人教版选择性必修一 第四章 光 章测试(含答案)

文档属性

名称 人教版选择性必修一 第四章 光 章测试(含答案)
格式 zip
文件大小 2.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-03 12:23:00

图片预览

文档简介

人教版选择性必修四第四章章测试(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 在做“测量玻璃的折射率”实验时,多次实验得出和值,二者的关系图像如图,由此可知当时,折射角的正弦值为( )
A. B. C. D.
2. 如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面。距水面的湖底点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为取。已知水的折射率为。则桅杆到点的水平距离( )
A. B. C. D.
3. 用临界角为的玻璃制成的三棱镜,,,一束光线垂直面射入,如图它在棱镜内发生全反射的次数为( )
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
4. 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。景物反射的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的方向,人们逆着光线看去就出现了蜃景。如图所示,下列说法正确的是( )
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
5. 如图所示,真空中折射率为的某种透明介质的截面是直角三角形,垂直于,。一束单色光从边上之间的点垂直射入透明介质,则该束单色光第一次射出透明介质时的出射角为
A. B. C. D.
6. 对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是( )
A. 图甲中若改变复色光的入射角,则光先在玻璃球中发生全反射
B. 图乙若只减小屏到挡板的距离,则相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D. 若只旋转图丁中或一个偏振片,光屏上的光斑亮度不发生变化
7. 在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝、的路程差为,如果用频率为的单色光照射双缝,则
A. 单色光的波长是;点出现暗条纹 B. 单色光的波长是:点出现亮条纹
C. 单色光的波长是;点出现暗条纹 D. 单色光的波长是;点出现亮条纹
8. 利用图所示的装置示意图,观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图中甲和乙两种图样。下列关于处放置的光学元件说法正确的是( )
A. 甲对应单缝,乙对应双缝 B. 甲对应双缝,乙对应单缝
C. 都是单缝,甲对应的缝宽较大 D. 都是双缝,甲对应的双缝间距较大
9. 下列关于仪器原理的说法中正确的是( )
A. 甲图中,雷达测速应用了多普勒效应
B. 乙图中,激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C. 丙图中,观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
D. 丁图中,纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象
10. 道威棱镜是一种像旋转器。光线经过此棱镜后,像被颠倒。如图所示,棱镜的橫截面是底角为的等腰梯形,与平行的三条光线从面射入棱镜,经面反射后,反射光直接射到面上。已知棱镜的折射率为,则( )
A. 光在玻璃中的波长比空气中的波长长
B. 只有光线在面上发生全反射
C. 三条光线在面上都发生全反射
D. 从面射出的光线跟入射光线平行,且距离点最近的为光线
二、实验题(本大题共2小题,共26.0分)
11. 利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,测量了第条至第条亮纹之间的距离,游标卡尺的示数如图甲所示。
分划板在第条亮纹位置时游标卡尺读数______;
相邻两条亮纹间距______保留三个有效数字
若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可_____。
A.将单缝向双缝靠近 将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 使用间距更小的双缝
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时,测量值______实际值。填“大于”“小于”或“等于”
12. 如图所示,某同学在“插针法测量玻璃折射率”实验中,先将方格纸固定在木板上,再将一截面为直角三角形的玻璃砖放在方格纸上,在玻璃砖侧的方格纸上插两枚大头针和,再按照实验步骤在玻璃砖的侧插上大头针和。
关于本实验操作,下列说法正确的有______。
A.实验中选用较粗的大头针,以便大头针的像能看得清晰
B.插好的大头针应与纸面垂直
C.插大头针时,应该挡住和、
D.为了减小误差,插大头针时应使和、和的间距适当大一些
利用图中方格纸上的实验记录,可计算此玻璃砖的折射率为______答案可用根号和分数表示。
在某次实验中,该同学将大头针、插在边右侧并使、连线与边垂直,发现在边一侧始终找不到出射光线,其原因是______。
三、计算题(本大题共1小题,共14.0分)
13. 如图所示,两个横截面半径均为的半圆柱形玻璃砖和紧密地拼接在一起,形成一个圆柱形玻璃砖,一束单色光从左侧玻璃砖上的点入射,点到的距离,入射光线的延长线经过点,左侧玻璃砖对该单色光的折射率,右侧玻璃砖对该单色光的折射率,真空中的光速为。
若将该单色光第一次在玻璃砖与空气的界面上的入射点记为图中未标出,通过计算判断该单色光在点能否发生全反射;
求该单色光从点传播至点的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查“测量玻璃的折射率”的实验的数据处理。解决问题的关键是熟知光的折射定律,根据折射率的公式计算折射角的正弦值。
【解答】
由图乙可知,折射率为,将带入上式可得,故C正确,ABD错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射率定义求出光线在水中的入射角,再根据几何知识求出桅杆到点的水平距离。
本题是几何光学问题,对数学几何能力要求较高,关键要根据几何知识确定出入射角和折射角,通过折射定律和几何关系进行求解。
【解答】
设光线在水中的入射角为,根据折射率定义有:
解得:
则桅杆到点的水平距离:,故C正确,ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查光的全反射,解决本题的关键是画出光在玻璃中传播的光路图,就能直观的看出发生全反射次数,作图法解决光学问题是最常用的也是非常直观的很有效一种方法。
【解答】光路如图所示:
光线在点入射角为,大于临界角,故光线在点能发生全反射。光线到达点时,由几何关系知,其入射角为,大于临界角,故光线在点也能发生全反射;当光线到达点时,由几何关系知,其入射角为,仍大于临界角,故在点仍能发生全反射,同理可以分析,以后再不能发生全反射,要折射出三棱镜,故它在棱镜内发生全反射的次数为次,故B正确。
故选选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角。
解决本题的关键知道蜃景形成的原因,以及知道全反射的条件。
【解答】
远处景物发出的光线射向空中时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回地面,人们逆着光线看去就出现了蜃景,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,海面上的蜃景,成正立的像,位置在实物的上方,所以是蜃景,是景物。
故选:。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光的折射和光的全反射,需要应用几何光学知识解题,解题的关键是作出光路图,结合临界角公式、折射定律进行求解。
【解答】
由,可得单色光在该透明介质中发生全反射的临界角为,
由几何关系知,在边入射时的入射角为,发生了全反射,
在边入射时的人射角为,有,
解得:,
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查了光学相关问题。熟知各相关概念和规律是解决本题的关键。
根据临界角的大小关系分析判断;根据可判断相邻亮条纹间距离变化;根据薄膜干涉原理分析;两偏振片透振方向的夹角变化,光屏上的光斑亮度将发生变化。
【解答】
A、根据图像可知
由于光的折射率较小,则临界角较大,入射时大,光的折射率较大,则临界角较小,入射时小,故无法确定先后,A错误;
B、由于条纹间距,可知只减小屏到挡板的距离,相邻亮条纹间距离将减小,B正确;
C、被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜,形成一个空气劈,从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉,若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整,C错误;
D、自然光通过后变成偏振光,若的偏振方向与的偏振方向相同,光屏上光斑最亮;若的偏振方向与的偏振方向垂直,光屏上几乎没有亮斑,因此当和发生相对转动时,光屏上的光斑亮度会发生变化,D错误。
故选B。

7.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道出现明暗条纹的条件,当路程差是半波长的偶数倍时,出现明条纹,当路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹。当路程差是半波长的偶数倍时,点出现明条纹,当路程差是半波长的奇数倍时,点出现暗条纹.
【解答】
由,该光的波长为 ;由于,点是振动的减弱点,故C正确.
8.【答案】
【解析】解:干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象,而衍射条纹中,中间的亮纹的宽度最大,向两边渐渐减小,
因此甲对应单缝,乙对应双缝,故A正确,BCD错误。
故选:。
考查干涉与衍射条纹,掌握两者的区别与联系,理解干涉的条件,与明显的衍射的条件。
9.【答案】
【解析】
【分析】
甲图中,雷达测速应用了多普勒效应,当波源与雷达之间有相对运动时,雷达会感到波的频率发生了变化;
乙图中,激光切割金属利用了激光亮度高,能量大的特点;
丙图中,观看立体电影时,屏幕向观看者输送了两幅偏振方向不同的画面,画面经过眼镜时每只镜片只能接受一个偏振方向上的画面,这样人的左右眼就能接收两组画面,经过大脑合成立体影像;
丁图中,纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的全反射现象;
明确多普勒效应的定义,知道激光的特点,知道偏振现象,知道全反射的应用。
【解答】
A.甲图中,雷达测速应用了多普勒效应,故A正确;
B.乙图中,激光切割金属利用了激光亮度高,能量大的特点,故B错误;
C.丙图中,观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的偏振现象,故C错误;
D.丁图中,纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的全反射现象,故D错误。
故选:。
10.【答案】
【解析】
【分析】
根据折射定律分析光线在面上的折射角;根据求解全反射的临界角,根据几何知识分析光在面的入射角,以此判断光线在面上是否发生全反射;作出光路图,根据光路图判断出射光线与入射光线的特点,并判断三条光线的出射点到点的距离的大小关系。
解决该题需要正确作出光路图,能根据几何知识求解相关的角度,熟记折射定律的表达式以及全反射的临界角的表达式。
【解答】
A、光的频率不变,根据可知波长与波速成正比,又有,可知光在玻璃中的波长比在空气中的波长小,故A错误;
、如图所示,设光线在棱镜中发生全反射的临界角为,有:,解得:;
设折射角为,根据折射定律,解得,根据几何关系可得,且三条光线平行,所以三条光线在面上都发生全反射,故B错误,C正确;
D、根据几何知识可知,光在面的入射角为,根据光路可逆原理可知,光在面的出射光线和入射光线相互平行,但距离点最近的为光线,故D错误。
故选:。
11.【答案】;;;大于
【解析】游标卡尺是分度,其精确度为,分划板在第条亮纹位置时游标卡尺读数为;
分划板在第条亮纹位置时游标卡尺读数为,则相邻两条亮纹间距;
根据可知,将单缝向双缝靠近,条纹间距不变,条纹数量不变,故A错误;
B.根据可知,将屏向靠近双缝的方向移动,则减小,减小,条纹数量增多,故B正确;
C.根据可知,将屏向远离双缝的方向移动,则增大,增大,条纹数量减少,故C错误;
D.根据可知,使用间距更小的双缝,则减小,增大,条纹数量减少,故D错误。
如图:
三角形中斜边最长,故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,干涉条纹的间距的测量值偏大。
故答案为:;;;大于
本题主要考查光的双缝干涉。
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读,结合第条亮条纹和第条亮条纹的距离求出相邻条纹的间距;
根据双缝干涉条纹的间距公式进行分析解答;
如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,条纹间距测量值偏大。
12.【答案】 ; ;光线在界面发生全反射
【解析】实验中为了准确确定入射光线和折射光线,大头针不能选用较粗的,虽然大头针的像能看得清晰,但像的位置变大,误差变大,故A错误;
B.为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,故B正确;
C.确定大头针的位置的方法是大头针能挡住、的像,则必定在出射光线方向上,所以确定大头针的位置的方法是大头针能挡住、的像,确定大头针的位置的方法是大头针能挡住和、的像,故C错误;
D.为了减小误差,准确确定入射光线和折射光线,插大头针时应使和、和的间距适当大一些,故D正确。
故选BD。
利用图中方格纸上的实验记录,可计算入射角为,设光线与光线 的夹角为,如图,则有,,,则折射角的正弦值为,则此玻璃砖的折射率为;
在某次实验中,该同学将大头针、插在边右侧并使、连线与边垂直,光线在界面的入射角正弦值为,在边一侧始终找不到出射光线,其原因是光线在界面发生全反射。
13.【答案】【小题】,不会发生全反射
【小题】

【解析】 略

第1页,共1页