第十三章 光 单元检测题(Word版含解析)

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名称 第十三章 光 单元检测题(Word版含解析)
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文件大小 123.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2019-04-14 12:26:05

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文档简介

《光》单元检测题
一、单选题
1.为了表演“隐形的大头针”节目,某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针,并将其放入盛有水的碗中,如图所示.已知水的折射率为,为了保证表演成功(在水面上看不到大头针),大头针末端离水面的最大距离h为(  )

A.r B. C.r D.r
2.小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方向AO,插了两枚大头针P1和P2,如图所示(①②③是三条直线).在以后的操作说法中你认为正确的一项是(  )

A. 在bb′侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在①线上
B. 在bb′侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在③线上
C. 若保持O点不动,减少入射角,在bb′侧调整观察视线,另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上
D. 若保持O点不动,增大入射角,在bb′侧调整观察视线,看不清P1和P2的像,这可能是光在bb′界面发生全反射.
3.如图所示为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB丄BC.光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜的折射率(  )

A. 最小值为 B. 最大值为
C. 最小值为 D. 最大值为
4.在“测定玻璃的折射率”实验中,如图,A0表示入射光线,“aa’、bb’是平行的界面,NN′是法线,P1、P2是竖直地插在AO 上的两枚大头针.在玻璃砖的另一侧M点插大头针P3,使得从P3向玻璃砖的方向看去,P3同时挡住P1、P2的像.为了确定出射光线,还需要在与P3同侧某处插一枚大头针P4,要求P4能同时挡住P3以及P1、P2的像.在图示的L、R、S、Q四个点中,正确的操作是将针P4插在(  )

A. Q处 B. L处 C. R处 D. S处
5.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样,图中的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(  )

A. A,c B. B,c C. A,d D. B,d
6.下列说法正确的是(  )
A. 两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光
B. 偏振光可以是横波,也可以是纵波
C. 因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
D. 激光可以像刀子一样切除肿瘤
7.如图所示,a、b两束单色光以相同的入射角从空气射向某种介质的界面上,进入介质后a光的偏向角θ1大于b光的偏向角θ2,以下判断正确的是(  )

A. 介质对两种光的折射率na>nb
B. 两种光在介质中传播速度va>vb
C. 两种光在介质中的波长λa>λb
D. 若以相同的入射角从介质射入空气,则a光的偏向角小于b光的偏向角
8.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为(  )

A. r B. 1.5r C. 2r D. 2.5r
9.关于光的干涉和衍射现象,下列说法正确的是(  )
A. 光的干涉现象遵循波的叠加原理,衍射现象不遵循波的叠加原理
B. 光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的
C. 光的干涉现象说明光具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点
D. 光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
10.在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介.光盘上的信息通常是通过激光束来读取的.若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向,如图所示.下列说法中正确的是(  )

A. 图中光束①是红光,光束②是蓝光
B. 在光盘的透明介质层中,光束①比光束②传播速度更快
C. 若光束①、②从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中,则①先发生全反射
D. 若光束①、②先后通过同一小孔,则①衍射现象更明显
二、多选题
11. 光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜,以下说法正确的是(  )
A. 增透膜的作用是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度
B. 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
C. 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的
D. 因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消,而红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色
12. 激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中的速度,下列说法中正确的是(  )
A. 该光在真空中的波长为nλ
B. 该光在真空中的波长为
C. 该光的频率为
D. 该光的频率为
13. 某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理实验记录时,发现玻璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行,如图所示,则(  )

A.P1P2与P3P4两条直线平行
B.P1P2与P3P4两条直线不平行
C. 他测出的折射率偏大
D. 他测出的折射率不受影响
14. 如图所示两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是(  )

A. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B. 用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C. 在水中a光的速度比b光的速度小
D. 在水中a光的临界角大于b光的临界角E.若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光F.a比b更容易发生衍射现象
15. 下列说法正确的是(  )
A. 电磁波的发射需要调制,电磁波的接收需要调谐和解调
B. 隐形飞机是基于波的衍射的原理,让超声波发生衍射,而不让雷达发现
C. 彩超和B超原理上其实是一样的,只是彩超通常用于检查血液流速,而B超用于人体其他部位的病变
D. 偏振光非常常见,自然光经过反射和折射都成为偏振光

三、实验题
16.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率.开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像,且使P2的像挡住P1的像.当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失.此时只须测量出______________,即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量量表示出折射率n=________.

17.题图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a,b,c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a,b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d,e两点,如题图乙所示.计算折射率时,用________(填“d”或“e”)点得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小.

四、计算题
18.一个圆柱形筒,直径12 cm,高16 cm.人眼在筒侧上方某处观察,所见筒侧的深度为9 cm,当筒中装满液体时,则恰能看到筒侧的最低点.求:
(1)此液体的折射率;
(2)光在此液体中的传播速度.
19.如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成α=30°角射入玻璃砖的圆心,由于复色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对这两种单色光的折射率分别为n1=和n2=.求:

(1)这两个光斑之间的距离;
(2)为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?
20.如图所示,一个半径为R的透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点.已知OA=R,该球体对蓝光的折射率为.则:
(1)它从球面射出时的出射角β为多少?
(2)若光在真空中的传播速度为c,那么,请推导出光从A点传播到C点所需时间t的表达式(用c,R表示)




答案解析
1.【答案】A
【解析】只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射,就从水面上看不到大头针,如图所示,根据几何关系有

sinC==
单选题所以h=r
2.【答案】C
【解析】光线通过平行玻璃砖后,根据折射定律得知,出射光线与入射光线平行,故在bb′侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4不可能插在①线上,故A错误.由折射定律得知,光线通过平行玻璃砖后光线向一侧发生侧移,由于光线在上表面折射时,折射角小于入射角,则出射光线向②一侧偏移,如图,故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上,故B错误.若保持O点不动,减少入射角,出射光线折射角也减小,另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上,故C正确.若保持O点不动,增大入射角,在bb′侧调整观察视线,看不清P1和P2的像,反射光增强,折射光线减弱,在bb′侧调整观察视线,会看不清P1和P2的像.根据光路可逆性原理得知,光线不可能在bb′界面发生全反射,故D错误.

3.【答案】C
【解析】设入射到CD面上的入射角为θ,因为在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等.根据几何关系有:4θ=90°;解得θ=22.5°;根据sinθ=;解得最小折射率n=.选项C 正确.

4.【答案】B

5.【答案】D
【解析】单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮,双缝干涉条纹的特点是等间距的条纹,所以a是干涉条纹,B,d是单缝衍射条纹,c是水波的衍射图样
6.【答案】D
【解析】两支普通铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中间通过时不会成为偏振光;光是横波,偏振光也是横波;激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能够发生衍射现象;激光有很多用途,其中可用来做手术,切除肿瘤
7.【答案】A
【解析】
8.【答案】C

9.【答案】D
【解析】
10.【答案】C
【解析】A,①光的偏折程度较大,则折射率较大,蓝光的折射率大于红光的折射率,所以①光是蓝光,②是红光.故A错误.
B,根据知,蓝光的折射率大,在介质中的速度小,则光束①比光束②传播速度更慢.故B错误.
C,根据sinC=知,蓝光的折射率大,临界角小,增大入射角,蓝光先发生全发射.故C正确.
D,蓝光的折射率大,频率大,知蓝光的波长小,波长越长,衍射现象越明显,所以②光衍射更明显.故D错误.
11.【答案】ACD
【解析】根据薄膜干涉的原理,光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失,增强透射光的强度,选项A正确.增透膜的厚度为光在其中波长的,才能反射时相消,增强透射,选项B错误,C正确.因为人对黄绿光最敏感,所以增透膜应增强对黄绿光的透射,这时红光和紫光没有显著消弱,所以透镜通常呈淡紫色,选项D正确.
12.【答案】AD
【解析】注意光从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化,对激光也是一样,由于速度变化,波长会相应变化,同一频率的光在真空中的波长大于在介质中的波长
13.【答案】BD
【解析】光线由aa′进入玻璃砖时,由折射定律得=n,光线由bb′射出玻璃砖时,由折射定律得n=.若aa′∥bb′,则有θ3=θ2,进而有θ1=θ4,出射光线O′B与入射光线OA平行.若aa′和bb′不平行,则有θ3≠θ2,进而有θ1≠θ4,出射光线O′B与入射光线AO不平行,故选项B正确,A错误;在用插针法测玻璃的折射率时,只要实验方法正确,光路准确无误,结论必定是正确的,它不会受玻璃砖的形状的影响,选项D正确,C错误.
14.【答案】ADF
【解析】假设a为红光,b为紫光,红光的波长最长,在介质中的速度最大,临界角最大,不易发生全反射,衍射本领最强.据此可判断选项C、E错误,D、F正确;波长越长,干涉条纹间距越大,选项A正确;光的衍射条纹宽度不均匀,选项B错误.
15.【答案】ACD
【解析】A,电磁波的发射需要调制,电磁波的接收需要调谐和解调,故A正确;
B,“隐形飞机”的表面制成特殊形状,这种形状能够减弱电磁波反射回雷达设备,避免被雷达发现,故B错误;
C,彩超和B超原理上其实是一样的,只是彩超通常用于检查血液流速,而B超用于人体其他部位的病变,故C正确;
D,偏振光非常常见,自燃光经过反射和折射都成为偏振光,故D正确;
16.【答案】玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ 
【解析】若半圆形玻璃砖转过θ角时在半圆形玻璃砖直径边一侧恰好看不到P1、P2的像,那么此时恰好发生了全反射.如图所示,过P1、P2的光线在玻璃砖内的入射角为θ,在空气中折射角为90°,根据折射定律得n==,只要测出θ,就可求出玻璃砖的折射率.

17.【答案】光学 d e
【解析】若用手接触光学面,则油污层可使透过光的量及部分光的传播方向发生变化,使玻璃砖折射成像不清,观察模糊,影响实验效果.如图所示,

用d点得到n的测量值较小,用e点得到n的测量值误差较小
18.【答案】(1) (2)2.25×108m/s
【解析】题中的“恰能看到”,表明人眼看到的是筒侧最低点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线.由此可作出符合题意的光路图.在作图或分析计算时还可以由光路可逆原理,认为“由人眼发出的光线”折射后恰好到达筒侧最低点.
根据题中的条件作出光路图如图所示.
(1)由图可知:sinθ2=,sinθ1=.
折射率:n====.
(2)传播速度:v==m/s=2.25×108m/s.

19.【答案】(1)(1-)R (2)45°
【解析】(1)作出光路图,由折射定律有:
n1=,n2=
代入数据得:β1=45°,β2=60°
故ab=Pb-Pa=Rtan 45°-Rtan 30°=(1-)R.

(2)当两种色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失,且玻璃对其折射率为n2的色光先发生全反射,故sinC1==
即入射角α=C1=45°.
20.【答案】(1)60° (2)
【解析】(1)设入射角为α,由几何关系可知:sinα==,α=30°;由n=,可得:sinβ=nsin α=×sin 30°=,所以β=60°.
(2)光在球体中的传播速度v==,AB=R,则光从A传到B的时间t1==,由几何知识有BC=R,则光从B传到C的时间t2==,故光从A点传播到C点所需时间t=t1+t2=.