高二物理选择性必修一第四章《光》素养形成性达标训练卷(含解析)

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名称 高二物理选择性必修一第四章《光》素养形成性达标训练卷(含解析)
格式 docx
文件大小 7.1MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-12-17 10:50:49

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文档简介

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第四章 光--素养形成性达标训练卷
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.(24-25高二上·重庆渝中·期中)如图所示的四个场景中,属于光的干涉现象的是(  )
A.泊松亮斑 B.彩色的肥皂泡 C.彩虹 D.立体电影
2.(24-25高二上·江苏南通·期中)在挡板上安装一个宽度可调的狭缝,缝后放一个光屏。用红色平行光照射狭缝,光屏上出现如图所示的图样。可使中央亮条纹变宽的操作是(  )
A.增大平行光的宽度 B.减小单缝的宽度
C.减小屏到单缝的距离 D.改用绿色平行光照射
3.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中,从水平方向拍摄的照片如图所示。看上去浸在水中的这段筷子发生了侧移,而且变粗了。产生这种现象的原因是( )
A.光的反射 B.光的色散 C.光的折射 D.光的偏振
4.(23-24高二下·浙江嘉兴·期末)如图甲所示是某款圆柱形玻璃茶壶,茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网。当茶壶中盛有茶水时,正对茶壶观察,可以看到滤网的水下部分比水上部分粗一些,其简化图如图乙所示。若测得水面上方滤网的直径,水中“滤网”左右边界之间的距离,茶壶直径,忽略茶壶壁和滤网的厚度,不考虑茶壶壁对光线的影响,则茶水的折射率约为(  )
A.0.75 B.1.33 C.1.64 D.2.17
5.(23-24高二下·山东济南·期末)如图所示,在酒精灯灯芯上撒一些食盐,灯焰能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂液中蘸一下,使铁丝圈挂上一层薄薄的液膜,用酒精灯的黄光照射液膜,液膜反射的光能使我们看到灯焰的像。下列关于液膜上灯焰像的形状可能正确的是(  )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,有一束单色光从介质A穿过B再进入C,下列说法中正确的是(  )
A.介质B对该光的折射率最大 B.介质C对该光的折射率最大
C.光在介质B中传播的速度最小 D.光在介质C中传播的速度最大
7.(23-24高二下·浙江丽水·期中)如图所示,水面上有一透明均质球,其半径为R,上半球露出水面,下半球内竖直中心轴上有点光源,均质球对此光的折射率为1.5,为使从光源照射到上半球面的光,都能发生折射(不考虑光线在球内反射后的折射),则点光源到水面的最大距离为(  )
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·福建福州·期中)梦溪笔谈是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。下图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,、是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是(  )
A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B.在水滴中,光折射率大于光中折射率
C.在水滴中,光的传播速度大于光的传播速度
D.水滴对光的临界角大于对光的临界角
9.(24-25高二上·全国·单元测试)如图是蓝色大闪蝶,在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊,这些翅脊有一串类似台阶的结构,光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图所示,则(  )
A.翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B.翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C.光经翅脊反射后的频率变为原来的
D.光在空气中的波长是在翅脊上的“台阶结构”中的波长的1.5倍
10.(24-25高二上·全国·单元测试)昏暗路段一般会安装反光道钉用于指引道路,其内部由多个反光单元组成。如图所示,当来车的一束灯光以某一角度射向反光单元时,其中一条光线在P、Q处先后发生两次反射,则下列说法正确的是(  )
A.经反光单元反射后的出射光线与入射光线方向平行
B.反光单元的材料折射率越小,反光效果越好
C.不同颜色的光在反光单元中传播速度不同
D.不同颜色的光在反光单元中传播光路相同
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11.(8分)(23-24高二下·河北张家口·阶段练习)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置;
b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界;
c.用刻度尺测量和的长度和,测得;
d.移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作连线的延长线与面的边界交于P点,如右图所示。
(1)实验正确的排列顺序为 。
(2)实验中出现错误或遗漏的操作步骤为 。(选填步骤前符号)
(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式 ;由测得的数据可得折射率n为 (结果保留3位有效数字)。
12.(7分)(22-23高二下·四川绵阳·阶段练习)在多个玻璃片上涂墨汁,晒干后用刀片分别划出两条相距不远的直缝,做成多个双缝。按如图所示的装置,让激光束通过自制的双缝,观察在光屏上出现的现象。

(1)保持玻璃片到光屏的距离不变,换用两条直缝间距不同的玻璃片。两条直缝间距越小,光屏上明暗相间的条纹间距 (选填“越大”或“越小”)。
(2)用不同颜色的光照射用同一玻璃片,保持光屏与玻璃片位置不变。用紫光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用红光照射时条纹的间距 (选填“大”或“小”)。
(3)若所用激光的波长为5.300×10-7 m,屏上某点P距玻璃片上两条直缝S1和S2的路程差为1.855×10-6 m(图中未标出P、S1和S2),则在P点处出现的应是 (选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
13.(8分)(23-24高二下·江苏盐城·期末)如图所示,光由空气射入某种介质时的折射情况,光在真空中传播速度为c。求:
(1)介质的折射率n;
(2)光在介质中的传播速度v。
(13分)(23-24高二下·四川成都·期末)真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来,将其间隙抽成真空并密封排气孔而成的一种玻璃制品。它的隔热隔音效果很好,目前在市面上应用广泛。如图,真空玻璃每片平板玻璃的厚度均为,中间真空隔层的厚度为d,一束光射到外层玻璃上,与外层玻璃的夹角为,第一次折射后折射光偏折了,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)单片平板玻璃的折射率;
(2)忽略反射光,这束光在整个真空玻璃中的传播时间。


15.(18分)(23-24高二下·吉林·期末)如图甲所示,玻璃半球半径为R,O为球心,AB为直径,现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面。已知玻璃对单色光的折射率为。如图乙所示,球冠(不含圆底面)的表面积为其中h为球冠高度,只考虑首次射到球面的光。则:
(1)所有从半球底面射入的光发生全反射的占总数的几分之几;
(2)整个半球面透光的面积为多少;
(3)从半球球面射出的光中,在玻璃内的传播的最短时间为多少秒。
答案和解析
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C B A B C AB AD AC
1.B
【详解】A.图甲的原理是光的衍射,A错误;
B.图乙的原理是光的干涉,B正确;
C.图丙的原理是光的折射,C错误;
D.图丁的原理是光的偏振,D错误。
故选B。
2.B
【详解】要使中央亮条纹变宽,即使衍射现象更明显,则可减小单缝的宽度,或者改用波长更大的平行光照射,因绿光的波长小于红光,则改用绿色平行光照射不能使中央亮纹变宽。
故选B。
3.C
【详解】由筷子上反射出的光射到杯壁上发生了折射,使光线偏离了原来的方向,逆着光线看上去筷子发生侧移或变粗。
故选C。
4.B
【详解】人正对茶壶观察,作出滤网最边缘的光路俯视图,如图所示
根据几何关系有

根据折射率的定义式有
解得
故选B。
5.A
【详解】由于重力作用,同一水平面液膜厚度相同,且上薄下厚,可知在较薄的区域,光程差增加的缓慢,较厚的区域,光程差增大的较快,所以呈现上疏下密的水平条纹。
故选A。
6.B
【详解】AB.由光路的可逆性可知,该光从B分别进入A和C时,C对该光的偏折程度大于A对该光的偏折程度,可知C对该光的折射率比A的大,光线从A进入B时入射角小于折射角,故A的折射率大于B,可得
A错误,B正确;
CD.由可知,光在B中传播的速度最大,在C中传播的速度最小,C、D错误。
故选B。
7.C
【详解】光在介质中的传播如图所示
根据全反射定律和几何关系可知
解得
故选C。
8.AB
【详解】A.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射时,不同色光偏折程度不同而形成的,即发生色散而形成的,故A正确;
BD.画出光路图,分析可知,第一次折射时,b光的折射角较大,而入射角相等,根据折射率公式得知,b光的折射率较小,即在水滴中,光折射率大于光中折射率,由可知,水滴对a光的临界角小于对b光的临界角,故B正确,D错误;
C.a光的折射率较大,由公式得知,在水滴中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故C错误。
故选AB。
9.AD
【详解】AB.翅脊上的“台阶结构”都隔着空气层,自然光会不断在空气层和“台阶结构”里发生反射和折射,蓝色大闪蝶无论是它的厚度、材质、还是它翅脊上的“台阶结构”的位置,都适合蓝色光发生干涉,故A正确,B错误;
C.光经反射后频率不发生改变,故C错误;
D.翅脊上的“台阶结构”对光的折射率为1.5,根据
可知光在空气中的速度是在翅脊上的“台阶结构”中的速度的1.5倍,根据
频率不变,可知波长和波速成正比,光在空气中的波长是在翅脊上的“台阶结构”中的波长的1.5倍,故D正确。
故选AD。
10.AC
【详解】A.补充光路图,如图所示
光线在反光单元内发生两次反射的反射角分别为和,根据几何知识可知
故有
PO与QM平行,根据光路的可逆性,可知经反光单元反射后的出射光线与入射光线方向平行,故A正确;
B.反光单元的材料折射率越小,光发生全反射的临界角越大,光在反光单元内越不容易发生全反射,有部分光将在反光单元的直角边界处发生折射,故最后从斜边折射出去的光越少,反光效果越差,故B错误;
CD.不同颜色的光在反光单元中的折射率不同,折射后光路不会重合,根据,可知不同颜色的光在反光单元中的传播速度不同,故C正确,D错误;
故选AC。
11.(1)badc
(2)a
(3) 1.51
【详解】(1)实验时先需要作出玻璃介质的界面,即先进行操作b;之后用激光笔发出激光,发生折射和反射并记录光路,进行操作a;然后移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,进行操作d;最后测量数据从而计算折射率,即进行操作c,可知实验正确的排列顺序为badc。
(2)步骤a,为确定入射光线,除了用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置,还需记录入射点M的位置。
(3)[1]玻璃砖折射率的表达式
[2]上述表达式代入数据,解得
12. 越大 小 暗条纹
【详解】(1)[1]由
两条直缝间距越小,光屏上明暗相间的条纹间距越大。
(2)[2]由
光的波长越大,条纹间距越大,所以用紫光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用红光照射时条纹的间距小。
(3)[3]由
可知,屏上某点P距玻璃片上两条直缝和的路程差为半波长的奇数倍,所以在P点处出现的应是暗条纹。
13.(1);(2)
【详解】(1)由折射率公式可得
(2)光在介质中的传播速度
14.(1);(2)
【详解】(1)由几何关系可知:折射角,由折射定律有
可得
(2)光在玻璃中传播的速度
如图所示,由几何关系可知

光束的传播时间
解得
15.(1);(2);(3)
【详解】(1)设发生全反射的临界角为,作出光路图,如图所示
则有
解得
发生全反射的光入射位置的面积为,底面总面积为S2,则有

则解得
(2)由几何关系可知O点到球冠圆底面的距离为,则球冠高度为
则由球冠面积公式,透光面积为
解得
(3)射出的光中,在玻璃内的传播路径最短为
根据折射率与光速的关系式有
光在玻璃内的传播的最短时间
解得
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