物理新教材人教版选择性必修1第四单元光 检测卷A卷（word含解析）

第四单元达标检测卷
物 理 （A）
一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在第1～8题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第9～12题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．关于自然光和偏振光，下列说法正确的是(　　)
A．自然光和偏振光都能使感光底片感光
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光
D．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，而偏振光却不能
2．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是(　　)
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
3．劣质的玻璃中往往含有空气泡，这些空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是(　　)
A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
4．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则(　　)
A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样
C．丙为红光的干涉图样 D．丁为红光的干涉图样
5．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是(　　)
A．紫光、黄光、蓝光和红光
B．紫光、蓝光、黄光和红光
C．红光、蓝光、黄光和紫光
D．红光、黄光、蓝光和紫光
6．如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路图如图所示，则下列说法不正确的是(　　)
A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小
B．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变
C．有可能a是绿光，b是红光
D．在真空中，a光的波长比b光的波长长
7．某液体中有一个空心的玻璃棱镜，不计玻璃厚度，假如有光线射在棱镜的AB面上，如图所示，这条光线折射后的出射光线将会(　　)
A．向棱镜底边BC偏折
B．向棱镜顶角A偏折
C．不发生偏折
D．在AB面折射进入空心部分后可能全部照到BC面上
8．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　)
A．若θ＞θ2，光线一定在OP边发生全反射
B．若θ＞θ2，光线会从OQ边射出
C．若θ＞θ1，光线会从OP边射出
D．若θ＜θ1，光线会在OP边发生全反射
9．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
10．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(　　)
A．改用红光作为入射光 B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离 D．增大双缝之间的距离
11．用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是(　　)
A．各色光都向顶角偏折 B．各色光都向底面偏折
C．红色光的偏向角比紫光的大 D．红色光的偏向角比紫光的小
12．a、b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．由玻璃射向空气发生全反射时玻璃对a光的临界角较大
B．玻璃对a光的折射率较大
C．a光在玻璃中传播的波长较短
D．b光的光子能量较大
二、非选择题(本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13．(6分)在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后，不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许，如图甲所示。则他测出的折射率将　　　 　。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
(2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率　 　。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
14．(6分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，正确的是________。
A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D．干涉条纹的间距与光的波长有关
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为________mm。
(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，如图乙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值。(选填“大于”“小于”或“等于”)
15．(8分)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。
16．(8分)如图所示，等腰直角三角形棱镜ABC，一组平行光线从斜面AB射入。
(1)如果光线不从AC、BC面射出，求三棱镜的折射率n的范围；
(2)如果光线顺时针转过θ＝60°，即与AB成30°角斜向下，不考虑反射光线的影响，当n＝时，能否有光线从BC、AC面射出？
17．(10分)用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm。
(1)求这种单色光的波长。
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少
18．(14分)如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6 m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)；
(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。
物理答案（A）
一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在第1～8题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第9～12题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．【答案】A
【解析】自然光和偏振光都能产生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A对，D错；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的光绝大部分都是偏振光，B错，光的颜色由光的频率决定，与光的偏振方向无关，C错。
2．【答案】D
【解析】激光是横波，选项A错误；激光在不同介质中的波速不同，由λ＝可以判断选项B错误；发生干涉现象的条件是两束光必须为频率相同的相干光源，选项C错误；利用激光平行度好的特点，可以通过光的反射测量激光往返所用时间，达到测量月球到地球距离的目的，选项D正确。
3．【答案】D
【解析】要注意发生全反射的条件是:光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件，因而发生全反射，这也就是气泡看上去比较亮的原因。
4．【答案】B
【解析】紫光的波长较红光短，条纹间距窄，所以B项正确，A项错误；丙、丁均为衍射图样，所以C、D两项错误。
5．【答案】B
【解析】作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线，可知其折射率大小关系为na>nb>nc>nd，则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光，所以B正确。
6．【答案】C
【解析】由题图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；光在不同介质中传播，频率不变，故B正确；玻璃对b光的折射率大，b光的频率高，故C错误；根据真空中波速c＝λν，b光频率高，波长短，故D正确。
7．【答案】B
【解析】光线从液体射到空心的玻璃棱镜，是从光密介质到光疏介质，传播方向远离法线，从空心的玻璃棱镜到液体，是从光疏介质到光密介质，传播方向靠近法线，如图所示，B正确。
8．【答案】D
【解析】光线发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质时，入射角i大于临界角。光从图示位置入射，到达OP边时入射角i1＝－θ，θ越小，i1越大，发生全反射的可能性越大，根据题意，要在OP边上发生全反射，应满足θ＜θ2，A、B错误。若光线在OP上发生全反射后到达OQ边，入射角i2＝3θ－，θ越大，i2越大，发生全反射的可能性越大，据题意，要在OQ边上发生全反射，应满足θ＞θ1，C错误，D正确。
9．【答案】AD
【解析】根据题图知，光1的折射率较大，与光2相比，其波长较小，在玻璃中传播速度较小，临界角较小，通过玻璃的时间较大，选项A、D正确。
10．【答案】AC
【解析】根据条纹间距Δx＝λ可知，要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红>λ黄，选项A正确；λ黄>λ蓝，选项B错误；增大到屏的距离l，Δx增大，选项C正确；增大双缝间距d，Δx减小，选项D错误。
11．【答案】AD
【解析】薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样在水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的，同样根据折射定律，各色光都向顶角偏移，红光的偏向角仍然比紫光的小，故A、D两项正确。
12．【答案】AD
【解析】由光路图可知，a、b光入射角相同，在分界面上a光发生反射及折射，而b光发生全反射，可知b光的临界角小于a光的临界角，根据sin C＝，知a光的折射率小于b光的折射率，故A正确，B错误；折射率越大，频率越大，波长越短，故b光的波长短，C错误；b光的折射率大，知b光的频率大，根据E＝hν知，b光的光子能量大，故D正确。
二、非选择题(本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13．(6分)
【答案】(1)不变　 (2)偏小
【解析】(1)如图甲所示，甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角、折射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变。
(2)如图乙所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小。
14．(6分)
【答案】(1)AD　 (2)0.700　 (3)大于
【解析】(1)为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A正确；干涉条纹与双缝平行，B错误；由干涉条纹的间距Δx＝λ可知，干涉条纹的间距与单缝宽度无关，与光的波长有关，C错误，D正确。
(2)手轮的读数为0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm。
(3)条纹与分划板中心刻线不平行时，Δx实＝Δx测cos θ，θ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故Δx实<Δx测。
15．(8分)
【解析】如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A'点折射，根据折射定律有
nsin θ＝sin α
式中，n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角
现假设A'恰好在纸片边缘。由题意，在A'点刚好发生全反射，故α＝
设AA'线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sin θ＝
由题意，纸片的半径应为R＝L+r
联立以上各式得n＝。
16．(8分)
【解析】(1)光线穿过AB面后方向不变，在AC、BC面上的入射角均为45°，发生全反射的条件为：
sin 45°≥
解得：n≥。
(2)当n＝时，发生全反射的临界角为C，sin C＝
折射光线如图所示，n＝
解得：α＝30°
在BC面的入射角β＝15°在AC面的入射角θ＝75°>C，所以光线不能从AC面射出。
17．(10分)
【解析】(1)根据公式Δx＝λ，得λ＝Δx
由题意知Δx＝
又l＝1.2 m，d＝0.25×10-3 m
所以λ＝Δx＝m＝3.9×10-7m。
(2)根据公式n＝，c＝λf，v＝λ'f得n＝
所以λ'＝ m＝3.0×10-7 m
故增透膜的厚度d'＝λ'＝7.5×10-8 m。
18．(14分)
【解析】(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝＝得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m＝6×10－7 m
根据路程差Δr＝2.1×10－6 m
所以N1＝＝＝3.5
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δr是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹。
(2)根据临界角与折射率的关系sin C＝得
n＝＝
由此可知，B光在空气中波长λ3为
λ3＝nλ介＝×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m
所以N2＝＝＝4
可见，用B光做光源，P点为亮条纹。
(3)光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗。