高中物理选修34章末检测10光Word格式文档下载.docx
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D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
[答案] D
3.(2017·
宿迁高二检测)单色光通过双缝产生干涉现象,同种单色光通过单缝产生衍射现象,在光屏上都得到明暗相间的条纹,比较这两种条纹( )
A.干涉、衍射条纹间距都是均匀的
B.干涉、衍射条纹间距都是不均匀的
C.干涉条纹间距不均匀,衍射条纹间距均匀
D.干涉条纹间距均匀,衍射条纹间距不均匀
[解析] 干涉条纹间距均匀,而衍射条纹间距不均匀,中央亮条纹最宽,D正确.
4.(多选)(2018·
厦门一中高二下学期期中)2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟,以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”作出了突破性成就,高锟被誉为“光纤之父”.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,下列说法正确的是( )
A.光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理
B.光纤通信利用光作为载体来传递信号
C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理
D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝
[答案] BD
[解析] 光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝,当光射入时满足光的全反射条件,从而发生全反射.最终实现传递信息的目的.
5.(多选)(2017·
温州高二检测)如图1所示,A、B为两偏振片,一束自然光沿OO′方向射向A,此时在光屏C上,透射光的强度最大,则下列说法中正确的是( )
图1
A.此时A、B的透振方向平行
B.只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°
,屏上透射光的强度才最弱,几乎为零
C.将A或B绕OO′轴旋转90°
,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
D.将A沿顺时针旋转180°
[答案] AC
[解析] 当A、B两偏振片的透振方向平行时,光屏上光的强度最强;
当二者透振方向垂直时,光屏上光的强度最弱,几乎为零,由此可知A、C选项正确.
6.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,要使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,最小厚度为d,那么绿光在真空中的波长λ0为( )
A.B.C.4dD.4nd
[解析] 设绿光在膜中的波长为λ,则由d=λ,得λ=4d,由n==,得绿光在真空中的波长为λ0=nλ=4nd.
7.用a、b、c、d表示四种不同颜色的单色点光源,若:
①将a、b、c放在水中相同深度处,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大 ②分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验,b光的亮条纹间距最大 ③a、c和d发出的光在同种玻璃中传播,d光的传播速度最大;
则推断同种介质对a、b、c、d发出的光的折射率正确的是( )
A.nb<nd<nc<naB.nb<na<nd<nc
C.na=nb=nc=ndD.nb=na<nd=nc
[答案] A
[解析] 将a、b、c放在水中相同深度处,在水面上方同等条件下观测发现b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大,说明na、nb、nc相比nb最小,nc<na;
分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验,b光的亮条纹间距最大,说明在b、c、d三种光中,b光的波长最长,频率最小,故nb、nc、nd相比,nb最小;
a、c和d发出的光在同种玻璃中传播,d光的传播速度最大,说明na、nc、nd相比,nd最小;
综上可知,nb<nd<nc<na,故选项A正确.
8.如图2所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )
图2
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B.小球所发的光能从水面任何区域射出
C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
[解析] 把发光小球放入口径较大、充满水的浅玻璃缸底的任何位置都会发生折射和全反射,逆着折射光线看能看到小球,在发生全反射的区域没有光射出,选项A、B均错误.光从水中进入空气不改变的是频率,改变的是波速和波长,由v=和λ=可知,波速、波长都变大,选项D正确,C错误.
9.(2018·
唐山一中高二第二学期期中)如图3所示,一个棱镜的顶角为θ=41.30°
,一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入,在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带,各色光在棱镜中的折射率和临界角见下表.当入射角逐渐减小到0°
的过程中,彩色光带的变化情况是( )
图3
色光
红
橙
黄
绿
蓝
紫
折射率
1.513
1.514
1.517
1.519
1.528
1.532
临界角/(°
)
41.370
41.340
41.230
41.170
40.880
40.750
A.紫光最先消失,最后只剩红光、橙光、黄光
B.紫光最先消失,最后只剩红光、橙光
C.红光最先消失,最后只剩紫光
D.红光最先消失,最后只剩紫光、蓝光
10.(多选)(2018·
葫芦岛一中高二下学期期中)如图4所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是( )
图4
A.A光的频率比B光的频率高
B.在该玻璃体中,A光的速度比B光的速度小
C.在该玻璃体中,A光的临界角大于B光的临界角
D.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
[答案] CD
11.如图5所示,MN是位于竖直平面内的光屏,放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行.由光源S发出的一束白光沿半圆半径射入玻璃砖,通过圆心O再射到屏上.在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖,在光屏上出现了彩色光带.当玻璃砖转动角度大于某一值时,屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失.有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是( )
图5
A.左紫右红,紫光B.左红右紫,紫光
C.左紫右红,红光D.左红右紫,红光
12.(多选)如图6所示,一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列有关这三束光的判断正确的是( ).
图6
A.光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B.在玻璃中的传播速度,光束Ⅱ比光束Ⅲ小
C.增大α角且α<
90°
,光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D.改变α角且α<
,光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行
E.减小α角且α>
0°
,光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射
[答案] ABD
[解析] 由图可知光束Ⅰ是反射光线,所以仍是复色光,而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离,因为厚玻璃平面镜的上、下表面是平行的,根据光的可逆行,知两光束仍然平行射出,且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光,故A正确;
由于光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,所以光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率,根据n=可知在玻璃中的传播速度,光束Ⅱ比光束Ⅲ小,故B正确;
当增大α角且α<
,即入射角减小,则光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束Ⅰ,故C错误;
因为厚玻璃平面镜的上、下表面是平行的,根据光的反射时入射角与反射角相等,和光的可逆性,可知改变α角且α<
,光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行,故D正确;
减小α角且α>
,根据折射定律,光线的折射角增大,根据光的可逆性,知光束Ⅲ不可能在上表面发生全反射,故E错误.
二、非选择题(本题共6小题,共52分)
13.(5分)(2018·
全国卷Ⅰ)如图7所示,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°
.一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°
,则玻璃对红光的折射率为________.若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角________(填“小于”“等于”或“大于”)60°
.
图7
[答案] (2分) 大于(3分)
[解析] 根据光路的可逆性,在AC面,入射角为60°
时,折射角为30°
根据光的折射定律有n===.
玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,
沿同一路径入射时,r角仍为30°
不变,对应的i角变大,
因此折射角大于60°
14.(6分)如图8所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,需要从标尺上读出某条亮条纹的位置.图中所示的读数是________mm.
图8
若双缝相距为d,双缝到屏间的距离为l,相邻两个亮条纹中心的距离为Δx,则光的波长表示为λ=________(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为:
d=0.20mm,l=700mm,测量Δx的情况如图9所示.由此可计算出该光的波长为:
λ=________m.
图9
[答案] 5.24(2分) Δx(2分) 5.6×
10-7(2分)
[解析] 从题图可以看出,主尺示数为5mm,游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐,即游标尺示数为:
12×
0.02mm=0.24mm,游标卡尺的示数为:
5mm+0.24mm=5.24mm.由干涉条纹间距的计算公式:
Δx=λ,解得光的波长表达式为:
λ=.由题图可以求出条纹间距为:
Δx=mm=1.96mm,代入数据解得光的波长为:
λ=5.6×
10-7m.
15.(8分)(2018·
河南省实验中学高二下学期期中)在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为取得较好的实验效果,下列操作正确的是________.
A.必须选用上、下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应垂直地插在纸面上
D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
(2)某同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,用圆规以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO′延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图10所示,若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可求出玻璃的折射率n=________.
图10
(3)有甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图11中①、②所示,其中甲同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图.则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是________和________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
图11
[答案]
(1)CD(2分)
(2)1.5(2分) (3)偏小(2分) 不变(2分)
16.(9分)(2018·
永年二中高二下学期期中)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图12所示,O点为圆心,与直径AB垂直的足