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第十四章 光学
质量监测试卷
本试卷分第Ι 卷（选择题）和第Ⅱ（非选择题）两部分。满分：100 分；考试时间：75 分钟
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名．班级．座号．准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，必须使用2B 铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5 毫米的黑色签字笔书写；必须在题号
对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁．完整。
3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保存，以备评讲）。
第I 卷（选择题，共43 分）
一、单项选择题：（本题共7 小题，每小题4 分，共28 分．在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求）
1．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．光纤通信利用了光的全反射
C．同一介质对不同光的折射率相同
D．光学镜头上的增透膜利用了光的衍射
2．如图所示，潜水员看岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，已知圆锥的顶角是
，则下列说
法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．潜水员潜得越深，圆锥的顶角越大
D．潜水员潜得越深，圆锥的顶角越小
3．光照射到真空和某介质的界面MN 上发生折射，已知入射光线与法线（虚线）的夹角为30o，折射光线
与界面MN 的夹角也是30o，如图所示。则以下说法正确的是（ ）
A．光是从真空射入介质的
1
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B．介质的折射率为
C．介质的折射率为
D．反射光线与折射光线的夹角为60°
4．平行板玻璃砖横截面如图，上下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，
从下表而射出时分为a、b 两束光，则（ ）
A．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大
B．在玻璃中传播时，b 光的传播速度较大
C．以相同的入射角从水中斜射入空气，a 光的折射角大
D．增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出
5．如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不计空气阻力，则（ ）
A．激光在水和空气中传播的速度大小相等
B．激光在水与空气的界面上发生了全反射
C．水在空中的速度大小均匀变化
D．水在空中的速度方向变化越来越快
6．一半圆形玻璃砖的横截面如图所示，半圆的半径为R、圆心为O。一光线DE 沿横截面从直径AB 上的E
点以入射角
经玻璃砖折射后，射到圆弧AB 上的F 点（图中未画出）恰好发生全反射。已知玻璃砖
对该光线的折射率
，则O、E 两点间的距离为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．如图边长为a 的立方体透明材料中心
处安装一红色点光源，
点为上表面的中心，透明材料对该单
色光的折射率为
，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，则（ ）
2
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A．在
点观察到
的深度为a
B．光从立方体中射出需要的最短时间为
C．光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的
D．若点光源发出蓝光，透明材料表面有光出射的区域面积将增大
二、多项选择题（本题共3 小题，每小题5 分，共15 分．在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求．全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分）
8．下列说法正确的是（ ）
A．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像比物体所处的实际位置高
B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
C．在光的照射下，玻璃杯裂缝处看上去比周围明显亮，是由于光的全反射
D．海市蜃楼产生的原因是海面上方上层空气的折射率比下层空气的折射率大
9．如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC，其中
，AB 边长为L，一束单色光从AB 边的
中点D 垂直射入玻璃砖，恰好在AC 面发生全反射，最后从BC 边上的F 点（图中未标出）射出玻璃砖．
已知光在真空中的传播速度为c，下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃砖的折射率
B．玻璃砖的折射率
C．单色光在玻璃砖中传播的时间
D．单色光在玻璃砖中传播的时间
10．光纤主要由折射率不同的纤芯与外套组成，在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤
中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况会降低信号传输质量。引起
这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，
在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为
，
3
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外套折射率为
。在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为
t，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）
为
，
（ ）
A．外套材料的折射率
变小，
与
t 的差值不变
B．内芯材料的折射率
越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出
C．入射光波长变短，
与
t 的差值不变
D．光纤的直径变小，
与
t 的差值不变
第Ⅱ卷（非选择题，共57 分）
三、实验题（本大题共2 小题，共16 分）
11．（6 分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），
并选用缝间距为d 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L，接通电源使光源
正常工作，发出白光。
（1）分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为 mm。
（2）如图甲所示组装仪器时，a 处应固定 （填“单缝”或“双缝”）。
（3）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中， 。
A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B 位置时，游标尺
的读数分别为
、
（
），则入射的单色光波长的计算表达式为
。
4
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12．（10 分）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，
玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面
和
。O 为直线AO 与
的交点。在直线OA
上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4，作直线交
于
，过
作垂直于
的直线
，连接OO'。测量图中角α 和β 的大小。
则玻璃砖的折射率n= ；
(3)对实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是：
A．为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些
B．应该选较宽的玻璃砖，且两个侧面一定要平行
C．P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，因此入射角不宜过大
(4)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面
和
的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量
值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
四、解答题（本大题共3 小题，共41 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出
5
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最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．(10 分)如图，光源
右侧有一挡板，其上有一狭缝，离所在挡板距离
处又有一挡板，与前一挡板
平行，其上有两狭缝
、
，
距离为
，离
、
所在挡板距离为
处有一光屏，已知
、、
、
中点都在同一直线上，且
。光源
发出光波的波长为
。
（1）求屏上干涉条纹间距。
（2）在如图区域阴影部分加上折射率为
的介质，请说明干涉条纹将如何变化？
14.（14 分）如图所示：横截面为梯形的透明介质ABCD，其中AB 边边长
，BC 边边长
，
∠A=∠D=90°∠B=60°。单色激光由上表面射向介质，从距A 为
处射入的光线恰好从BC 边的中点射
出，且射出的方向与AD 边平行。已知，光在真空中的传播速度为
m/s，不考虑光在介质BC 边上
的反射。求：
（1）透明介质的折射率n 及入射光线与AB 的夹角
；
（2）在AB 边上哪个范围的入射的激光能从DC 边射出及这些光线在介质中传播所用时间t。
15．(17 分)如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO′为其对称轴，O 为球心，球半径为R，半球左侧为圆
面，右侧为半球面。现有一束平行红光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球对红光的折射率为
，真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射，（若计算需要用到sin15°，取sin15°=
），求：
（i）从左侧射入能从右侧半球面射出的入射光束截面积占左侧入射面圆面积的比例；
（ii）光线从距O 点
处入射经玻璃半球偏折后到与对称轴OO′相交所用的传播时间。
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