第4章 光 增分测评卷(word版含答案)

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名称 第4章 光 增分测评卷(word版含答案)
格式 docx
文件大小 282.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 15:10:42

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文档简介

人教版高中物理选择性必修第一册 第4章 光 增分测评卷
一、单项选择题(共5小题;共20分)
1. 夏天,海面上的下层空气的温度比上层空气的温度低.可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的,远处的景物发出的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的方向,以至发生全反射.人们逆着光线看去就出现了蜃景,如图所示,下列说法中正确的是
A. 蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像
B. 海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大
C. 是蜃景, 是景物
D. 是蜃景, 是景物
2. 如图所示的四个光路能正确表示光线由玻璃射入空气的是
A. B.
C. D.
3. 在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时
A. 只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失
B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在
C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D. 屏上无任何光亮
4. 光线由空气进入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气中。下面四幅光路图中, 点是半圆形玻璃砖的圆心,可能正确的是
A. B.
C. D.
5. 如图所示, 是介质Ⅰ和介质Ⅱ的交界面,介质Ⅰ中的光源 发出的一束光照射在交界面的 点后分成两束光 和 ,若保持入射点 不动,将入射光 顺时针旋转至 的位置,则在旋转过程中下列说法正确的是
A. 光线 逆时针旋转且逐渐减弱 B. 光线 逆时针旋转且逐渐减弱
C. 光线 逐渐减弱且可能消失 D. 介质Ⅰ可能是光疏介质
二、双项选择题(共4小题;共16分)
6. 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. 干涉条纹中的暗纹是由于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,条纹向着劈尖移动
D. 观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧
7. 如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面 的单色光从空气射向 点,并偏折到 点,已知入射方向与边 的夹角 , 、 分别为边 、 的中点,则下列说法正确的是
A. 从 点出射的光束与入射到 点的光束平行
B. 该棱镜的折射率为
C. 光在 点发生全反射
D. 光从空气进入棱镜,波速变小
8. 光盘由塑料保护层和信息记录层组成。如下图所示,激光束以入射角 从空气入射到厚度为 、折射率为 的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为 ,才能有效获取信息。在保证 不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽度 ,则
A. 须满足 B. 须满足
C. 在 和 不变时,须减小 D. 在 和 不变时,须减小
9. 如图13所示,
图13
有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点.已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°, E、F 分别为边AB、BC 的中点,则
A. 该棱镜的折射率为\sqrt{3}
B. 光在F点发生全反射
C. 光从空气进入棱镜,波长变小
D. 从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
三、多项选择题(共2小题;共8分)
10. 以下说法正确的是
A. 光纤通信利用了激光相干性好的特点
B. 激光武器利用了激光高亮度的特点
C. 激光写、读利用了激光亮度高的特点
D. 全息照相利用激光的相干性好的特点
11. 如图所示,一束平行光从真空中垂直射向一块半圆形的玻璃砖的平面界面,下列说法正确的是
A. 只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B. 只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C. 通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖而不发生偏折
D. 圆心两侧一定范围外的光线将在曲面上产生全反射
四、解答题(共4小题;共52分)
12. 在长方体透明均匀介质内有一圆柱形空气泡,圆形半径为 ,一束平行于 边的单色细光束从介质射入气泡, 为入射点,之后从 点射入介质,如图所示为该装置的截面图,已知 点的入射角为 ,该单色光的偏向角为 ( 点出射光线与 点入射光线的夹角)。
(1)求介质的折射率;
(2)长方体的长边较长,从 点射出的光线打到 上的 点(未画出),请判断从 点是否有光线射出,并说明理由。
13. 一个半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示, 为直径, 为圆心, 为 的中点,一细光束从 点垂直 方向射入玻璃砖,射出玻璃砖的方向与原方向的夹角为 。若细光束从 点垂直 方向射入玻璃砖,则细光束射到圆柱面时将发生全反射现象。已知玻璃砖横截面的半径为 。求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2) 、 间的距离应满足的条件。
14. 某种透明物质的直角三棱镜,其横截面如图所示。, 边长为 , 为 边中点。一条光线从 点垂直于 面入射,接着入射光线绕 点逆时针旋转,入射角由 逐渐增大,达到某一值时,观察到 面恰好无光线射出,而在 面有光线垂直 射出。求:
(1)该三棱镜折射率 ;
(2)入射光线逆时针旋转到与法线成 过程中, 边有光线折射出的区域的长度。
15. 一半圆柱形透明物体横截面如图所示,地面 镀银, 表示半圆截面的圆心,一束光线在横截面内从 点入射,经过 面反射后从 点射出。已知光线在 点的入射角为 ,,。求:
(1)光线在 点的折射角;
(2)透明物体的折射率。
五、实验题(共2小题;共12分)
16. 在用插针法“测定玻璃砖的折射率”的实验中,甲、乙、丙三位同学在白纸上画出的界面 、 与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确,且均以 、 为界面画光路图。则:
(1)甲同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(3)丙同学测得的折射率与真实值相比 。
17. 用“插针法”测定透明半圆柱形玻璃砖的折射率, 为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,下面 个图中 、 、 和 是 个学生实验时插针的结果。
(1)在这 个图中,肯定把针插错了的是 。
(2)在这 个图中,可以比较准确地测出玻璃砖的折射率的是 ,计算折射率的公式是 。
(对右侧面用 表示入射角, 表示折射角)
答案
第一部分
1. C
【解析】 、由于光在大气层中不停地发生全反射,蜃景是景物由于光在大气层中全反射,人们逆着光线看去就出现了蜃景。所以 是蜃景, 是景物。故 错误, 正确, 错误。
、光在大气层中发生全反射,知下层空气的折射率大于上层空气的折射率。故 错误。
故选:。
2. B
3. C
【解析】红光和绿光的频率不同,不能产生干涉现象,故不能产生干涉条纹。
4. B
5. C
第二部分
6. A, C
【解析】根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气劈尖膜前后表面反射的两列光叠加而成的,当波峰与波峰、波谷与彼谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,A 正确,B 错误。
因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一侧,D 错误。
条纹的位置与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,故条纹向着劈尖移动,C 正确。
7. B, D
【解析】由几何关系可以知道,光线在 点的入射角等于 面上的折射角,根据光路可逆性原理知,光在 点不可能发生全反射,而且从 点出射的光束与 的夹角为 ,所以从 点出射的光束与入射到 点的光束不平行,故AC错误;
由几何知识得:光线在 面上入射角为 ,折射角为 ,则折射率为 ,光从空气进入棱镜,频率不变,波速变小,故BD正确。
8. A, C
【解析】设激光束入射角为 时其折射角为 ,则由折射率公式有 ,由 联立可得 ,故 A 正确,B 错误;
由 和 得 。
在 和 不变时, 不变, 不变,欲减小 ,则必须减小 ,C 正确;
在 和 不变时,欲减小 ,则必须减小 ,即减小 , 减小,又 ,必须增大 ,故 D 错误。
9. A, C
第三部分
10. A, B, D
【解析】利用激光的相干性好进行信息的传递,如光纤通信、全息照相,故A、D选项正确;激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间集中很高的能量,故B选项正确;激光的平行度好,可以把激光会聚于很小的一点,用于读写高密度的光盘,故C选项错误。
11. B, C, D
【解析】垂直射向界面的光线不偏折,因而光束沿直线平行射到半圆面上,其中通过圆心的光线将沿直线穿过而不发生偏折,入射角为零.由圆心向外的光线,在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近 角,折射角一定大于入射角,所以圆心两侧一定范围外的光线将在半圆面上发生全反射.
第四部分
12. (1)
【解析】设光线在 点的入射角为 ,折射角为 ,则第二次折射的折射角为 ,如图所示,已知单色光的偏向角为 ,由几何关系得

解得
由折射定律有
代人数据解得 。
(2) 没有光线射出,
由几何关系可知光线在 点的入射角为
由临界角公式
又 ,可得临界角
可知此时的入射角大于临界角,会发生全反射,故没有光线射出。
13. (1)
【解析】细光束从 点射入玻璃砖,射到圆柱面的入射角为 ,折射角为 ,则:
则折射率为:。
(2)
【解析】从 点射入玻璃砖,射到圆柱面的入射角为 ,临界角为 ,因为发生了全反射,所以有:
因为 ,
解得:。
14. (1)
【解析】由题意可知,光线射向 面恰好发生全反射,反射光线垂直于 面射出,光路图如图所示。
透明物体的临界角为 ,则


(2)
【解析】射向 面的光线恰好发生全反射,光从 面入射,入射角为 。
则折射角

解得 ,
当光线垂直于 入射时,从 面上 点射出
当光线以 从 面入射,在棱镜内沿 射到 面上 点,恰好发生全反射,继续增大入射角,射到 面的光均发生全反射。
因此,从 边有光折射出的光的区域为 段

15. (1)
【解析】如图所示,
透明物体内部的光路为折线 , 、 点相对于底面 对称, 、 和 三点共线。设在 点处,光的入射角为 ,折射角为 ,,。根据题意有 ,由几何关系得, 于是 ,且 ,联立解得
(2)
【解析】根据折射率的公式有
代入数据解得
第五部分
16. (1) 偏小
【解析】甲同学测量的光路图如图()所示,真实值 ,测量值 ,因 ,故 ,所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。
(2) 相等
【解析】乙同学用题图②测折射率时,只要操作正确,测量的结果与玻璃砖的形状无关,故乙同学测得的折射率与真实值相等。
(3) 可能偏大,可能偏小,可能相等
【解析】丙同学的测量可能出现三种情况,光路图如图()所示,当出射点在 点吋,测量值与真实值相同(同乙同学);当出射点在 点左侧时,测量值小于真实值;当出射点在 点右侧时(如图),真实值 ,测量值 ,因 ,故 ,即测量值大于真实值。故丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大,可能偏小,可能相等。
17. (1)
【解析】将 、 连线看作入射光线, 、 连线看作出射光线,题图 中,光线从玻璃砖射出后肯定会发生偏折,图中的针肯定插错了。
(2) ;
【解析】要比较准确地测定折射率,折射角不能太大,也不能太小,更不能为零,所以能比较准确地测定玻璃砖的折射率的为 ;计算折射率的公式是 。
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