高二物理周练 十二(选修一第4章《光》) 本章复习和检测 (含答案)

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名称 高二物理周练 十二(选修一第4章《光》) 本章复习和检测 (含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-12-09 16:31:22

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高二物理周练十二(选修一第4章《光》)
一、选择题:
1.如图所示,一束平行光垂直射入顶角β很小(可以认为sinβ≈β)玻璃直角棱镜,已知玻璃折射率为n,不考虑多次反射,光线从光楔右侧出射时与入射时相比(  )
A.向下平移了一小段距离 B.向上偏折了
C.向下偏折了 D.向下偏折了
2.光的偏振现象说明光是横波.下列关于光的偏振特性现象说法错误的是(  )
A.水面上的油膜在阳光映衬下,可以看到不断变幻的彩色条纹
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象更清晰
D.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
3.如图所示为一正六边形玻璃棱镜截面,边长为l。一束紫光由AF中点处射到在玻璃上,θ1为玻璃上的入射角,θ2为经过第一个界面的折射角,θ3为光离开玻璃的折射角,其中θ1=θ3=60°。若将紫光改为红光,光线仍可从BC边上射出。已知光在真空中的速度为c,则下列说法中错误的是(  )
A.玻璃对紫光的折射率为 B.紫光在玻璃中传播时间为
C.在玻璃内红光的传播速度比紫光的传播速度小 D.在玻璃内红光的波长比紫光的波长长
4.光学知识在日常科研以及生产生活中有着广泛的应用,对如图所示的图片、示意图或实验装置,下列说法正确的是(  )
A.甲图是小孔衍射的图样,周围的明亮部分也被称为“泊松亮斑”
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来精确测量边缘薄片的厚度
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍,则P处是暗纹
D.丁图是佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的干涉现象
5.彩虹是由阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次形成的。彩虹形成的示意图如图所示,一束白光L由左侧射入水滴,a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a、b是单色光)。下列关于a光与b光的说法正确的是(  )
A.水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B.a光在水滴中的传播速度等于b光在水滴中的传播速度
C.a、b光在由空气进入水滴后波长变长
D.若a光、b光在同一介质中,以相同的入射角由介质射向空气,若a光能够发生全反射,则b光也一定能够发生全反射
6.如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在垂直光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,且a远小于l。下列说法正确的是(  )
A.若将光屏向右移动,光屏上条纹间距减小
B.若将平面镜向下移动一个微小距离,光屏上条纹间距减小
C.若将平面镜向右移动,光屏上条纹间距增大
D.若将平面镜向右移动,光屏上条纹间距变小
7.如甲、乙两图所示是某同学在做光的单缝衍射和杨氏双缝干涉实验时,利用光照强度传感器测得的条纹相对光强随水平距离的分布图像。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是(  )
A.发生甲现象时,说明光没有沿直线传播
B.甲发生的是干涉现象,乙发生的是衍射现象
C.当所用光线由红光变成蓝光时,甲现象条纹间距变大,乙现象条纹间距减小
D.无论发生甲、乙哪种现象,当只减小单缝宽度时,两现象条纹间距均变大
8.两束不同频率的单色光a、b从空气彼此平行射入水中,发生了如图所示的折射现象()。下列结论中正确的是(  )
A.光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度小
B.若光束从水中射向空气,则光束b的临界角比光束a的临界角大
C.如果两条光线分别的红光和紫光,那么光线a是红光
D.用单色光a和单色光b分别做双缝干涉实验,在其他条件一定的情况下,单色光a的条纹间距比单色光b的条纹间距小
9.如图甲所示,将一个凸透镜的弯曲表面放置在另一个玻璃平面上,让单色光从上方射入,这时可以看到如图乙所示的亮暗相间的同心圆,这个现象是牛顿首先发现的,这些同心圆叫作牛顿环。对于图甲所示的装置,下列做法中能使得同一级牛顿环的半径变大的是(  )
A.换用曲率半径更小的凸透镜 B.对凸透镜施加一极小的向上的拉力
C.使用波长更长的单色光照射 D.使用频率更高的单色光照射
10.如图所示,图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧的圆心,ABCD构成正方形。D处有一红色点光源,在纸面内照射弧线AC,只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则下列说法正确的是(  )
A.红光在该材料中传播的速度为2c
B.点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
C.照射在AC圆弧上的入射光,有弧长为πR区域的光不能从AB、BC边直接射出
D.将点光源换成紫光,则AB边上有光射出的长度增大
11.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖,单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°,其光路如图所示,下列说法正确的是( )
A.射出折射光线1和2不一定是平行光
B.单色光1的波长大于单色光2的波长
C.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
D.图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等
12.如图,用频率为f的单色光垂直照射双缝,光屏上O处为中央亮条纹,P点是O上方第三条亮条纹中心,已知双缝间距为d,双缝到光屏的距离为L,光速为c,下列说法正确的是(  )
A.用不同种色光照射,O点是否显示亮条纹与光的波长有关
B.之间的距离为
C.若增大双缝到光屏的距离L,条纹间距变小
D.若换用频率更大的单色光照射双缝,O点上方第三条亮条纹中心在P点上方
二、实验题:
13.在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中:
(1)在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的实验中,其实验光路图如图甲所示,对实验中的一些具体问题,下列说法正确的是______。
A.为减小作图误差,P3和P4的距离应适当小一些
B.为减小测量误差,P1和P2连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
C.为减小误差,应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验
D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动,可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置
(2)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃砖使它向aa'一侧平移了少许,如图乙所示,他随后实验测出的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃宽度大些(bb'仍然与aa'平行),如图丙所示,他随后实验测得的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互 放置。(选填“垂直”或“平行”)
(2)在某次测量绿光的波长实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图2所示,则此时的示数为 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图3所示,由此可求得相邻亮条纹的间距 mm。
(3)若双缝间距,双缝到屏的距离,则所测绿光的波长为 nm。
(4)若其他条件不变,把滤光片换为红色滤光片,则在屏上观察到的条纹间距会 (选填“变大”或“变小”)。
三、解答题
15.圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图甲所示,光屏PQ垂直MN放置,垂足为M,OO'与MN垂直,一细光束沿半径方向与OO'成θ=30°角射向О点,光屏PQ区域出现两个光斑,两光斑间的距离为。
(1)求该玻璃砖的折射率;
(2)用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜,∠A=60°、∠B=45°,一束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入,从AC边D'点(图中未画出)射出,已知光在真空中的速度为c,AB边长为L,求光束在三棱镜中从D传播至D'的时间。
16.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一,它使信息科学得以迅猛发展。一段由某种材料做成的圆柱状新型光导纤维,过其中心轴的纵截面如图所示。光导纤维横截面的半径为R,长度为,将一束光从底部中心P点以的入射角射入,已知光在真空中的传播速度为c,该种材料的折射率,求:
(1)光线射入光导纤维时的折射角;
(2)光通过这段光导纤维所用的时间。
17.如图所示,一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖,AB=L,∠A=60°,∠C=30°,一束单色光从AB的中点D处射入玻璃砖,单色光经BC面反射后从AC边的E点射出玻璃砖,出射光线恰好平行于BC边,光在真空中传播的速度为c。求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率n;
(2)该单色光从D点传播到E点经历的时间t。
参考答案
一、选择题:
1、C 2、 A 3、C 4、C 5、 A
6、B 7、 A 8、 C 9、C 10、C
11、D 12、B
二、实验题:
13.(1)BC (2)不变 (3)偏小
【详解】(1)A.为减小作图误差,P3和P4的距离应适当大一些,故A错误;
B.P1和P2连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些,折射现象更明显,误差较小,故B正确;
C.宽度较大的玻璃砖,光在玻璃砖中的路程长,入射点与出射点距离较大,确定角度越准确,误差越小,故C正确;
D.不可用玻璃砖代替尺子,应沿玻璃砖描点后,用尺子画出玻璃砖界面,故D错误。
故选BC。
(2)根据题意,如图1所示入射角与折射角没有误差,测量的折射率不变。
图1 图2
(3)根据题意,如图2所示入射角不受影响,折射角的测量值大于真实值,根据
可知测得折射率偏小。
14.(1)平行 (2) 5.770 1.62 (3)540 (4)变大
【详解】(1)该实验中单缝的作用获得线光源,而双缝的作用获得相干光源,二者应相互平行。
(2)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以第1条亮条纹中心所在刻度为
[2]第6条亮条纹中心所在刻度为
所以相邻亮条纹的间距为
(3)根据代入数据解得
(4)若其他条件不变,把滤光片换为红色滤光片,则入射光的波长变大,根据
可知,屏上观察到的条纹间距会变大。
15.(1) (2)
【详解】(1)由题意知,细光束在MN界面一部分发生反射,另一部分发生折射,
设折射角为β,光路图如图1所示
图1 图2
由几何关系得
根据题意,两光斑间的距离为,可知 由几何关系知=45°
根据折射定律得,此玻璃砖对细光束的折射率为
(2)如图2设在AB界面上入射角为,折射角为,则 解得=30°
设在AC界面上入射角为,折射角为,则
由几何关系得==30°解得=45°
由图三角形ADD'为等边三角形,则DD'=
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间
16.(1) (2)
【详解】(1)初步画出光在光导纤维中的传播路径,如图所示
由折射定律可得解得
(2)由几何关系知,光射到侧面的B点时,其入射角
由于即有
可知,光在光导纤维的侧面发生全反射,分析可知,光一定在光导纤维的底面射出,则有
, 联立解得
17.答案 (1) (2)
解析 (1)画出光路图如图所示
因光线在D点的入射角为i=60°,由几何关系可得在D点的折射角r=30°
折射率n=。
(2)光在介质中的速度v=
光从D点传播到E点经历的路程s=lDF+lFE=L+
答案第10页,共10页
答案第1页,共10页