第4章 光 A卷(word版含答案)

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名称 第4章 光 A卷(word版含答案)
格式 docx
文件大小 244.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-19 10:53:11

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人教版高中物理选修1 第4章 光 A卷
一、单项选择题(共14小题;共56分)
1. 如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,乙图为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况, 为中央条纹,丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况, 为中央亮条纹,则以下说法正确的是
A. 丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B. 丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C. 丙图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D. 丙图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
2. 如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片 和 ,以光的传播方向为轴旋转偏振片 或 ,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象。这个实验表明
A. 光是电磁波 B. 光是一种横波 C. 光是一种纵波 D. 光是概率波
3. 酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时,它却随你靠近而后退。对此现象正确的解释是
A. 出现的是“海市蜃楼”,是由光的折射造成的
B. “水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉
C. 太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率大,发生全反射
D. 太阳辐射到地面,使地表温度升高,折射率小,发生全反射
4. 以往,已知材料的折射率都为正值()。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(),成为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角 与折射角 依然满足 ,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对电磁波的折射率 ,则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一束可见光穿过玻璃三棱镜后,变为 、 、 三束单色光。如果 光是绿光,则以下说法正确的是
A. 光可能是蓝光 B. 光可能是红光
C. 光的频率小于 光的频率 D. 光的波长大于 光的波长
6. 一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是
A. 各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B. 各色光的速度不同,造成条纹的间距不同
C. 各色光的强度不同,造成条纹的间距不同
D. 各色光通过双缝到达一确定点的距离不同
7. 观察单缝衍射现象时,把缝宽由 逐渐增大到 ,看到的现象是
A. 衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显
B. 衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显
C. 衍射条纹的间距不变,只是亮度增强
D. 以上现象都不会发生
8. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,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 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为 ,则光束在桌面上形成的光斑半径为
A. B. C. D.
9. 一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是由圆心 点沿 方向射出,如图所示,则
A. 是红光,它穿过玻璃砖所需的时间短
B. 是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间长
C. 是红光,它穿过玻璃砖所需的时间长
D. 是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间短
10. 酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离处,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时,它却随你靠近而后退。对此现象,下列解释正确的是
A. 出现的是“海市蜃楼”,是光的折射造成的
B. “水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉
C. 太阳光辐射到地面,使地表温度升高,折射率变大,发生全反射
D. 太阳光辐射到地面,使地表温度升高,折射率变小,发生全反射
11. 下列几个光现象中属于干涉现象的是
A. 雨后的天空中出现彩虹
B. 阳光通过三棱镜形成彩色光带
C. 肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹
D. 一束白光通过一条很窄的缝后在光屏上呈现彩色条纹
12. 如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的
A. 的上表面和 的下表面 B. 的上表面和 的上表面
C. 的下表面和 的上表面 D. 的下表面和 的下表面
13. 如图所示,储油桶的底面直径与高均为 。当桶内没有油时,从某点 恰能看到桶底边缘的点 。当桶内装满油时,仍沿 方向看去,恰好看到桶底上的点 , 、 两点相距 。光在空气中的传播速度可视为真空中的光速 。则
A. 仅凭上述数据可以求出筒内油的折射率
B. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的频率
C. 仅凭上述数据可以求出光在筒内油中传播的波长
D. 来自 点的光射向油面时一定会出现全反射现象
14. 一束光从某种介质射入空气,折射光路如图所示,则
A. 该介质的折射率约为
B. 该介质的折射率约为
C. 进入空气后这束光的速度变慢,波长变长
D. 进入空气后这束光的频率增高,波长变短
二、解答题(共3小题;共39分)
15. 利用双缝干涉实验测量红光波长,已知双缝间距是 ,缝到屏的距离是 ,数得 条亮条纹间的总宽度是 ,求此红光的波长。
16. 如图所示, 为空气与某种介质的界面,直线 垂直于界面 。某单色光以 的入射角从空气射到界面上,折射角 。设光在空气中的传播速度约为 。求:
(1)光在这种介质中的传播速度大小
(2)若光由这种介质射向空气,发生全反射的临界角的正弦值
17. 如图,三角形 为某透明介质的横截面, 为 边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自 以角 人射,第一次到达 边恰好发生全反射。已知 , 边长为 ,该介质的折射率为 。求:
(1)入射角 ;
(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为 ,可能用到: 或 )。
三、实验题(共2小题;共14分)
18. 用双缝干涉测量光的波长实验装置如图甲所示。将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,光源发的光经滤光片(装在单缝前)成为单色光,把单缝照亮。单缝相当于一个线光源,它又把双缝照亮,已知双缝间的距离为 。透镜的作用是使射向单缝的光更集中。遮光筒的一端装有毛玻璃屏,通过日镜可以在屏上观察到干涉条纹。
(1)实验时,还需要测量的有 ;
(2)实验中将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第 条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示;然后转动测量头,使分划板中心刻线与第 条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,可得相邻的条纹之间距离为 ;
(3)若测得双缝到毛玻璃屏的距离为 ,则本次实验测得的这种光的波长是 (保留两位有效数字);
(4)若实验中发现条纹太稀疏,可采取的改善办法是 (至少写一条)。
19. 在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的 边与 边相互平行, 边与 边不平行,某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线 和 ,如图所示。
(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针 和 以确定入射光线 。接着,眼睛在玻璃砖的 (选填“同一侧”或“另一侧”)观察所插的两枚大头针 和 ,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线。
(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上 (选填“是”或“否”)。
(3)下列操作可以减小实验误差的是 。(填字母代号)
A.适当减小大头针 、 的间距
B.选择玻璃砖相互平行的 、 边来测量
C.选用尽可能细的笔画线
D.使 的入射角接近于
答案
第一部分
1. A
【解析】根据双缝干涉图样的特点,入射光的波长越长,同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大,由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此 B、C、D 错误,A 正确。
2. B
3. D
【解析】酷热的夏天地面温度高,地面附近空气的密度小,空气的折射率下面小上面大,远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射。
4. C
【解析】根据
知入射角不等于 ,则折射角也不等于 ,所以光线进入材料时不可能垂直于界面,故A错误;
此图中光线发生反射,没有发生折射,故B错误;
根据题意知,折射线与入射线位于法线的同一侧,该图符合折射的规律,故C正确;
光线从材料右侧面射出时,违反了折射规律:折射线与入射线位于法线的同一侧,故D错误。
故选C。
5. C
6. A
【解析】各色光的频率不同、波长不同、在屏上得到的干涉条纹的宽度不同,各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹.
7. A
【解析】观察衍射图样发现,狭缝的宽度越小,衍射现象越明显,衍射条纹间距变大。
本题是缝宽增大,所以选项 A 正确。
8. C
9. A
【解析】因红光的折射率较小,故红光的入射角应小于紫光的入射角,故 为红光;在玻璃中两光的光程相等,而红光的波速大于紫光的波速,故红光穿过玻璃砖所需时间短.故A正确.
10. D
【解析】酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,地面附近的空气温度比上层空气的高,密度比上层空气的小,折射率也比上层空气的小,光照射时发生全反射,出现“水面”,D正确,A、B、C错误。
11. C
【解析】雨后天边出现彩虹是光的色散,故A错误;
阳光通过小露珠形成彩色条纹是由于光的折射形成的,不是干涉。故B错误。
肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡内外两个表面反射回的光发生干涉形成的,叫薄膜干涉。故C正确。
光线通过单狭缝形成明暗条纹的光的衍射,不是干涉。故D错误。
12. C
【解析】干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层.在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以断定厚玻璃板的上表面是否平整.因此选项C是正确的.
13. A
14. B
第二部分
15.
16. (1)
(2)
17. (1)
【解析】
根据全反射规律可知,光线在 面上 点的入射角等于临界角 ,由折射定律得
代入数据得
设光线在 面上的折射角为 ,由几何关系得
由折射定律得
联立 式,代入数据得 。
(2)
【解析】在 中,根据正弦定理得
设所用时间为 ,光线在介质中的速度为 ,得
联立 式,代入数据得
第三部分
18. (1) 双缝到屏的距离
【解析】实验时,根据公式 可知,光波波长 ,所以需要测量相邻的条纹之间距离、双缝间距、双缝到屏的距离。所以还需要测量的是双缝到屏的距离。
(2)
【解析】第一条亮纹的读数为:,
第 条亮纹的读数为:,
所以相邻的亮纹间距是 。
(3)
【解析】光波波长 。
(4) 减小双缝到屏的距离或减小光波的波长或增大双缝的间距
【解析】根据公式 可知,想要条纹变密集,即让 变小,可以减小双缝到屏的距离,减小光波的波长,增大双缝的间距。
19. (1) 另一侧
【解析】实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针 和 以确定入射光线 ;接着,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针 和 ,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线。
(2) 否
【解析】实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽。
(3) C
【解析】大头针 和 及 和 之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会小些,角度的测量误差会小些,故A错误;
用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误;
为了准确确定入射光线和出射光线,应选用尽可能细的笔画线,故C正确;
为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,但不是接近 ,故D错误。
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