物理竞赛光学专题40题刷题练习(带答案详解).docx

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物理竞赛光学专题40题刷题练习(带答案详解)

一、单选题

1·有3种不同波长的光，每种光同时发出、同时中断，且光强都相同，总的光强为

脉冲宽度(发光持续时间)为T光脉冲的光强1随时间t的变化如图所示。该光脉冲正入

射到一长为L的透明玻璃棒，不考虑光在玻璃棒中的传输损失和端面的反射损失。

过玻璃棒后光脉冲的光强1随时间t的变化最可能的图示是(虚线部分为人射前的总光强

随时间变化示意图)()

l,

在通

【答案】D

因为能量是没有损失的，所以通过玻璃棒后光脉冲的光强(图中实线总面积)应该与原来

的光强(虚线面积)相同。又因为是三种不同波长的光，所以在同种介质中传播的速度都

不相同，所以到达玻璃棒右端点的时间都不同，故选项D符合题意，选项ABC不合题

意。

2.埃及的古夫(Khufu)金字塔内有一条狭窄通道，尽头处被一块镶有两个铜制把手的

石块堵住，如图所示·考古学家曾利用一台机器人来探测石块后面隐藏的秘密，该机器

人上配备的探测设备有：(甲)超声波回声探测器、(乙)导电性传威器、(丙)可穿透

石块的雷达·机器人沿着通道到达石块前，进行了以下探测工作：

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(f)

两个铜把手在石块背面是否彼此连接；

(2)

石块是否能够移动；

(3)

在石块后面是否还有其他物体；

(4)

石块的厚度.

针对上述各项探测工作，下表中哪一选项内所选的探测设备最合适?()

B

C

D

1)

丙

乙

V!

(2)

乙

甲

乙

(3)

乙

甲

乙

(4)

甲

甲

A.A

B.B

P

【答案]

研究两个铜把手在石块背面是否彼此连接。可以用导电性传感器测试

石块不导电、若两个铜把手连接，能形成通路，加上电源就能通电；即导电表示两个把

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(乙),因铜导电而

手相连，不导电表示两个把手没有连接

研究石块是否能够移动，可以用超声波回声探测器(甲)。测量声波碰到石块反射回来的

时间差就能获得石块的速度；

研究在石块后面是否还有其他物体可以用可穿透石块的雷达(丙)分析

测量石块的厚度可以用超声波回声探测器(甲),利用前后表面反射波的骼程差获得

A.乙丙乙甲与分析结果不相符；故A项不合题意

B.丙乙甲丙与分析结果相符；故B项不合题意

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C.乙甲丙甲与分析结果相符；故C项符合题意·

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D.甲乙乙丙与分析结果不相符；故D项不合题意·

3·根据光的薄膜干涉原理，可用下图甲的装置检查被检平面是否平整·如果被检平面

是平整的，那么被检平面就与透明标准样板之问形成一层很薄的、横截面为三角形的空

气层，此时若用平行的单色光按图甲所示的方式照射透明样板，便可看到彼此平行的、等间距的、明暗相间的

条纹，如图乙所示.如果在某次检验中看到了如图丙所示的条纹，则据此可知，被检平面有缺陷处的缺陷类型属

于()

被检查平面耳1

A·凸起B·凹下

【答案】B薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。条纹在直条纹处，故对应处的薄

乙

C.可能凸起，也可能凹下

D·无法判断

膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知此处凹陷

A.凸起与分析结果不相符；故A项不合题意·

B.凹下与分析结果相符；故B项符合题意·

C.可能凸起，也可能凹下与分析结果不相符；故C项不合题意.

D.无法判断与分析结果不相符；故D项不合题意·

4·图a是基于全内反射原理制备的折射率阶跃型光纤及其耦合光路示意图·光纤内芯直

径50F叫折射率n1=1.46;它的玻璃外包层的外径为125叩，折射率n2=1.45.氦氖激光器输出一圆柱形平

行光束，为了将该激光束有效地耦合进入光纤传输，可以在光纤前端

放置一微球透镜进行聚焦和耦合，微球透镜的直径D=3.00mm,折射率n=1.50.已知激光束中心轴通过微

球透镜中心，且与光纤对称轴重合