第四章 光 章末检测【A卷】(练习)(原卷+解析卷)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理课件选择性必修第一册

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名称 第四章 光 章末检测【A卷】(练习)(原卷+解析卷)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理课件选择性必修第一册
格式 zip
文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-13 23:12:03

文档简介

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第四章 光 章末检测【A卷】
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分 命题范围:第四章 光)
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一.单选题(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,只有一项符合题目要求)
1.(2021·全国·高三课时练习)下列图中正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
根据光的折射定律,折射率n大于1,光从空气射入任何介质时,入射角总是大于折射角,且入射光线折射光线分居法线两侧。
故选C。
2.(2021·全国·高二课时练习)让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时,则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)(  )
A.三角形光斑 倒立的烛焰 明暗相间的圆环
B.三角形光斑 圆形光斑 倒立的烛焰
C.倒立的烛焰 圆形光斑 明暗相间的圆环
D.三角形光斑 明暗相间的圆环 倒立的烛焰
【答案】A
【详解】
当三角形孔较大时,屏上出现一个三角形光斑,如图甲所示,随着三角形缓慢地收缩,光斑逐渐变小;当三角形孔小到一定程度时,屏上会出现倒立的烛焰,即小孔成像,如图乙所示;继续使三角形孔缓慢收缩,可以观察到小孔衍射图样;当孔闭合时,屏上就会一片黑暗。
故选A。
3.(2020·全国·高三课时练习)如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率,由表中数据结合相关知识可以知道(  )
几种介质的折射率
介质 折射率 介质 折射率
金刚石 2.42 岩盐 1.55
二硫化碳 1.63 酒精 1.36
玻璃 1.5~1.8 水 1.33
水晶 1.55 空气 1.00028
A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度
B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距
C.光密介质的密度一定大于光疏介质密度
D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射
【答案】D
【详解】
A.由表中数据可知玻璃的折射率大于水的折射率,根据可知,光在玻璃中的速度小于在水中的速度,故A错误;
B.这种频率的光在水中的波长小于在空气中的波长,则根据可知,这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距小于在空气中观测的条纹间距,故B错误;
C.光密介质的折射率较大,而密度不一定较大,例如:酒精的折射率大于水的折射率,但其密度小于水的密度,故C错误;
D.水晶的折射率大于水的折射率,根据可知,这种频率的光在水晶中的临界角较小,则光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射,故D正确。
故选D。
4.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)每年夏季,我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光下列说法正确的是(  )
A.在冰晶中,b光的传播速度比a光小
B.通过同一装置发生双缝干涉,b光的相邻亮条纹间距大
C.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角小
D.a光的频率较大
【答案】A
【详解】
A.由题图看出,太阳光射入六角形冰晶时,a光的偏折角小于b光的偏折角,由折射定律得知,六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率,根据
可知在冰晶中,b光的传播速度比a光小,故A正确;
BD.由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率,故b光的频率较大,则a光波长大于b光波长,根据
可知,通过同一装置发生双缝干涉,b光的相邻亮条纹间距小,故BD错误;
C.根据
可知从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大,故C错误。故选A。
5.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,图乙为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央亮条纹,图丙为换用另一种颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹,则以下说法中正确的是(  )
A.图丙可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.图丙可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
【答案】A
【详解】
对比乙、丙两图可以看出丙图中条纹间距大,根据
可知,Δx是由波长决定的,所以图丙对应入射光的波长比绿光大,按题目中应为红光。故选A。
6.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图所示,扇形AOB为透明玻璃砖截面示意图,圆心角∠AOB=60°,OM为∠AOB的角平分线,平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖,经OA面折射后的光线恰平行于OB面。则下列说法正确的是(  )
A.该玻璃砖的折射率为
B.经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C.该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等
D.该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率不相等
【答案】A
【详解】
A.依题意作出光路图
由几何知识得入射角θ1=60°,折射角θ2=30°,由折射定律
得,故A正确;
B.由
可知,光在此介质中发生全反射的临界角C大于30°,经OA面折射后照射到AM面这一范围的光线可能发生全反射,经OA面折射后照射到MB范围的光线不能发生全反射,故B错误;
D.光在不同介质中传播频率不变,故D错误;
C.若光在真空中的传播速度为c,则光在玻璃砖中传播速度为

可知,该入射光在空气和在玻璃砖中的波长不同,故C错误。故选A。
7.(2021·全国·高二课时练习)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(  )
A.干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将上玻璃板平行上移,条纹逆向劈尖移动
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧
【答案】A
【详解】
A.是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果,条纹间距都相等,故A正确;
B.条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果,故B错误;
C.条纹的位置与空气劈尖膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移动,故条纹向着劈尖移动,故C错误;
D.薄膜干涉条纹时,眼睛应从入射光的同一侧,故D错误。
故选A。
二.多选题(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.(2021·全国·高一课时练习)如图所示,一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面,得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,玻璃砖的下表面有反光薄膜,下列说法正确的是(  )
A.光束Ⅰ为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B.光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C.改变α角,光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 D.在真空中,光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度
【答案】ACD
【详解】
A.两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射,入射角相同,由反射定律知,它们的反射角相同,可知光束Ⅰ是复色光,而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离,所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,故A正确;
B.由图可知
光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,根据折射定律可知玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率,则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率,故B错误;
C.一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入,经过折射、反射、再折射后,光线仍平行,这是因为光反射时入射角与反射角相等,改变α角,光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行,故C正确;
D.在真空中,所有光的速度都相等,故D正确。故选ACD。
9.(2021·全国·高二期末)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是(  )
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
【答案】ABC
【详解】
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,导致两偏振片的方向变化,则透射光的强度会发生变化,故A正确;
B.一束自然光入射到两种介质的表面时,有反射光线,如果折射光线与反射光线垂直,则反射光为偏振光,故B正确;
C.在日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片,由于反射光太强,偏振光强,加偏振片可以将反射的偏振光过滤,使景像更清晰,故C正确;
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹是光的衍射现象,D错误。故选ABC。
10.(2020·全国·高三课时练习)如图所示,甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样,下列关于a、b两束单色光的说法正确的是(  )
A.a、b光在真空中的波长满足
B.a、b光在玻璃中的折射率满足
C.若该两束光分别为红光和紫光,则a为紫光
D.若a、b光分别从玻璃射入空气,则a光临界角较小
【答案】CD
【详解】
A.根据双缝干涉相邻条纹间距公式
可知,在其他条件不变的情况下,相干光的波长越长,条纹间距越大,由题图可知λa<λb,故A错误;
B.同种介质对频率越大的光折射率越大,又由λa<λb可知,所以na>nb,故B错误;
C.由可知,若该两束光分别为红光和紫光,则a光为紫光,故C正确;
D.由,na>nb
知a光的临界角小于b光的临界角,故D正确。故选CD。
第Ⅱ卷 (非选择题 共57分)
非选择题(共57分,解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.(6分)(2019·天津·高考真题)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸.
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______.
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是______.
③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于、点,再过、点作法线的垂线,垂足分别为、点,如图所示,则玻璃的折射率______.(用图中线段的字母表示)
【答案】AD D
【详解】
采用插针法测定光的折射率的时候,应选定光学表面间距大一些的玻璃砖,这样光路图会更加清晰,减小误差,同时两枚大头针的距离尽量大一些,保证光线的直线度,因此AD正确,光学表面是否平行不影响该实验的准确度,因此B错误,应选用细一点的大头针因此C错误.
根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光,又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移,因此D正确,ABC错误
由折射定律可知折射率,,,联立解得
12.(9分)(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图甲所示,是双缝干涉测光的波长的实验装置.
(1)图甲中光具座上标注为①②③的仪器依次为_____;
A.单缝、双缝、滤光片 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、滤光片、双缝
(2)用如图甲所示的实验装置观察双缝干涉图样,用的是红色滤色片,在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹,若要增加从目镜中观察到的条纹个数,可以_____;
A.仅将双缝与光屏之间的距离减小少许
B.仅将单缝与双缝间距增大少许
C.仅将双缝间的距离减小少许
D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
(3)某次实验测得双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.500m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图乙,分划板在图乙中A位置时游标卡尺读数为11.1mm,B位置时游标卡尺读数如图丙所示,则图B位置的游标卡尺读数为_____mm,单色光的波长为_____m.(结果保留三位有效数字).
【答案】B AD 15.6 6.43×10﹣7
【详解】
第一空.通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,故正确顺序为滤光片、单缝、双缝,故填B.
第二空.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距可知,要使观察到的条纹数目增加,就得使条纹间距△x减小,可以减小波长或减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离,所以选项A、D正确,B、C错误.
第三空.10分度的游标卡尺精确度为0.1mm,故读数为15mm+6×0.1mm=15.6mm.
第四空.根据条纹间距公式可知,得波长,由题图丙可直接读出x2=15.6mm,A、B之间共有7个条纹间距,
故两条相邻亮条纹间的距离,
将以上数据代入得.
13.(12分)(2022·全国·高二期末)如图所示为半径为R的半球玻璃体的横截面,圆心为O,MN为过圆心的一条竖直线,现有一单色光沿截面射向半球面,方向与底面垂直,入射点为B,且∠AOB=60°,已知该玻璃的折射率为。求:
(1)光线PB经半球玻璃体折射后的光线与MN直线的交点D(图中未画出)到顶点A的距离并作出光路图;
(2)光线PB以B点为轴,从图示位置沿顺时针方向逐渐旋转60°的过程,请问光线射到半球玻璃体底面时,是否会发生全反射?
【答案】(1)R; ;(2)会
【详解】
(1)作出光路图如图所示
由图知,在半球面光的入射角i=60°,根据
解得
解得r=30°
由几何知识得,光线射到底面时的入射角等于30°,根据折射定律得r′=60°,由几何关系可得
OD=OCtan 30°
则AD=R+OD=R
(2)光线PB以B点为轴,从图示位置沿顺时针方向逐渐旋转60°后,光线沿直线射到O点,在底面的入射角为60°,由
可得全反射临界角C<60°
由于光线由底面射向空气是光由光密介质进入光疏介质,且入射角大于临界角,会发生全反射现象。
14.(12分)(2021·全国·高二专题练习)在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面相接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示,有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合,已知玻璃的折射率为n=1.73.则
(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点全反射;
(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)能;(2)
【详解】
(1)由可得
入射角等于临界角,所以光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射。
(2)当半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上,经过第一次折射时,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折,当第二次折射时,由于入射角等于60°,而玻璃的折射率为1.73,可得入射角与临界角相等,所以会发生光的全反射,反射光线却恰好垂直射出,作图如下
根据几何关系可知
所以,总时间
15.(18分)(2017·全国·高考真题)如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求:
(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;
(2)距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
【答案】(1)R;(2)2.74R
【详解】
(1)如图,从底面上A处射入的光线,在球面上发生折射时的入射角为i,当i等于全反射临界角ic时,对应入射光线到光轴的距离最大,设最大距离为l。
i=ic
设n是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有
由几何关系有
联立并利用题给条件,得
(2)设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1,由折射定律有
nsin i1=sin r1
设折射光线与光轴的交点为C,在△OBC中,由正弦定理有
由几何关系有
∠C=r1-i1
sin i1=
联立及题给条件得
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第四章 光 章末检测【A卷】
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分 命题范围:第四章 光)
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一.单选题(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,只有一项符合题目要求)
1.(2021·全国·高三课时练习)下列图中正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况的是(  )
A. B.
C. D.
2.(2021·全国·高二课时练习)让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时,则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)(  )
A.三角形光斑 倒立的烛焰 明暗相间的圆环
B.三角形光斑 圆形光斑 倒立的烛焰
C.倒立的烛焰 圆形光斑 明暗相间的圆环
D.三角形光斑 明暗相间的圆环 倒立的烛焰
3.(2020·全国·高三课时练习)如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率,由表中数据结合相关知识可以知道(  )
几种介质的折射率
介质 折射率 介质 折射率
金刚石 2.42 岩盐 1.55
二硫化碳 1.63 酒精 1.36
玻璃 1.5~1.8 水 1.33
水晶 1.55 空气 1.00028
A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度
B.这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距
C.光密介质的密度一定大于光疏介质密度
D.这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射
4.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)每年夏季,我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光下列说法正确的是(  )
A.在冰晶中,b光的传播速度比a光小
B.通过同一装置发生双缝干涉,b光的相邻亮条纹间距大
C.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角小
D.a光的频率较大
5.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,图乙为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央亮条纹,图丙为换用另一种颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a′为中央亮条纹,则以下说法中正确的是(  )
A.图丙可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.图丙可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
6.(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图所示,扇形AOB为透明玻璃砖截面示意图,圆心角∠AOB=60°,OM为∠AOB的角平分线,平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖,经OA面折射后的光线恰平行于OB面。则下列说法正确的是(  )
A.该玻璃砖的折射率为
B.经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C.该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等
D.该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率不相等
7.(2021·全国·高二课时练习)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是(  )
A.干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将上玻璃板平行上移,条纹逆向劈尖移动
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧
二.多选题(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.(2021·全国·高一课时练习)如图所示,一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面,得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,玻璃砖的下表面有反光薄膜,下列说法正确的是(  )
A.光束Ⅰ为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B.光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C.改变α角,光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 D.在真空中,光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度
9.(2021·全国·高二期末)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是(  )
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
10.(2020·全国·高三课时练习)如图所示,甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样,下列关于a、b两束单色光的说法正确的是(  )
A.a、b光在真空中的波长满足
B.a、b光在玻璃中的折射率满足
C.若该两束光分别为红光和紫光,则a为紫光
D.若a、b光分别从玻璃射入空气,则a光临界角较小
第Ⅱ卷 (非选择题 共57分)
非选择题(共57分,解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.(6分)(2019·天津·高考真题)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸.
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______.
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是______.
③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于、点,再过、点作法线的垂线,垂足分别为、点,如图所示,则玻璃的折射率______.(用图中线段的字母表示)
12.(9分)(2021·山东·高唐县第一中学高二阶段练习)如图甲所示,是双缝干涉测光的波长的实验装置.
(1)图甲中光具座上标注为①②③的仪器依次为_____;
A.单缝、双缝、滤光片 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、滤光片、双缝
(2)用如图甲所示的实验装置观察双缝干涉图样,用的是红色滤色片,在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹,若要增加从目镜中观察到的条纹个数,可以_____;
A.仅将双缝与光屏之间的距离减小少许
B.仅将单缝与双缝间距增大少许
C.仅将双缝间的距离减小少许
D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
(3)某次实验测得双缝间距d=0.5mm,双缝与光屏间距离L=0.500m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图乙,分划板在图乙中A位置时游标卡尺读数为11.1mm,B位置时游标卡尺读数如图丙所示,则图B位置的游标卡尺读数为_____mm,单色光的波长为_____m.(结果保留三位有效数字).
13.(12分)(2022·全国·高二期末)如图所示为半径为R的半球玻璃体的横截面,圆心为O,MN为过圆心的一条竖直线,现有一单色光沿截面射向半球面,方向与底面垂直,入射点为B,且∠AOB=60°,已知该玻璃的折射率为。求:
(1)光线PB经半球玻璃体折射后的光线与MN直线的交点D(图中未画出)到顶点A的距离并作出光路图;
(2)光线PB以B点为轴,从图示位置沿顺时针方向逐渐旋转60°的过程,请问光线射到半球玻璃体底面时,是否会发生全反射?
14.(12分)(2021·全国·高二专题练习)在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面相接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示,有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合,已知玻璃的折射率为n=1.73.则
(1)通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点全反射;
(2)光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)。
15.(18分)(2017·全国·高考真题)如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求:
(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;
(2)距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
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