6/6階段質(zhì)量檢測(四)光(滿分:100分網(wǎng)閱作業(yè),選擇題請在答題區(qū)內(nèi)作答)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.在光的傳播方向上分別放置單縫、雙縫、小圓孔和小圓板后,分別得到如下四幅圖樣,哪一個是由單縫衍射實驗得到的圖樣()2.全息照相技術(shù)的基本原理如圖所示。這一技術(shù)是利用了光的()A.偏振現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象C.折射現(xiàn)象 D.干涉現(xiàn)象3.如圖所示,直角三角形為某種透明介質(zhì)的橫截面,∠B=30°,P為BD邊上的一點。若某單色光從P點垂直BD射入介質(zhì),在AB邊恰好發(fā)生全反射,則介質(zhì)對該光的折射率為()A.3 B.2C.2 D.14.下列說法正確的是()A.激光是自然界某種物質(zhì)直接反光產(chǎn)生的B.照相機鏡頭的增透膜應用了光的衍射原理C.在雙縫干涉實驗中,若用白光作為光源照射雙縫,當把雙縫中的一條縫用不透光的板擋住時,屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色條紋D.觀看立體電影需要用到特殊的眼鏡是利用了光的偏振現(xiàn)象,說明光是一種縱波5.如圖所示是雙縫干涉實驗的裝置,黃光通過單縫S后,投射到具有雙縫的擋板上,雙縫S1和S2與單縫的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上O點到雙縫S1和S2的距離相等,P點是距離O點最近的第一條亮條紋。如果將入射的單色光換成紅光或藍光,屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是()A.若入射單色光為藍光,則O點是藍光的亮條紋B.若入射單色光為紅光,則O點不是紅光的亮條紋C.若入射單色光為紅光,則第一條亮條紋在P點的下方D.若入射單色光為藍光,則第一條亮條紋在P點的上方6.某同學設(shè)計了一種測量液體折射率的方案。容器過中心軸線的剖面圖如圖所示,其寬度為16cm,讓單色光在此剖面內(nèi)從空氣入射到液體表面的中心。調(diào)整入射角,當反射光與折射光垂直時,測出豎直器壁上的反射光點與液體表面的距離h,就能得到液體的折射率n。忽略器壁厚度,由該方案可知()A.若h=4cm,則n=3B.若h=6cm,則n=4C.若n=54,則hD.若n=32,則h7.如圖所示,ABC為等腰棱鏡,OO'是棱鏡的對稱軸,a、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡,兩束光在AB面上的入射點到D點的距離相等,兩束光折射后相交于圖中的P點,下列判斷正確的是()A.在同一介質(zhì)中,a光光速大于b光光速B.若從同一介質(zhì)射入真空,a光發(fā)生全反射時的臨界角比b光發(fā)生全反射時的臨界角大C.用同一雙縫干涉實驗裝置觀察,a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距D.在真空中,a光波長大于b光波長二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。每小題有多個選項符合題目要求,全部選對得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面,一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O,當θ=30°時,反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()A.該材料對紅光的折射率為3B.若θ=45°,光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠?光線b為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎?光線b和c仍然垂直9.如圖所示是研究光的雙縫干涉示意圖,擋板上有兩條狹縫S1、S2,經(jīng)過S1、S2的兩束光到達屏上時會產(chǎn)生干涉條紋。已知屏上的O點到兩狹縫S1和S2的距離相等。如果入射光的波長為λ,把O處的亮條紋記作0號條紋,由O向上數(shù),則P1處是與0號亮條紋相鄰的1號亮條紋。以下說法正確的是()A.波長由λ改成2λ,得到的干涉條紋間距變寬B.波長由λ改成2λ,得到的干涉條紋間距變窄C.當入射光的波長λ'=2λ時,P1處為亮條紋D.當入射光的波長λ'=2λ時,P1處為暗條紋10.等腰三角形abc為一棱鏡的橫截面,ab=ac;一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡,在bc邊反射后從ac邊射出,出射光分成了不同顏色的兩束光,甲光的出射點在乙光的下方,如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是()A.甲光的波長比乙光的長B.甲光的頻率比乙光的高C.在棱鏡中的傳播速度,甲光比乙光的大D.該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)某學習小組通過實驗測定一截面為半圓形的玻璃磚的折射率n,可用的實驗器材有玻璃磚、白紙、激光筆、刻度尺、游標卡尺、光屏、圓規(guī)、鉛筆等。部分步驟如下:①用游標卡尺測量玻璃磚的直徑d;②在平鋪的白紙上利用圓規(guī)畫出玻璃磚的位置和圓心O,過O點畫出法線;將玻璃磚沿畫好的半圓形位置放好,玻璃磚直徑AB與豎直放置的光屏MN垂直并接觸于A點;③用激光筆從玻璃磚一側(cè)照射玻璃磚的圓心O,如圖甲所示,在光屏MN上可以觀察到兩個光斑C、D;從圖示位置逆時針緩慢移動激光筆,使光斑D恰好消失,用鉛筆在白紙上標記此時光斑E的位置,移走玻璃磚和光屏。根據(jù)以上步驟,回答下列問題:(1)用游標卡尺測得玻璃磚直徑d的示數(shù)如圖乙所示,則d=cm;(2分)

(2)為了精準測量玻璃磚的折射率n,還需測量的一個物理量及表示它的字母為;(2分)

(3)根據(jù)以上測量的物理量,寫出計算玻璃磚折射率的表達式n=。(用字母表示)(3分)

12.(9分)在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中(實驗裝置如圖甲),雙縫間距d=0.4mm,雙縫到光屏間的距離l=0.5m,實驗時,接通電源使光源正常發(fā)光,調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。(1)下列說法正確的是。(2分)

A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在光屏中心時,應放上單縫和雙縫B.測量某條干涉亮條紋位置時,應使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊C.將濾光片由紫色換成紅色,干涉條紋間距變寬D.為方便起見,可用測量頭直接測出相鄰兩條亮條紋間的距離Δx,再根據(jù)λ=dlΔx(2)正確操作后,該組同學用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖乙所示,分劃板中心刻線在圖中A位置時游標卡尺的讀數(shù)為27.50mm,在圖中B位置時游標卡尺讀數(shù)如圖丙所示。①分劃板中心刻線在圖乙中A、B位置時,相鄰兩條亮條紋中心間距Δx=mm。(2分)

②該單色光的波長λ=m(保留兩位有效數(shù)字)。(3分)

(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如圖丁所示,則在這種情況下測量干涉條紋中心間距Δx時,真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)測量值。(2分)

13.(10分)如圖所示,在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一個半徑為R的球狀空氣泡,單色平行光從左側(cè)水平射入,其中的一束細光束在A點以入射角30°從介質(zhì)射入氣泡,射出氣泡時光線方向偏轉(zhuǎn)了30°,不考慮多次反射的情況。(1)畫出該光束經(jīng)A點射入后的完整光路圖,要求使用作圖工具并保留必要的作圖痕跡;(5分)(2)求氣泡外介質(zhì)的折射率。(5分)14.(13分)劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖甲所示,將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜。當單色光垂直入射后,從上往下看到的干涉條紋圖樣如圖乙所示,已知單色光在真空中的波長為5×10-7m。求:(1)圖甲所示位置的空氣膜厚度d1=1.75×10-6m,通過計算判斷該位置是明條紋還是暗條紋;(5分)(2)在玻璃表面涂上一層薄膜作為題干中單色光的增透膜,薄膜材料的折射率為1.4,求增透膜的最小厚度d2。(保留兩位有效數(shù)字)(8分)15.(15分)如圖,一束單色光從上表面A點射入長方體玻璃磚,經(jīng)兩次折射后從下表面B點射出,已知A點處入射角θ1=53°,A、B兩點間的豎直距離為4L,A、B兩點間的水平距離為3L,sin53°=cos37°=45,cos53°=sin37°=35,光在真空中的傳播速度為(1)玻璃磚的折射率及該單色光在玻璃磚中的傳播時間;(9分)(2)入射光線的延長線與出射光線之間的距離。(6分)階段質(zhì)量檢測(四)1．選CA選項圖樣是雙縫干涉條紋，故A錯誤；B選項圖樣是圓孔衍射，故B錯誤；C選項圖樣是單縫衍射，故C正確；D選項圖樣是泊松亮斑，故D錯誤。2．選D全息照相技術(shù)的基本原理是被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束，另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產(chǎn)生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來，即利用了光的干涉現(xiàn)象，故選D。3．選C單色光從P點垂直BD射入介質(zhì)，在AB邊恰好發(fā)生全反射，光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，該光在AB邊上發(fā)生全反射的臨界角C＝30°，由sinC＝eq\f(1,n)，解得n＝2，故選C。4．選C激光不是天然存在的光，是人工產(chǎn)生的光，故A錯誤；照相機鏡頭的增透膜應用了光的干涉原理，故B錯誤；白光是多種色光的復合光，由于各種色光的波長不同，形成的衍射條紋寬度不同，故屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色衍射條紋，故C正確；觀看立體電影需要用到特殊的眼鏡是利用了光的偏振現(xiàn)象，說明光是一種橫波，故D錯誤。5．選A因為O點與雙縫間的路程差等于零，因此紅光或藍光在該點都會出現(xiàn)亮條紋，故A正確，B錯誤；紅光的波長大于黃光的，藍光的波長小于黃光的，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可知紅光的干涉條紋間距大于黃光的干涉條紋間距，藍光的干涉條紋間距小于黃光的干涉條紋間距，若單色光為紅光，則第一條亮條紋在P點的上方，若單色光為藍光，則第一條亮條紋在P點的下方，故C、D錯誤。6.選B根據(jù)幾何關(guān)系在光路圖中作出邊角關(guān)系，如圖所示，根據(jù)折射定律及幾何關(guān)系可得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(x,h)＝eq\f(8cm,h)。若h＝4cm，則n＝2，故A錯誤；若h＝6cm，則n＝eq\f(4,3)，故B正確；若n＝eq\f(5,4)，則h＝eq\f(32,5)cm，故C錯誤；若n＝eq\f(3,2)，則h＝eq\f(16,3)cm，故D錯誤。7．選C由題圖知，a光的偏折角大于b光的偏折角，可知該棱鏡對a光的折射率大于對b光的折射率，由v＝eq\f(c,n)知，在同一介質(zhì)中，a光光速小于b光光速，A錯誤；由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光發(fā)生全反射時的臨界角小于b光發(fā)生全反射時的臨界角，B錯誤；由以上分析可知，a光的頻率大于b光的頻率，由c＝λf可知，在真空中，a光波長小于b光波長，由相鄰兩條亮(暗)條紋間距表達式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，C正確，D錯誤。8．選ABC根據(jù)幾何關(guān)系可知，從材料內(nèi)發(fā)生折射時光線的折射角為60°，故折射率為n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，故A正確；設(shè)臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(3))<eq\f(1,\r(2))，故C<45°，若θ＝45°，入射角大于臨界角，會發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當入射光a變?yōu)榘坠?，光線b也為白光，故C正確；對同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，反射光不變，光線b和c不會垂直，故D錯誤。9．選AD如圖所示，其中l(wèi)為光屏到狹縫的距離，d是兩個狹縫間的距離，Δx是相鄰的兩條亮條紋(或暗條紋)間距。由于波長變長，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，可知條紋間距變寬，故A正確，B錯誤。P1處為1號亮條紋，到兩個狹縫的距離差為λ，當入射光的波長λ′＝2λ時，該點到兩狹縫距離差為eq\f(1,2)λ′，因此P1處為暗條紋，故D正確，C錯誤。10．選AC根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖，由圖可知，乙光的折射角小，根據(jù)折射定律可知該棱鏡對乙光的折射率大，故甲光的頻率比乙光的低，故B、D錯誤；根據(jù)λ＝eq\f(c,f)可知，甲光的波長比乙光的長，故A正確；根據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，在該棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，故C正確。11．解析：(1)由題圖乙可知，游標卡尺為20分度的，精度為0.05mm，故d＝77mm＋15×0.05mm＝77.75mm＝7.775cm。(2)由題可知，光斑在E處時，光斑D恰好消失，即光線此時發(fā)生全反射，故為了精準測量玻璃磚的折射率，還需測量OE的長度L。(3)當光線恰好發(fā)生全反射時，有n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,cos∠AOE)＝eq\f(1,\f(OA,OE))＝eq\f(2L,d)。答案：(1)7.775(2)OE的長度L(3)eq\f(2L,d)12．解析：(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在光屏中心時，不需要放單縫和雙縫，故A錯誤；為減小測量誤差，測量某條干涉亮條紋位置時，應使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊，故B正確；根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ，將濾光片由紫色換成紅色，波長變長，則干涉條紋間距變寬，故C正確；為了減小測量誤差，應用測量頭測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距Δx＝eq\f(a,n－1)，再根據(jù)λ＝eq\f(d,l)Δx求出波長，故D錯誤。(2)①由題圖丙可知，游標卡尺讀數(shù)為31mm＋2×0.05mm＝31.10mm，則相鄰兩條亮條紋中心間距Δx＝eq\f(31.10－27.50,7－1)mm＝0.60mm。②由Δx＝eq\f(l,d)λ，可得該單色光的波長為λ＝eq\f(d,l)Δx＝4.8×10－7m。(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，即測得的Δx偏大，即真實值小于測量值。答案：(1)BC(2)①0.60②4.8×10－7(3)小于13.解析：(1)光路圖如圖所示。(2)由幾何知識可得2θ＝30°解得θ＝15°根據(jù)