高二物理单元复习过关试题及答案解析经典珍藏版第十三章 光Word文档格式.docx
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关于该实验现象,下列说法正确的/是
A.反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动
B.反射光线和折射光线转过的角度相同
C.在还未发生全反射过程中,反射光越来越强
D.最终反射光完全消失
2、(2020河北馆陶县一中高二月考)如图所示,一束双色光从空气射入水面,进入水中分成a、b两束,它们与水面的夹角分别是α、β,则α、β两色光在水中传播速度之比
为()
A.
B.
C.
D.
3、(2019东城一模)如图,两束单色光A、B分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖,出射时合成一束复色光P,下列说法正确的是
A.A光的频率小于B光的频率
B.在玻璃砖中A光的传播速度小于B光的传播速度
C.玻璃砖对A光的折射率大于对B光的折射率
D.两种单色光由玻璃射向空气时,A光的临界角较小
4、(2019浙江省高二期末)关于激光的应用,下列说法正确的是
A.全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理
B.利用激光是相干光,可以用在雷达上进行精确的测距
C.由于激光平行度好,它能像无线电波那样被调制,用来传递信息
D.利用激光亮度高,可以用在医学上做光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜
5、(2020保定三中月考)如图所示是双缝干涉实验装置,使用波长为600nm的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长),现换用波长为400nm的紫光源照射单缝,则( )
A.P和P1仍为亮点B.P为亮点,P1为暗点
C.P为暗点,P1为亮点D.P、P1均为暗点
6、(2020北京师范大学附中高二月考)光导纤维由很细的内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯和外套的界面发生全反射,如图所示.为了研究简单,现设外套为空气,内芯的折射率为n,一束光线由空气射入内芯,在内芯与空气的界面恰好发生全反射.若光速为c,则光线通过边长为L的光导纤维所用的时间为( )
A.
B.
C.
D.
7、(2020天津南开中学高二期中)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹.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,a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是( )
A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光
C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光
8、(2019房山一模)在煤矿的井下生产中,巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。
因此,及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是及其重要的。
如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。
S为光源,发出的光经透镜L1后变成平行光进入T1、T2两个气室。
若两气室内均为纯净空气,两列光经过的路程相等,因此在O点出现中心明条纹,若在T1气室中混合甲烷气体,同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率,由于折射率不同,光的传播速度会发生变化,引起中心明条纹发生移动。
干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关,测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。
针对以上信息下面判断中错误的是()
A.由于T1气室中混合甲烷气体,光进入气室后光的频率会发生变化
B.同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短
C.T1气室中混合甲烷气体浓度越高,中心明条纹移动的位移越大
D.T1气室中混合甲烷气体浓度越高,光的传播速率越小
9、(多选)(2020山西省高三一模)关于光的干涉和衍射现象,下列各种说法中正确的是(
A.光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果
B.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,是由于各种色光传播速度不同
C.干涉和衍射的条纹都是明暗相间的,所以不能通过条纹来判断是干涉现象还是衍射现象
D.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是光的衍射现象
10、(多选)(2020河北石家庄二中高二月考)如图所示,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( )
A.此时A、B的透振方向垂直
B.只有将B绕OO′轴顺时针旋转90º
,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90º
,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
D.将A沿顺时针旋转180º
,屏上透射光的强度最大
11、(多选)(2020河南南阳中学高二期中)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度.如图(a)所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图(b)所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处,下列判断中正确的是( )
A.N的上表面A处向上凸起
B.N的上表面B处向上凸起
C.条纹的cd点对应处的薄膜厚度相同
D.若减少薄片的厚度,则干涉条纹间距会增大
12、(多选)(2020北京101中学月考)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。
屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹。
如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(AC)
A.O点处是红光的亮条纹
B.O点处不是蓝光的亮条纹
C.红光的第一条亮条纹在P点的上方
D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
第II卷(非选择题)共52分
二、实验题(满分18分,每题9分)
13、(9分)(2020衡水二中月考)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图所示),实验的主要步骤如下:
A.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段AO表示入射光线;
B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa′与Ox轴重合,且圆心恰好位于O点;
C.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2;
D.在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住P1和P2的像;
E.移开玻璃砖,作OP3连线,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3连线的交点为C.测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1,C点到x、y轴的距离分别为l2、d2.
(1)根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离,可知此玻璃折射率测量值的表达式为:
n=______.
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2像,其原因可能是:
______.
(3)该同学用平行玻璃砖做实验如图所示.
A.他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图所示.则他测出的折射率将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
B.他在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图所示,则他测得的折射率______(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
14、(9分)(2020河北邯郸一中期中)现有毛玻璃屏A、双缝B,白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______、______、______、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用刻度尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意______和______。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm,求得相邻亮纹的间距△x为______mm。
(4)已知双缝间距d为20×
10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=______。
求得所测红光波长为______mm。
三、解答题(满分34分,其中15题10分,16题12分,17题12分,每小题需写出必要的解题步骤,只有答案不得分)
15、(10分)(2020郑州外国语学校月考)一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光,每道闪光称为一个光脉冲,若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×
10-11s,波长为694.3nm,发射功率为1.0×
1010W.
(1)每列光脉冲的长度是多少?
(2)用红宝石激光照射皮肤色斑,每1cm2吸收能量达到60J以后,色斑便逐渐消失,一颗色斑的面积为50mm2,则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失?
16、(12分)(2020大庆实验中学月考)如图,一束单色光射入一半径为0.1m玻璃球体,入射角为60°
,已知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.求:
(1)此玻璃的折射率;
(2)光在玻璃球内的传播时间.
17、(12分)(2020苏州市相城区陆慕高级中学高二月考)在用红光做双缝干涉实验时,已知双缝间的距离为0.5mm,测得双缝到光屏的距离为1.0m,在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm。
则:
(1)此红光的频率为多少?
它在真空中的波长为多少?
(2)假如把整个装置放入折射率为
的水中,这时屏上相邻明条纹的间距为多少?
第十二章机械波单元测试卷
A.反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动
C.在还未发生全反射过程中,反射光越来越强
【答案】C
【解析】当入射光线进入玻璃与空气的界面后,会发生反射与折射,若逐渐增大入射角,则反射角也增大,故反射光线沿逆时针方向转动,折射角也增大,故折射光线沿顺时针方向转动,选项A错误;
反射角等于入射角,但是折射角与入射角是它们的正弦值成比,所以反射光线和折射光线转过的角度不相同,选项B错误;
在还未发生全反射过程中,反射光会越来越强,选项C正确;
最终是折射光线完全消失,不是反射光线,选项D错误。
【解析】设入射角为θ,根据光的折射定律可知,na=
,同理得nb=
,所以
=
,故选项C正确,ABD错误。
A.A光的频率小于B光的频率
【答案】A
【解析】根据光路的可逆性,可以反过来看成光由PO射向玻璃,则通过玻璃分出二种光线,一是沿OA的方向,一是沿OB的方向,由图可知,OB偏折的程度较大,故B光的折射率n较大,选项C错误;
所以它就类比于紫光,频率较大,所以选项A正确;
根据n=
可知,B光的折射率大,故B光在玻璃中的传播速度较小,选项B错误;
两种光由玻璃射向空气时,临界角sinC=
,故B光的临界角较小,选项D错误。
【答案】D
【解析】全息照片拍摄是利用了激光的频率单一性好,能够产生明显的干涉原理,而不是全反射原理,选项A错误;
利用激光是平行度好,可以用在雷达上进行精确的测距,而不是相干性,故选项B错误;
由于激光相干性好,它能像无线电波那样频率被调制,用来传递信息,而不是平行度好,选项C错误;
利用激光亮度高,可以用在医学上做光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜,选项D正确。
【答案】B
【解析】从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光,由题意知屏中央P点到S1、S2距离相等,即分别由S1、S2射出的光到P点的路程差为零,因此是亮条纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多大,P点都是中央亮条纹中心.而分别由S1、S2射出的光到P1点的路程差刚好是橙光的一个波长,即|P1S1-P1S2|=600nm=λ橙,则两列光波到达P1点振动情况完全一致,振动得到加强,因此出现亮条纹.当换用波长为400nm的紫光时,|P1S1-P1S2|=600nm=
λ紫,则两列光波到达P1点时振动情况完全相反,即分别由S1、S2射出的光到达P1点时相互削弱,因此,在P1点出现暗条纹.综上所述,选项B正确.
【解析】由于光恰好发生全反射,设入射角为C,则sinC=
,根据几何关系,光线在纤维中前进时通过的路程s=
=nL,又因为光的内芯传播的速度为v=
,所以光线通过边长为L的光导纤维所用的时间为t=
,选项C正确。
【解析】由可见光的性质知,同种物质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光的折射率依次增大,由题图知a→d水对其折射率依次减小,故A、C、D错,B对.
【解析】由于光从一种介质进入另一种介质时,光的频率是不变的,故光进入混合甲烷气体气体的气室后光的频率不会发生变化,选项A错误,符合题意;
由于甲烷气体有一定的折射率,比空气的折射率大,所以光在甲烷中的传播速度偏小,由于频率不变,故波长变短,选项B正确;
T1气室中混合甲烷气体浓度越高,折射率越大,则光程差越大,所以中心明条纹移动的位移越大,选项C正确;
T1气室中混合甲烷气体浓度越高,光的传播速率越小,选项D也是正确的。
【答案】AD
【解析】干涉条纹刘两列频率相同、相位和振动情况相同的光叠加而成的,衍射条纹是从单缝通过的两列波或多列频率相同的光波叠加而成的,故它们都是光波叠加的结果,选项A正确;
白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,是由于各种色光的波长不同形成的,红色的波长最大,形成的条纹最宽,依次是橙、黄、绿、蓝、靛和紫,它们的条纹间距依次变窄,所以出现了彩色条纹,选项B错误;
干涉和衍射的条纹都是明暗相间的,但干涉的条纹间距相等,衍射的条纹间距不相等,所以能通过条纹来判断是干涉现象还是衍射现象,选项C错误;
通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是光的衍射现象,选项D正确。
【解析】光的横波,振动方向与传播方向垂直,要使屏上投射光强最大,AB的偏振方向一定要平行,故选项A错误;
只要A或B中任意一个旋转90º
,AB的透振方向就会垂直,屏上投影光的强度均会达到最弱,几乎为零,故选项B错误,C正确;
将A沿顺时针旋转180º
,两偏振片的偏振方向仍平行,故屏上透射光的强度仍会最大,选项D正确。
【答案】BCD
【解析】薄膜是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相同,条纹的cd点在直条纹处,所以cd点对应的薄膜厚度相同,从弯曲的条纹可知,A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,可知A处凹陷,B处检查平台右边的空气厚度与后面的空气膜厚度相同,可知B处凸起,故选项A错误,B正确;
由图可知,条纹间距相等,则条纹的cd点对应处的薄膜厚度相同,故选项C正确;
当减少薄片的厚度,即减小空气薄层的宽度,导致同级的光程差的间距变大,则干涉条纹间距会增大,故D正确。
【答案】AC
【解析】因为O点与双缝间的路程差等于0,知该点出现明条纹.故A正确,B错误;
根据双缝干涉条纹的间距公式△x=
知,因为红光的波长大于绿光,紫光的波长小于绿光,则红光的条纹间距大于绿光,紫光的条纹的间距小于绿光,所用红光的第一条亮纹在P点的上方,紫光的第一条亮纹在P点的下方.故C正确,D错误.
A.他在纸上正确画出
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