物理选修34光学单元测试
物理选修3-4《光学》单元测试
（测试时间45分钟满分100分）
一、选择题（本题共8小题；每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，有选错或不答的得0分。）
1．假设在地球表面不存在大气层，那么白昼时间将会（）。
A．变长B．变短
C．不变D．无法确定
2．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯。在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（）。
A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小
B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小
C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大
D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大
3．某学习小组来进一步探究光的色散现象进行了如图所示的小实验，用某特制
的光源可发出两种不同的复合光，让该复合光束A自玻璃射向空气，经折
射形成两束单色光B、C，得出如下几个结论，你认为正确的是（）。
A．C光的波长比B光的波长长
B．C光在玻璃中的速度比B光在玻璃中的速度小
C．在真空中C光的光速大于B光的光速
D．玻璃对C光的折射率大于对B光的折射率
4．某同学在学习了光的干涉后进行了如下实验：在学校实验室借了两只小手电筒和一个光屏，然后让这两只手电筒发出的光照射到光屏的同一位置，但他却没有看到光的干涉条纹，于他沮丧地问老师这是为什么，如果你是老师你应该怎样回答他（）。
A.手电筒射出的光不是单色光
B.周围环境的漫反射光太强
C.干涉图样太小看不清楚
D.两个光源并不是相干光源
5．如图是研究光的双缝干涉用的示意图。挡板上有两条狭缝S1、S2.
由S1、S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射
激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果
把P处的亮纹记作第0号亮纹，由P向上数，与0号亮纹相邻
的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P1
处的亮纹恰好是10号亮纹。设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长
度为r2，则r2- r1等于（）。
A．5λ B.10λ C.20λ D.40λ
6．某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝干涉实验，在光屏上呈现出
蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为Δx 。你认以下结论中正确的是（ ）。
A ．单缝到双缝间的距离越大，Δx 就越大
B ．双缝之间的距离越大，Δx 就越大
C ．双缝到光屏之间的距离越大，Δx 就越大
D ．双缝间的距离不变，双缝的每条缝的宽度越大，Δx 就增大
7. 某学习小组把三块两面平行玻璃板放在一起做了如图所 示的
空心三棱镜，然后让一束单色光从左侧玻璃板射入，从右侧玻璃板
射出，该小组同学有以下几种猜想，其中你认为正确的是（ ）。
Ａ．出射光线向底边偏折
Ｂ．出射光线向顶角偏折
Ｃ．出射光线与入射光线平行 Ｄ．以上说法都不对
8．如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（ ）。
A ．折射率必须大于2
B ．折射率必须小于2
C ．折射率可取大于1的任意值
D ．无论折射率是多大都不可能
二、填空和实验题：（本题共2小题；共18分）
9．(6分)某同学在做完测定玻璃折射率的实验后，突发奇想，他说受到
实验中光路侧移的启示，设计了一个玻璃厚度检测仪，可以用来检
测玻璃厚度是否均匀，原理大致是：固定一束激光AO 以不变的入
射角θ1照射到MN 表面，折射后从PQ 面射出，最后出射光线照射
到光电管C 上，光电管C 可将光信号转变为电信号，如图所示，依
据激光束在C 上移的距离，可确定玻璃管厚度的变化，若某次检测
中发现光斑在C 上左移了Δs ，则此玻璃的厚度与原来相比
变 。
10．(12分)某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆
心为O ，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针1P 和2P ,在另一侧按正确方法再插两枚大头针3P 和4P ，移去大头针和圆形
玻璃后，得图如下：
（1）从3P 和4P 一侧观察时，1P 、2P 、3P 、4P 应满足的关系为
；
（2）完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、 出射光线；
（3）用α和β表示出光线从玻璃射入空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为
．
三、计算题：（本题共2小题；共34分）
11．(14分)如图所示是一块用折射率n =2的玻璃制成的透 明体的横截面，ab 是半径为R 的圆弧，ac
边与bc 边垂直，∠aOc =60°。当一束平行黄色光垂直照到ac 上时，ab 部分的外表面只有一部分是黄亮的，其余是暗的．那么黄亮部分的弧长为多少？
12．(20分)如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为Ｌ，
照明灯到池底的距离为Ｈ。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为2H 时，池底的光斑距离出液口4
L 。试求当液面高为H 32时，池底的光斑到出液口的距离。
《光学》单元测试题参考答案
一、选择题（本题共8小题；每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，有选错或不答的得0分。）
1．B 2．D 3．A 4．D 5．B 6．C 7．C 8．B （解析：光路图如图所
示，从图中可以看出，为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出，1θ和
2θ都必须小于临界角C ，即1θ＜C , 2θ＜C ,而1θ+2θ=90°,故C ＞45°，则折射
率n =1/sin C ＜2．故正确选项为B 。） 二、填空和实验题：（本题共2小题；共18分）
9．厚。（解析：由于入射光的方向是固定的，由折射定律可知在玻璃内部的折射光线的方向也是固定不变的，且光从玻璃板射出后的方向与入射光的方向是相同的，故此时光的侧移量的大小是由玻璃板的厚度所决定的，玻璃板越厚，光的侧移量就越大，光斑就会向左移动，玻璃板越薄，光的侧移量就越小，光斑就会向右移动，所以此时玻璃的厚度与原来相比变厚了。）
10． 解析：（1）从3P 和4P 一侧观察，3P 、4P 和1P 、2P 的像应在一条直线上。
（2）连接1P 、2P 作为入射光线，延长至玻璃界面为入射点M ；连接3P 、4P 作为出射光线，反向延长至玻璃界面为出射点N ；连接M 、N 即为玻璃内传播的光线。
（3）连接O 、N 所作的直线是过出射点N 点的界面法线，则入
射角α和折射角β如图所示。由折射定律得：n =
αβsin sin 。 三、计算题：（本题共2小题；共34分）
11．(14分) 解析：假定光线MN 射到ab 界面上时恰好发生 了全反射，则MN 上方的光线一定在界面
ab 上发生了全反射，因此只有射到界面Nb 上的光线才能射出玻璃，界
面Nb 部分是亮的．由sin C =1/n 得∠C =30°
由几何关系知θ=30°，所以弧Nb 的长度：
s =30°/360°×2πR =πR /6
所以黄亮部分的弧长是πR /6。
12．(20分)解析：设液面的高度为h ，光斑到到入射点的水平距离为l ，则：
由几何关系得：x l L h H
+= 122sin L
L H
θ=+ 222sin l
l h θ=+ 由折射定律得：
221222sin sin L L H n l l h θ+==θ+
∵2H h =，∴4L l =代入上式得：22224L H n L H +=+
θ1 θ2
当h ’=H 32，有l ’=x L '-3
2联立以上各式得： 3
L x ='