資源簡(jiǎn)介

章末綜合測(cè)評(píng)(四)　光
(滿分：100分)
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)最符合題目要求。
1．下列成語(yǔ)、俗語(yǔ)在一定程度上反映了人類(lèi)對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，其中從物理學(xué)的角度分析正確的是(　　)
A．“一葉障目”說(shuō)明光能發(fā)生衍射現(xiàn)象
B．“鏡花水月”說(shuō)明平面鏡成的像是虛像
C．“海市蜃樓”說(shuō)明光能發(fā)生干涉現(xiàn)象
D．“隨波逐流”說(shuō)明在波的傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)將沿波速方向隨波遷移
2．某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖所示的衍射圖樣。據(jù)此可以判斷出(　　)
A．甲是光線射到圓孔后的衍射圖樣，乙是光線射到圓板后的衍射圖樣
B．乙是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲是光線射到圓板后的衍射圖樣
C．甲、乙都是光線射到圓孔后的衍射圖樣，甲對(duì)應(yīng)的圓孔直徑較大
D．甲、乙都是光線射到圓板后的衍射圖樣，乙對(duì)應(yīng)的圓板直徑較大
3．光纖通信具有傳輸容量大，保密性好等優(yōu)點(diǎn)。光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成，光從一端進(jìn)入，從另一端傳出，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．內(nèi)芯的折射率應(yīng)小于外套的折射率
B．光在光纖內(nèi)的波長(zhǎng)等于光在空氣中的波長(zhǎng)
C．紅光在光纖內(nèi)的傳播速度比紫光大
D．以相同入射角從端面入射時(shí)，紅光在光纖內(nèi)的傳播路程比紫光短
4．讓燭光照射到一塊遮光板上，板上有一個(gè)可自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢地由大收縮變小直到閉合時(shí)，則在孔后的屏上將先后出現(xiàn)(遮住側(cè)面光)(　　)
A．三角形光斑　倒立的燭焰　明暗相間的圓環(huán)
B．三角形光斑　圓形光斑　倒立的燭焰
C．倒立的燭焰　圓形光斑　明暗相間的圓環(huán)
D．三角形光斑　明暗相間的圓環(huán)　倒立的燭焰
5．某小區(qū)的人造水池中，水下同一位置有a、b兩單色光源。從水面上兩光源的正上方觀察，Ⅰ區(qū)域有a光和b光射出，Ⅱ區(qū)域只有a光射出(如圖所示)。下列判斷正確的是(　　)
A．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生全反射
B．若a光源勻速向下運(yùn)動(dòng)，則Ⅱ區(qū)域?qū)⒉辉儆衋光射出
C．若b光源勻速向下運(yùn)動(dòng)，則Ⅱ區(qū)域有可能有b光射出
D．兩單色光通過(guò)相同單縫形成的衍射圖像中，a光的條紋比b光條紋窄
6．如圖所示是一束由紅光和藍(lán)光組成的復(fù)色光射入半圓形玻璃磚界面發(fā)生反射和折射的光路圖，其中OA、OB為復(fù)色光，OC為單色光，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．OC為藍(lán)光
B．保持入射光不變，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，OC會(huì)逐漸消失
C．保持入射光不變，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，OC會(huì)逐漸消失
D．若將復(fù)色光沿CO射向玻璃磚，有可能不會(huì)出現(xiàn)折射光
7．對(duì)于以下的光學(xué)現(xiàn)象說(shuō)法正確的是(　　)
A．圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫S1、S2間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離Δx將增大
B．圖乙是單縫衍射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若只在狹縫寬度不同情況下，上圖對(duì)應(yīng)狹縫較寬
C．圖丙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度示意圖以及得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的
D．圖丁中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8．“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對(duì)輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是(　　)
A．插入水中的筷子，看起來(lái)折斷了
B．陽(yáng)光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋
C．駛近站臺(tái)的火車(chē)，汽笛音調(diào)變高
D．振動(dòng)音叉的周?chē)?，聲音忽高忽?br/>9．如圖所示，△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面，a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN(兩束光關(guān)于OO′對(duì)稱(chēng))，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．在玻璃棱鏡中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度
B．若保持b光入射點(diǎn)位置不變，將光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則NO面可能有光線射出
C．用a、b光在同樣的裝置做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大
D．用a、b光照射同一狹縫，b光衍射現(xiàn)象更明顯
10．如圖所示，真空中有一個(gè)半徑為R，質(zhì)量分布均勻的玻璃球，頻率為ν的細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播，于玻璃球表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入玻璃球，并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．出射光線的頻率變小
B．改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?，?xì)激光束不可能在玻璃球的內(nèi)表面發(fā)生全反射
C．此激光束在玻璃球中傳播的時(shí)間為t＝(c為真空中的光速)
D．激光束的入射角為α＝45°
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11．(6分)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：
(1)下列給出的實(shí)驗(yàn)器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的有________(填選項(xiàng))。
A　　　　B　　　C　　　　　D
(2)實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的是________(填選項(xiàng)前的字母)。
A．入射角不宜太小
B．為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須選用平行玻璃磚來(lái)測(cè)量
C．在白紙上放好玻璃磚后，可以用鉛筆貼著玻璃磚的光學(xué)面畫(huà)出界面
D．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)該改變?nèi)肷浣堑拇笮?，多做幾次?shí)驗(yàn)，然后將幾次測(cè)量的不同入射角、折射角求平均值，代入公式計(jì)算折射率
(3)實(shí)驗(yàn)中，已畫(huà)好玻璃磚邊界ab、cd后，放置玻璃磚時(shí)不小心向下稍平移了一點(diǎn)，如圖所示。其他操作正確，則測(cè)得玻璃的折射率將________(選填“變大”“不變”或“變小”)。
12．(12分)(1)小萌同學(xué)正在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量光的波長(zhǎng)，在光具座上正確安裝好儀器后，他在測(cè)量端觀察的同時(shí)，不斷調(diào)節(jié)儀器的A部件(如照片所示)，這樣做的目的是________(填選項(xiàng)前的字母)。
A．使各部件的中心在同一直線上
B．使單縫與雙縫相互平行
C．使觀察到的圖樣呈現(xiàn)在視野中央
(2)若該同學(xué)分別用間距d1＝0.20 mm和d2＝0.25 mm 的雙縫來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為在測(cè)量頭內(nèi)觀察到單色光的干涉條紋是________和________(填選項(xiàng))，其中對(duì)應(yīng)雙縫間距d1的是________(填選項(xiàng))。
A　　　　　　　B　　　　　C
D　　　　　　　E　　　　　　F
(3)某同學(xué)使用間距為0.20 mm的雙縫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)雙縫與屏之間的距離至100.00 cm，當(dāng)十字叉絲與第k個(gè)亮條紋中心重合時(shí)，測(cè)量頭刻度如圖甲所示(已加箭頭標(biāo)注)，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為_(kāi)_______，當(dāng)十字叉絲與第個(gè)亮條紋中心重合時(shí)，測(cè)量頭刻度如圖乙所示(已加箭頭標(biāo)注)，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為_(kāi)_______，單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
13．(12分)用某一單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間距離為0.25 mm，在距離雙縫為1.2 m處的光屏上，測(cè)得5條亮紋間的距離為 7.5 mm。
(1)求這種單色光的波長(zhǎng)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；
(2)若用這種單色光照射到增透膜上，已知增透膜對(duì)這種光的折射率為1.3，則增透膜的厚度最小應(yīng)取多少？
14．(12分)如圖所示，ABCD是某種透明材料的截面，AB面為平面，CD面是半徑為R的圓弧面，O1O2為對(duì)稱(chēng)軸，一束單色光從O1點(diǎn)斜射到AB面上，折射后照射到圓弧面上的E點(diǎn)，剛好發(fā)生全反射，∠O1O2E＝30°，DO2⊥CO2，透明材料對(duì)單色光的折射率為，光在真空中傳播速度為c，求：
(1)單色光在AB面上入射角α的正弦值；
(2)光在透明材料中傳播的時(shí)間(不考慮光在BC面上的反射)。(結(jié)果可以用根號(hào)表示)
15．(12分)如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1、S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P到S1、S2的距離之差為 2.1 μm, 現(xiàn)分別用A、B兩束單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
(1)若A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4×10-7 m，則P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？
(2)若B光在某介質(zhì)中的波長(zhǎng)為3.15×10-7 m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37°，則P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(sin 37°＝0.6)
1 / 1章末綜合測(cè)評(píng)(四)
1．B　[“一葉障目”說(shuō)明光沿直線傳播，故A錯(cuò)誤；“鏡花水月”說(shuō)明平面鏡成的像是虛像，故B正確；“海市蜃樓”說(shuō)明光能發(fā)生折射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；在波的傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)不沿波速方向隨波遷移，故D錯(cuò)誤。]
2．A　[題圖甲圖樣為明暗相間的圓環(huán)，而題圖乙圖樣在陰影的中心有一個(gè)亮斑——泊松亮斑，故甲為光線通過(guò)圓孔后形成的衍射圖樣，乙為光線射到不透光的圓板上形成的衍射圖樣，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]
3．C　[光在內(nèi)芯與外套界面發(fā)生全反射，由全反射的條件可知，內(nèi)芯應(yīng)為光密介質(zhì)，所以內(nèi)芯的折射率應(yīng)大于外套的折射率，A錯(cuò)誤；內(nèi)芯折射率大于空氣的折射率，根據(jù)v＝可知光在光纖內(nèi)部的光速小于在空氣中的速度，根據(jù)v＝λf可知，頻率不變，光在光纖內(nèi)的波長(zhǎng)小于光在空氣中的波長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；根據(jù)v＝可知，由于紅光相對(duì)紫光的折射率較小，所以紅光在光纖內(nèi)的傳播速度比紫光大，C正確；紅光的頻率小于紫光，介質(zhì)相對(duì)于紅光的折射率較小，紅光在介質(zhì)中的偏折程度較小，由幾何關(guān)系可知紅光在光纖內(nèi)的傳播路程比紫光長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。]
4．A　[當(dāng)三角形孔較大時(shí)，光幾乎沿直線傳播，屏上出現(xiàn)一個(gè)三角形光斑，隨著三角形緩慢地收縮，光斑逐漸變??；當(dāng)三角形孔小到一定程度時(shí)，發(fā)生小孔成像現(xiàn)象，屏上會(huì)出現(xiàn)倒立的燭焰；繼續(xù)使三角形孔緩慢收縮，當(dāng)三角形孔的大小與光波波長(zhǎng)相差不多時(shí)，可以觀察到小孔衍射圖樣；當(dāng)孔閉合時(shí)，屏上就會(huì)一片黑暗。]
5．C　[由題分析知，b光在Ⅰ區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，a光在Ⅱ區(qū)域邊緣發(fā)生了全反射，則可知a光的臨界角比b光的臨界角大，所以b光比a光更容易發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；若a光源勻速向下運(yùn)動(dòng)，則在同一區(qū)域同一點(diǎn)，a光入射角減小，則Ⅱ區(qū)域?qū)⒁欢ㄓ衋光射出，故B錯(cuò)誤；若b光源勻速向下運(yùn)動(dòng)，則在同一區(qū)域同一點(diǎn)，b光入射角減小，當(dāng)入射角小于臨界角時(shí)，則Ⅱ區(qū)域?qū)⒖赡苡衎光射出，故C正確；由于a光的臨界角比b光的臨界角大，根據(jù)sin C＝可知，水對(duì)a光的折射率比b光的折射率小，則a光的頻率比b光的頻率小，由c＝λf知，a光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，則兩單色光通過(guò)相同單縫形成的衍射圖像中，a光的條紋比b光條紋寬，故D錯(cuò)誤。]
6．B　[反射的特點(diǎn)是入射光線和反射光線分居法線兩側(cè)，折射的特點(diǎn)是入射光線和折射光線分居介質(zhì)平面兩側(cè)，所以O(shè)A是入射光，OB是反射光，OC是折射光，因?yàn)镺C是單色光，所以有一種光在玻璃磚界面發(fā)生了全反射，根據(jù)全反射的特點(diǎn)sin C＝，由于藍(lán)光的折射率大，則藍(lán)光對(duì)應(yīng)的臨界角小，則藍(lán)光比紅光更容易發(fā)生全反射，所以O(shè)C為紅光，故A錯(cuò)誤；保持入射光不變，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，入射角變大，逐漸接近紅光的臨界角，所以O(shè)C會(huì)逐漸消失，故B正確；保持入射光不變，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，入射角變小，越來(lái)越小于紅光的臨界角，所以O(shè)C不會(huì)消失，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光路的可逆性，若將復(fù)色光沿CO射向玻璃磚，一定會(huì)出現(xiàn)折射光，故D錯(cuò)誤。]
7．D　[根據(jù)Δx＝λ可知，只增大擋板上兩個(gè)狹縫的距離，即d變大，相鄰兩亮條紋間距將減小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，狹縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，若只在狹縫寬度不同的情況下，題圖乙中上圖對(duì)應(yīng)狹縫較窄，故B錯(cuò)誤；題圖丙所示的干涉圖樣表明被檢測(cè)平面在此處是凸起的，故C錯(cuò)誤；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，因此光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。]
8．BD　[該現(xiàn)象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來(lái)折斷了是光的折射造成的，與該問(wèn)題的物理原理不相符；陽(yáng)光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是由于光在薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問(wèn)題的物理原理相符；駛近站臺(tái)的火車(chē)汽笛音調(diào)變高是多普勒效應(yīng)造成的，與該問(wèn)題的物理原理不相符；振動(dòng)音叉的周?chē)曇艉龈吆龅?，是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問(wèn)題的物理原理相符。故選BD。]
9．BC　[由題圖可知，b光在NO面上發(fā)生了全反射，而a光在MO面上沒(méi)有發(fā)生全反射，而入射角相同，說(shuō)明b光的臨界角小于a光的臨界角，由sin C＝分析得知，玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，由v＝得知，在玻璃棱鏡中a光的傳播速度比b光的大，A錯(cuò)誤；若保持b光入射點(diǎn)位置不變，將光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其入射角減小，當(dāng)入射角小于臨界角時(shí)，NO面有光線射出，B正確；由于玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率，則a光的頻率比b光的低，a光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)，而雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋間距與波長(zhǎng)成正比，所以a光的條紋間距大，C正確；波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故a光衍射現(xiàn)象更明顯，D錯(cuò)誤。]
10．BC　[光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不會(huì)發(fā)生改變，所以出射光線的頻率不變，故A錯(cuò)誤；激光束從C點(diǎn)進(jìn)入玻璃球時(shí)，無(wú)論怎樣改變?nèi)肷浣牵凵浣嵌夹∮谂R界角，根據(jù)幾何知識(shí)可知光線在玻璃球內(nèi)表面的入射角不可能大于臨界角，所以不可能發(fā)生全反射，故B正確；此激光束在玻璃中的波速為v＝，CD間的距離為s＝2R sin 60°＝R，則激光束在玻璃球中從C到D傳播的時(shí)間為t＝，故C正確；由幾何知識(shí)得到激光束在C點(diǎn)的折射角r＝30°，由n＝可得入射角α＝60°，故D錯(cuò)誤。]
11．解析：(1)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，要用圖釘固定白紙，使用插針?lè)?，所以要用到大頭針，利用光的折射原理，找出入射光線和出射光線，再用刻度尺在白紙上畫(huà)出光路圖，故B、C、D正確。
(2)入射角適當(dāng)大些，折射角也會(huì)大些，測(cè)量的相對(duì)誤差會(huì)減小，故A正確；用插針?lè)y(cè)定折射率時(shí)，玻璃磚上下表面不一定要平行，故B錯(cuò)誤；為了防止弄臟玻璃磚，不能用鉛筆貼著玻璃磚的光學(xué)面畫(huà)出界面，故C錯(cuò)誤；改變?nèi)肷浣堑拇笮。嘧鰩状螌?shí)驗(yàn)，記錄幾次測(cè)量的不同入射角、折射角并求出對(duì)應(yīng)的折射率，再求出多組折射率的平均值以減小誤差，故D錯(cuò)誤。
(3)如圖所示，實(shí)線表示將玻璃磚向下平移后的光路圖，而虛線是作圖時(shí)所采用的光路圖，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒(méi)有變化，則由折射定律可知，該同學(xué)測(cè)得的折射率將不變。
答案：(1)BCD　(2)A　(3)不變
12．解析：(1)調(diào)節(jié)儀器的A部件是為了保證單縫與雙縫相互平行，故選B。
(2)因?yàn)閱紊獾母缮鏃l紋與單縫和雙縫都平行，則應(yīng)沿豎直方向，分劃板中心刻線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)干涉條紋的中心，故選E、F。根據(jù)Δx＝λ可知d越小，條紋間距越大，所以對(duì)應(yīng)d1的是E。
(3)題圖甲對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為2 mm＋38×0.02 mm＝2.76 mm
題圖乙對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為11 mm＋8×0.02 mm＝11.16 mm
則條紋間距為Δx＝ mm＝2.80 mm，根據(jù)Δx＝λ，可計(jì)算出λ＝5.60×10-7 m。
答案：(1)B　(2)E　F　E　(3)2.76 mm　11.16 mm　5.60×10-7
13．解析：(1)根據(jù)公式Δx＝λ
得λ＝Δx
由題意知Δx＝ m＝1.875×10-3 m
又l＝1.2 m，d＝0.25×10-3 m
所以λ＝Δx＝ m≈3.9×10-7 m。
(2)根據(jù)公式n＝，c＝λf，v＝λ′f得n＝
所以λ′＝ m＝3.0×10-7 m
故增透膜的最小厚度d′＝λ′＝7.5×10-8 m。
答案：(1)3.9×10-7 m　(2)7.5×10-8 m
14．解析：
(1)光在圓弧面上剛好發(fā)生全反射，因此有 sin C′＝，故C′＝60°，由幾何關(guān)系可知r＋30°＝C′，因此r＝30°，由折射定律有n＝，可得sin α＝。
(2)由幾何關(guān)系可知O1E＝O2E＝R，光在E點(diǎn)的反射光線EF平行于AB，則EF＝R sin 45°－R sin 30°＝，光在透明材料中傳播的速度v＝c，因此光在透明材料中傳播的時(shí)間t＝。
答案：(1)　(2)
15．解析：(1)由于光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中頻率不變，故λA＝nλ1＝6×10-7 m，根據(jù)PS2－PS1＝kλA，得k＝3.5，故P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。
(2)對(duì)B光由臨界角為37°可知，n1＝，故λB＝n1λ2＝5.25×10-7 m，根據(jù)PS2－PS1＝k1λB，得k1＝4，故P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋。
答案：(1)暗條紋　(2)亮條紋
1 / 1

展開(kāi)更多......

收起↑