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．使用间距更小的双缝        D．转动转轮 （2）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______；    （3）如图丙为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的______。    A．拨杆A处“Y”字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B处小孔套住的双缝 B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A处“Y”字叉套住的单缝 C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A处“Y”字叉套住的单缝 12．（本题12分）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分光路，如图甲所示，在入射光线上插上大头针，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上大头针和，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 (1)下列确定位置的方法正确的是（    ） A．透过玻璃砖，挡住的像 B．先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置 C．透过玻璃砖观察，使挡住的像 (2)作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；_______ (3)经过多次测量作出的图像如图乙所示，玻璃的折射率为_______；（保留三位有效数字） (4)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验，两者的面平行，大头针的连线垂直于面，若操作无误，则在图丙中右边的大头针应该是_______。 A． B． C． D． 四、解答题（共39分） 13．（本题12分）如图所示，ABCD为某容器横截面，O、为上下底面中心，处有一发光点。人眼在E点沿EB方向观察，容器空置时看不到发光点。现向容器中缓慢注入某种透明液体，当液面升高到12cm时，人眼恰好能看到发光点。已知，，，EB与AB延长线的夹角为。不考虑器壁对光的反射，真空中光速。求： (1)该液体的折射率。 (2)光从点到达人眼的时间。 14．（本题12分）某课题组要研究某光导纤维的传输规律，他们垂直截取了如图所示长为L的一段直光导纤维，让一单色光线射向右侧截面某点，缓慢减小入射角，发现减小至时便不再有光从长侧面逸出。已知光在真空中的传播速度为c，。求： （1）该光导纤维对这种单色光的折射率； （2）入射角时，此单色光在这段光导纤维中的传播时间。 15．（本题15分）现一透明半圆柱体玻璃砖，半径为R、长为L，如图1所示。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，O点是横截面的圆心，虚线OO′是过圆心O与矩形表面垂直的直线，如图2所示，已知光速为c，玻璃对该色光的折射率为。 (1)求圆弧侧面上有光线出射的面积；（不考虑二次反射） (2)某入射光线从距离虚线OO′为0.5R处入射，经球面折射后与OO′有交点，求该光线从进入半球到该交点的运动时间？（已知sin15） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《黄梅二中高二物理周考试卷（光学）5.7》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B C C B BD CD CD 1．B 【详解】因，因此入射角取大于0的任意值时都可以使入射光在玻璃纤维中发生全反射，如图所示，设折射角为r，光线到达上界面的入射角为。光在玻璃纤维中的传播速度 光在玻璃纤维中的传播时间 要使时间最长，应最小，则r最大，r最大仅能为临界角C，所以，则 玻璃纤维的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为。 故选B。 2．D 【详解】A．用标准平面检查工件表面的平整程度利用了两个工件间的空气薄膜形成的光的干涉，即薄膜干涉现象，故A错误； B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故B错误； C．照相机镜头加增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故C错误； D．人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．因为紫光的折射率最大，故c为紫光，选项A错误； B．因为a光为黄光，折射率最小，根据可知，在三棱镜中a光的传播速度最大，选项B正确； C．c光的频率最大，故波长最小，根据可知，在相同实验条件下用a、b、c三种色光做双缝干涉实验，c光相邻亮条纹间距一定最小，选项C错误； D．若复色光绕着入射点O顺时针转动至与AB面垂直时，三种光在AC面上的入射角变大，因为∠A大于c光在棱镜中的临界角而小于b光在棱镜中的临界角，故ab两种光先后在AC面发生全反射，而c光不能发生全反射，故从AC面射出的只有c光，故屏上最终只有c光，选项D错误； 故选B。 4．B 【详解】A．光在处的折射角满足 可得 故该玻璃砖对光的折射率 故A错误； B．光在处的折射角大于光在处的折射角，故折射率 由 可知，a、b光在该玻璃砖中的传播速度 故B正确； C．由 可知 又由 可得 即a、b光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻暗条纹间距较大，故C错误； D．光在点的入射角为30°，有 光的全反射临界角满足 ，光在点不会发生全反射，故D错误。 故选B. 5．C 【详解】A、衍射现象是波具有的现象，故说明波具有波动性，故A错误； B、增透膜是利用了干涉现象，而干涉现象也是波所具有的，证明了光的波动性，故B错误； C、光电效应是光的粒子性最有力的证明，故光电效应是与光的粒子性有关的，故C正确； D、偏振是横波所具有的现象，故证明了光具有波动性，故D错误． 故选C． 6．C 【详解】单色光f1的波长 单色光f2的波长 因P点到双缝的距离之差 Δx=0.6μm=λ1 所以用单色光f1照射时P点出现亮条纹。又 所以用单色光f2照射时P点出现暗条纹，故ABD错误，C正确。 故选C。 7．B 【详解】A．如图所示 根据几何关系 ， 折射率 绿光在采光球中的传播速度为 故A错误； B．红光折射率小，折射角大，则红光一定能从N点上方射出，故B正确； C．紫光不可能直接折射经过O点，如果过的话，折射角为0°，故C错误； D．光由光密到光疏可能发生全反射，则涂层折射率应大于管壁折射率，故D错误。 故选B。 8．BD 【详解】AB．如图所示 出射光线与平行，根据图中几何关系可得 则有 可得光束在点的入射角为 故A错误，B正确； CD．光在水晶球中的传播速度为 光在水晶球中的传播距离为 则光在水晶球中的传播时间为 故C错误，D正确。 故选BD。 9．CD 【详解】A．a光的折射率 则a光的临界角为 可得 故A错误； B．由图可知a光的偏折程度小于b光，可知a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，则如果a光能使某种金属发生光电效应，则b光一定能使这种金属发生光电效应，故B错误； C．因a光波长大于b光的波长，则根据 可知，用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，a光在光屏上得到的条纹间距较大，故C正确； D．设玻璃砖的厚度为d，进入玻璃砖光线的折射角为θ，则在玻璃砖运行的路程 根据 因为入射角相同，单色光a比单色光b的折射角大，a光比b光通过玻璃砖的时间小，故D正确。 故选CD。 10．CD 【详解】AB．根据形成亮纹的条件可知，对第n条亮纹 即 由几何关系 解得 故AB错误； C．根据可知，实验中如果减小斜面的倾角，则从第1条中心亮纹到第5条亮纹中心的距离为L将变大，则相邻条纹间距将变大，故C正确； D．根据可知，实验中如果用波长更长的光照射，则从第1条中心亮纹到第5条亮纹中心的距离为L将变大，则相邻条纹间距将变大，故D正确； 故选CD。 11． B B 【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，由相邻亮条纹中央间距公式 可知，需减小条纹间距以增加条纹个数，可以减小l，将屏向靠近双缝的方向移动，或者增大d，使用间距更大的双缝。 故选B。 （2）[2]两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为 根据得 （3）[3]由实验操作步骤可知，拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A“Y”字叉套住的单缝。 故选B。 12．(1)C (2) (3)1.49 (4)C 【详解】（1）确定位置的正确方法是透过玻璃砖观察，使挡住的像，C正确。 故选C。 （2）光路图如图所示 （3）根据 可知，图像的斜率等于折射率，由题图乙可知，玻璃的折射率为 （4）用两块同样的玻璃直角棱镜做实验得到的光路图如图所示，根据光路图可知，经过的光线经左侧玻璃砖后向下偏折，射入右侧玻璃砖后平行于射出，所以在图中右边插的大头针应该是，故选C。 13．(1) (2) 【详解】（1）当液面升高到12cm时，人眼恰好能看到发光点，入射点为，光路图如图所示 由于，则 折射角 根据题意 在直角中，根据数学知识 根据数学知识 在直角中，根据勾股定理 根据数学知识 根据折射定律，折射率 （2）根据折射率公式，光在透明液体中的传播速度 光从点到达人眼的时间 代入数据解得 14．（1）；（2） 【详解】解：（1）设临界角为C，由几何知识得折射角。由折射定律 又根据 解得折射率 （2）光在光导纤维里面传播的总路程 又根据 该单色光在光导纤维中的传播时间 15．(1)；(2) 【详解】(1)半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半径，从顶面上A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，入射角恰好等于临界角C， 由折射定律得 得 由几何关系得 ∠O′OB=θ 则有光线从柱面射出的柱面面积 (2)当时，入射角为i，折射角为r，在中，有 ， 考虑在B点折射，由折射定律有 解得 设从B点的出射光线交轴于C点，由图可知，在中，，，可得 则有 解得 光在玻璃中传播速度为 光从A点传播到C点的时间为 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $