第四章 光-单元测试--2022-2023学年高二上学期学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章 光-单元测试--2022-2023学年高二上学期学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 210.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-29 13:19:58 | ||
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文档简介
人教版（新课标）高中物理选择性必修一-第四章光
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题
如图所示，、、、四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A. 、是光的干涉图样 B. 、是光的干涉图样
C. 形成图样光的波长比形成图样光的波长短 D. 、中央条纹为暗纹
如图所示，质量分别为和的两个物体，，在大小相等的两个力和的作用下沿水平方向移动了相同的距离，若做的功为，做的功为则( )
A.
B.
C.
D. 条件不足，无法确定
为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，由、两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，经两次反射后光线垂直于射出，且在、边只有光射出，光路如图中所示．则、两束光( )
A. 在真空中，光的传播速度比光的大
B. 在棱镜内，光的传播速度比光的小
C. 以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角较小
D. 分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距小
关于下列现象，说法正确的是( )
A. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
B. 某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次，则测出的周期偏大
C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D. 可见光波长越长，越不容易发生明显衍射
如图所示，眼睛在处看到鱼在水中的处。若从处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出( )
A. 的下方
B. 的上方
C. 处
D. 无法确定
下列关于光和电磁波的说法中正确的是( )
A. 海面上的海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大
B. 各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线
C. 医院里用射线给病人透视
D. 我们平常看到彩色的肥皂泡是因为白光干涉而产生的色散现象
在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( )
A. 等于入射处薄膜的厚度 B. 等于入射处薄膜厚度的两倍
C. 与入射光的波长有关 D. 与观察者到薄膜的距离有关
关于光，下列说法正确的是( )
A. 光在水中的传播速度大于空气中的传播速度
B. 树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射
C. 透过竖直放置的肥皂膜看竖直的日光灯，能看到彩色干涉条纹
D. 当光在水面上发生反射时，反射光是偏振光
二、多选题
关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
B. 光照到不透光小圆盘，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光发生了衍射
C. 光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
D. 分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
E. 生活中的汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这是声波的多普勒效应
下列说法正确的是( )
A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C. 杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D. 光的偏振特征说明光是横波
E. 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜，在足够大的光屏上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )
A. 屏自上而下分布的色光的波长由小到大
B. 在各种色光中，红光通过棱镜时间最长
C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏上最先消失的是紫光
D. 若在棱镜和屏间放置与完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行如图乙所示，则在屏上形成的是彩色光谱
下列说法中正确的是( )
A. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B. 线性变化的电场一定产生恒定的磁场，线性变化的磁场一定产生恒定的电场
C. 在杨氏双缝实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄
D. 光纤通信的工作原理是光的反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优
E. 用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏转
三、实验题
用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离，双缝与光屏的距离，单缝宽，双缝间距。
分划板的中心刻线分别对准第条和第条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第条时读数______，对准第条时读数______，相邻两条亮条纹间的距离______。
计算波长的公式______，求得的波长是______保留位有效数字。
在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了枚大头针、和、，如图所示．
在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角和折射角；
对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率______结果保留位有效数字．
某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线．
甲同学要描绘一个标有“，”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：
电压表量程，内阻约为
直流电源电动势，内阻不计
电流表量程，内阻约为
电流表量程，内阻约为
滑动变阻器阻值
滑动变阻器阻值
实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______；填写器材代号
以下的四个电路中应选用______进行实验．
乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图所示．然后他用图所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件和元件供电时的电流和电压值，分别标在图上，它们是点和点．已知，则该电源的电动势______，内电阻______这个电源给元件供电时，元件的电功率______
四、计算题
一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为的半圆，为半圆的直径，为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。
(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在上的最大宽度为多少？
(ⅱ)一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。
图为一简谐波在时刻的波形图，介质中的质点做简谐运动的表达式为，求该波的速度，并指出时的波形图至少画出一个波长
一束单色光由左侧射入清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射角，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，的值．
如图所示，一透明玻璃正方体边长，上表面中心嵌有一点状光源，已知玻璃正方体对该光的折射率，求四侧面和底面能直接透光的区域的总面积．不考虑光经过反射后的折射
如图所示，等腰直角玻璃镜的底面和侧面是光滑的，而侧面是毛糙的，棱镜的底面放在报纸上，一位观察者从光滑面看去，只看见报纸上一篇文章的一部分，这可见部分与应见部分之比为按面积，求玻璃的折射率．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
14.【答案】；；；；；；
15.【答案】(ⅰ)根据全反射定律：，得到，
即临界角为，如图：
由几何知识得：，
则入射光束在上的最大宽度为；
(ⅱ)设光线在距点的点射入后，在上表面的入射角为。由几何关系及式已知条件得 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由点射出，如图。由反射定律和几何关系得，射到点的光有一部分被反射，沿原路返回到达点射出
16.【答案】解：由简谐运动的表达式可知 ，时刻质点向上运动，故波沿轴正方向传播．由波形图读出波长，，由波速公式，联立以上两式代入数据可得．
时的波形可由原波形向右平移个波长；
该波的波速为；时的波形图如图所示．
当光线在水面发生全反射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得．
角的正弦值为．
17.【答案】解：根据公式可知，光源发出的光射到侧面恰好发生全反射时，临界角，如入射光线
由几何关系可知，在每一个侧面能透光的区域是半径的半圆，所以四个侧面能透光的总面积为：
解得： ；
当光线射到底角点时，由几何关系知，入射角的正弦为：
故整个底面都有光线射出，即：；
所以四侧面和底面能直接透光的区域的总面积为：．
答：四侧面和底面能直接透光的区域的总面积为．
18.【答案】解：从看到压在玻璃棱镜下的文字，需要有进入棱镜的光从面折射到报纸，经由纸面反射回棱镜再出射到观察者的视场中．若投射到面某部分光发生了全反射，其下面的文字就看不见了，设临界角为，作出光路图如图．
设，由题意有：
由几何关系得：在三角形中有：
解得
由，得
答：玻璃的折射率为．
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题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题
如图所示，、、、四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A. 、是光的干涉图样 B. 、是光的干涉图样
C. 形成图样光的波长比形成图样光的波长短 D. 、中央条纹为暗纹
如图所示，质量分别为和的两个物体，，在大小相等的两个力和的作用下沿水平方向移动了相同的距离，若做的功为，做的功为则( )
A.
B.
C.
D. 条件不足，无法确定
为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，由、两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，经两次反射后光线垂直于射出，且在、边只有光射出，光路如图中所示．则、两束光( )
A. 在真空中，光的传播速度比光的大
B. 在棱镜内，光的传播速度比光的小
C. 以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角较小
D. 分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距小
关于下列现象，说法正确的是( )
A. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
B. 某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次，则测出的周期偏大
C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D. 可见光波长越长，越不容易发生明显衍射
如图所示，眼睛在处看到鱼在水中的处。若从处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出( )
A. 的下方
B. 的上方
C. 处
D. 无法确定
下列关于光和电磁波的说法中正确的是( )
A. 海面上的海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大
B. 各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线
C. 医院里用射线给病人透视
D. 我们平常看到彩色的肥皂泡是因为白光干涉而产生的色散现象
在薄膜干涉实验中，发生干涉的两列光的光程差( )
A. 等于入射处薄膜的厚度 B. 等于入射处薄膜厚度的两倍
C. 与入射光的波长有关 D. 与观察者到薄膜的距离有关
关于光，下列说法正确的是( )
A. 光在水中的传播速度大于空气中的传播速度
B. 树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射
C. 透过竖直放置的肥皂膜看竖直的日光灯，能看到彩色干涉条纹
D. 当光在水面上发生反射时，反射光是偏振光
二、多选题
关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
B. 光照到不透光小圆盘，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光发生了衍射
C. 光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
D. 分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
E. 生活中的汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这是声波的多普勒效应
下列说法正确的是( )
A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C. 杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D. 光的偏振特征说明光是横波
E. 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜，在足够大的光屏上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )
A. 屏自上而下分布的色光的波长由小到大
B. 在各种色光中，红光通过棱镜时间最长
C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏上最先消失的是紫光
D. 若在棱镜和屏间放置与完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行如图乙所示，则在屏上形成的是彩色光谱
下列说法中正确的是( )
A. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B. 线性变化的电场一定产生恒定的磁场，线性变化的磁场一定产生恒定的电场
C. 在杨氏双缝实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄
D. 光纤通信的工作原理是光的反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优
E. 用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏转
三、实验题
用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝的距离，双缝与光屏的距离，单缝宽，双缝间距。
分划板的中心刻线分别对准第条和第条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图乙所示，则对准第条时读数______，对准第条时读数______，相邻两条亮条纹间的距离______。
计算波长的公式______，求得的波长是______保留位有效数字。
在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了枚大头针、和、，如图所示．
在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角和折射角；
对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率______结果保留位有效数字．
某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线．
甲同学要描绘一个标有“，”的小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，还有下列器材可供选择：
电压表量程，内阻约为
直流电源电动势，内阻不计
电流表量程，内阻约为
电流表量程，内阻约为
滑动变阻器阻值
滑动变阻器阻值
实验中电流表应选______，滑动变阻器应选______；填写器材代号
以下的四个电路中应选用______进行实验．
乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线，如图所示．然后他用图所示的电路给三个元件分别供电，并测出给元件和元件供电时的电流和电压值，分别标在图上，它们是点和点．已知，则该电源的电动势______，内电阻______这个电源给元件供电时，元件的电功率______
四、计算题
一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为的半圆，为半圆的直径，为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。
(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在上的最大宽度为多少？
(ⅱ)一细束光线在点左侧与相距处垂直于从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。
图为一简谐波在时刻的波形图，介质中的质点做简谐运动的表达式为，求该波的速度，并指出时的波形图至少画出一个波长
一束单色光由左侧射入清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射角，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为，的值．
如图所示，一透明玻璃正方体边长，上表面中心嵌有一点状光源，已知玻璃正方体对该光的折射率，求四侧面和底面能直接透光的区域的总面积．不考虑光经过反射后的折射
如图所示，等腰直角玻璃镜的底面和侧面是光滑的，而侧面是毛糙的，棱镜的底面放在报纸上，一位观察者从光滑面看去，只看见报纸上一篇文章的一部分，这可见部分与应见部分之比为按面积，求玻璃的折射率．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
14.【答案】；；；；；；
15.【答案】(ⅰ)根据全反射定律：，得到，
即临界角为，如图：
由几何知识得：，
则入射光束在上的最大宽度为；
(ⅱ)设光线在距点的点射入后，在上表面的入射角为。由几何关系及式已知条件得 光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由点射出，如图。由反射定律和几何关系得，射到点的光有一部分被反射，沿原路返回到达点射出
16.【答案】解：由简谐运动的表达式可知 ，时刻质点向上运动，故波沿轴正方向传播．由波形图读出波长，，由波速公式，联立以上两式代入数据可得．
时的波形可由原波形向右平移个波长；
该波的波速为；时的波形图如图所示．
当光线在水面发生全反射时有，当光线从左侧射入时，由折射定律有，联立这两式代入数据可得．
角的正弦值为．
17.【答案】解：根据公式可知，光源发出的光射到侧面恰好发生全反射时，临界角，如入射光线
由几何关系可知，在每一个侧面能透光的区域是半径的半圆，所以四个侧面能透光的总面积为：
解得： ；
当光线射到底角点时，由几何关系知，入射角的正弦为：
故整个底面都有光线射出，即：；
所以四侧面和底面能直接透光的区域的总面积为：．
答：四侧面和底面能直接透光的区域的总面积为．
18.【答案】解：从看到压在玻璃棱镜下的文字，需要有进入棱镜的光从面折射到报纸，经由纸面反射回棱镜再出射到观察者的视场中．若投射到面某部分光发生了全反射，其下面的文字就看不见了，设临界角为，作出光路图如图．
设，由题意有：
由几何关系得：在三角形中有：
解得
由，得
答：玻璃的折射率为．
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