高中物理选修3-4光章节检测带答案
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第十三章《光》测试卷一、单选题(共15小题)1.关于光现象,下列说法正确的是()A.自然光是偏振光B.在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C.水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D.在光的双缝干涉实验中,把入射光由绿光改为黄光,条纹间距将变宽2.镜发生色散现象,下列说法正确的是()A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大3.在完全透明的水下某深处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形的透光圆面,若透光圆面的半径匀速增大,则光源正()A.加速上升B.加速下降C.匀速上升D.匀速下降4.下列有关光现象的说法正确的是()A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大B.以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射C.紫光从空气射向水中,只要入射角足够大,就可以发生全反射D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生6.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象,这是利用激光的 ()A.平行度好,可以会聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象7.关于光的偏振现象,下列说法中正确的是()A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用8.光线从折射率为的介质中射向空气,如果入射角为60°,如图所示光路可能的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D9.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的.光导纤维由内、外两种材料制成,内芯材料的折射率为n1,外层材料的折射率为n2,如图的一束光信号与界面夹角为α,由内芯射向外层,要想在此界面发生全反射,必须满足的条件是()A.n1>n2,α大于某一值B.n1<n2,α大于某一值C.n1>n2,α小于某一值D.n1<n2,α小于某一值10.点光源照在一个剃须刀片上,在屏上形成了它的影子,其边缘较为模糊,原因是()A.光的反射B.光强太小C.光的干涉D.光的衍射11.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐),右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图,其中最合理的是()A.B.C.D.12.如图甲所示,在平静的湖面下有一个点光源S,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由a、b两种单色光构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(图乙为俯视图).则以下说法中正确的是()A.水对a光的折射率比b光的大B.a光在水中的传播速度比b光的大C.a光的频率比b光的大D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中,a光的干涉条纹比b光窄13.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的,则()A.这束光在水中传播时的波长为真空中的B.这束光在水中传播时的频率为真空中的C.对于这束光,水的折射率为D.从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中14.如图所示,让自然光照到P偏振片上,当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱()A. 0°B. 30°C. 60°D. 90°15.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°,如图四个光路图中正确的是()A.B.C.D.二、实验题(共3小题)16.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示.(1)以白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点,你认为正确的是______.A.单缝和双缝必须平行放置B.各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上C.双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密D.将滤光片移走则无干涉现象产生(2)当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时,游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时,游标卡尺的示数如图戊所示.已知双缝间距为0.5 mm,从双缝到屏的距离为1 m,则图戊中游标卡尺的示数为________ mm,所测光波的波长为________ m.(保留两位有效数字)(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,如图己所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值________实际值.(填“大于”、“小于”或“等于”)17.如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃得折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应该采取的措施是______________.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是_____________________.若他已正确地测得了的α、β的值,则玻璃的折射率n=_____________________.18.如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B,C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB,CD均垂直于法线并分别交法线于A,D点.(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的有__________,则玻璃砖的折射率可表示为____________.(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).三、计算题(共3小题)19.由折射率n=的透明物质制成的三棱柱,其横截面如图中△ABC所示,一光束SO以45°的入射角从AB边射入,在AC边上恰好发生全反射,最后垂直BC边射出,求:(1)光束经AB面折射后,折射角的大小.(2)△ABC中△A和△B的大小.20.如图所示,是一种折射率n=1.5的棱镜,用于某种光学仪器中,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上,入射角的大小sin i=,求:(1)光在棱镜中传播的速率;(2)画出此束光线射出棱镜后的方向,要求写出简要的分析过程.(不考虑返回到AB和BC面上的光线)21.如图,上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上,在其上方水平放置一光屏.一单色细光束从玻璃砖上表面入射,入射角为i,经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后,在光屏上形成两个光斑.已知玻璃砖的厚度为h,玻璃砖对该单色光的折射率为n,光在真空中的速度为c.求:(1)两个光斑的间距d;(2)两个光斑出现的时间差Δt.四、简答题(共3小题)22.将手电筒射出的光照到平面镜上,发生反射后,再用偏振片观察反射光,发现旋转偏振片时有什么现象?说明什么?23.在真空中,黄光波长为6×10-7m,紫光波长为4×10-7m.现有一束频率为5×1014Hz的单色光,它在n=1.5的玻璃中的波长是多少?它在玻璃中是什么颜色?24.凸透镜的弯曲表现是个球面,球面的半径叫做这个曲面的曲率半径,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方射入(如图所示)。
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4第十三章光测试本试卷共100分,考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是()A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光,但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光2.用黄光照射一不透明的圆板时,在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑,若用红色光、绿色光和紫色光分别照射圆板能够观察到更明显光斑的是( )A.只有红色光B.只有紫色光C.只有红色光和紫色光D.三种色光都能3.如图所示,已知介质Ⅰ为空气,介质Ⅱ的折射率为,则下列说法中正确的是()A.光线A,b都不能发生全反射B.光线A,b都能发生全反射C.光线a发生全反射,光线b不发生全反射D.光线a不发生全反射,光线b发生全反射4.人隔着墙说话,能听见声音而看不见人,下列说法中解释正确的是( )A.光波是电磁波,而声波是纵波B.光波是横波,而声波是机械波C.光速太大D.声波波长大,光波波长小5.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2,已知θ1>θ2。
用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率,v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度,则()A. n1<n2,v1<v2B. n1<n2,v1>v2C. n1>n2,v1<v2D. n1>n2,v1>v26.对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题,几个同学发生了争论,他们的意见如下,其中哪些选项是错误的 ()A.为了提高测量的精确度,P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B.为了提高测理的精确度,入射角应适当大一些C.P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D.如果入射角太大,则反射光过强,折射光过弱,不易观察7.光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是()A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用8.如图所示,由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O,经折射后分别沿Oa和Ob射出玻璃砖.下列说法正确的是()A.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B.在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度C.在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失9.德国的一个研究小组制造出了一种对可见光具有负折射率的奇异材料.普通材料遵循光的折射定律,其折射率始终为正值,而这种奇异材料的折射率却为负值.当光从真空射入这种奇异材料,发生折射现象,你认为下图中哪个是正确的()A. B. C. D.10.如图所示,p、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成的一个长方体.某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面.已知材料的折射率n p<n Q,则下列说法正确的是()A.从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线在同一条直线上B.从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线平行C.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示,P是偏振片(用实线表示透振方向)为竖直方向,下列四种光束中,哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光12.(多选)下列事例哪些应用了光的全反射现象()A.光导纤维通讯B.用三棱镜观察太阳光谱C.某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°D.用白光照肥皂膜看到彩色条纹13.(多选)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光.为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有(已知λ红>λ黄>λ蓝)()A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离14.(多选)以下现象中是由于光的全反射形成的是()A.将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B.夜晚,湖面上映出了岸上的彩灯C.夏天,海面上出现的海市蜃楼D.在炎热的夏天,向远处的柏油马路看去,路面特别明亮光滑,像用水淋过一样三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在“测定玻璃折射率”的实验中(1)操作步骤如下:①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面,过aa′上的O点画出界面的法线NN′,并画一条线段AO作为入射光线.②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐.③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像.调整视线方向,直到P1的像被P2的像挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,记下P3、P4的位置.④移去大头针和玻璃砖,连接P3、P4作为折射光线,测量出入射角θ1与折射角θ2,填入表格中.上述操作步骤中存在严重的缺漏,应做的补充是___________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2,并作出了sinθ1-sinθ2的图象如图所示,则下列说法正确的是________.A.实验时,光线是由空气射入玻璃B.实验时,光线是由玻璃射入空气C.玻璃的折射率为0.67D.玻璃的折射率为1.5四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示,玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成.一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角α=60°.已知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:(1)这束入射光线的入射角的正弦值多大?(2)光在棱镜中的波长是多大?17.为从军事工事内部观察到外面的目标,在工事壁上开一长方形孔.设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=的玻璃砖如图10所示,试问:(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?(2)要想使外界180°范围内景物全被观察到,应嵌入多大折射率的玻璃砖?18.如图所示,模截面为直角三角形的玻璃砖ABC,AC边长为L,∠B=30°.两条同种色光的光线P、Q,从AC边中点射入玻璃砖,其中光线P垂直AC边,光线Q与AC边夹角为45°.发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出,已知真空中的光速为c.求:(1)玻璃砖的折射率.(2)光线P由进入玻璃砖到第一次从BC边射出经过的时间.答案解析1.【答案】D【解析】若用白光作光源照射双缝,由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的,相同的色光发生干涉,在光屏上出现彩色干涉条纹.故A正确.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,相当于白光照射单缝,将出现彩色的衍射条纹,白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色,两边是宽度不等的彩色条纹.故B正确.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,由于黄光和蓝光不能产生干涉,所以屏上有两光,但不是干涉条纹.故C正确,D错误.本题选错误的,故选D.2.【答案】A【解析】在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑,说明黄色光恰好发生明显的衍射.根据发生明显衍射的条件,只有波长大于黄色光波长的色光才能发生更明显的衍射,故A正确,B、C、D均错.3.【答案】A【解析】根据发生全反射的条件,光从光密介质射到光疏介质中时,介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质,所以光线b可能发生全反射,临界角为:sinC==,C=45°注意图中光线b与界面的夹角60°,而此时的入射角为30°<45°,故光线b也不能发生全反射,故正确选项为A.4.【答案】D【解析】由于声波的波长大,远大于一般障碍物的尺寸,能够发生明显的衍射现象,因此墙另一边的人能听到声音,而光波的波长小,远小于一般障碍物的尺寸,不能发生明显的衍射现象,因此只闻其声,不见其人.D正确.5.【答案】B【解析】由临界角定义sinC=可知,临界角小,折射率大,因为θ1>θ2,所以n1<n2,故选C,D是错误的;由n=知,n1v1=n2v2,v1>v2,故选项A错误而B正确。
光学单元测试题班级姓名学号一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,每小题至少有一个选项正确,全部选对得4分,漏选得2分,错选或不答者得0分)1.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2.关于薄膜干涉,下述说法中正确的是A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射,形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.干涉条纹是平行等间距的平行线时,说明膜的厚度处处相等D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的同一侧3..蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是 ( )A.光的色散现象B.光的干涉现象C.光的全反射现象D.蚌壳凹面对光的会聚现象4.沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象,发生沙尘暴时能见度只有几十米,天空变黄发暗。
这是由于发生沙尘暴时( )A.只有波长较长的一部分光才能到达地面B.只有波长较短的一部分光才能到达地面C.只有频率较大的一部分光才能到达地面D.只有能量较大的光子才能到达地面5. 某学习小组把三块两面平行玻璃板放在一起做了如图2所示的空心三棱镜,然后让一束单色光从左侧玻璃板射入,从右侧玻璃板射出,该小组同学有以下几种猜想,其中你认为正确的是()A.出射光线向底边偏折B.出射光线向顶角偏折C.出射光线与入射光线平行D.以上说法都不对6.某同学在学习了光的干涉后进行了如下实验:在学校实验室借了两只小手电筒和一个光屏,然后让这两只手电筒发出的光照射到光屏的同一位置,但他却没有看到光的干涉条纹,于他沮丧地问老师这是为什么,如果你是老师你应该怎样回答他()A.手电筒射出的光不是单色光图2图5B.周围环境的漫反射光太强C.干涉图样太小看不清楚D.两个光源并不是相干光源7.在学习光的色散的时候老师在课堂上做了一个演示实验,让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚),经折射分成两束单色光a、b,已知a光是红光,而b光是蓝光,你认为图3中哪个光路图是正确的(B)8.某同学为了研究光的色散,设计了如下实验:在墙角放置一个盛水的容器,其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M,如图5所示,一细束白光斜射向水面,经水折射向平面镜,被平面镜反射经水面折射后照在墙上,该同学可在墙上看到( )A.上紫下红的彩色光带 B.上红下紫的彩色光带C.外红内紫的环状光带 D.一片自光9、把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)。
《光学》单元测试卷时间:90分钟分值:100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.其中1~9题为单选题,10~12题为多选题)1.对于单缝衍射现象,下列说法正确的是()A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线D.入射光的波长越短,衍射现象越明显2.如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A.a、b是光的干涉图样B.c、d是光的干涉图样C.形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D.c、d中央条纹为暗纹3.如图所示,一细束红蓝复色光垂直于AB边射入直角三棱镜,在AC面上反射和折射分成两束细光束,其中一束细光束为单色光束.若用V1和V2分别表示红、蓝光在三棱镜内的速度,下列判断正确的是()A.V1<V2单色光束为红色B.V1<V2单色光束为蓝色C.V1>V2单色光束为红色D.V1>V2单色光束为蓝色4.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成.夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目.这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的,反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为3,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行,如图所示,那么第一次入射的入射角应是()A.15°B.30°C.45°D.60°5.下列应用激光的事例中错误的是()A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料6.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式:n=A+Bλ2+Cλ4,其中A、B、C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示.则()A.屏上c处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光7.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃的另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离.在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是()A.红光以30°的入射角入射B.红光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射8.如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A.减弱,紫光B.减弱,红光C.增强,紫光D.增强,红光9.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①②先后通过同一单缝衍射装置,光束①的中央亮纹比光束②的窄D.若光束①②先后通过同一双缝干涉装置,光束①的条纹宽度比光束②的宽10.用单色光做双缝干涉实验时,下列说法中正确的是()A.入射光的波长越长,相邻两亮条纹中心的距离越大B.入射光的频率越高,相邻两亮条纹中心的距离越大C.把入射光由绿光变成紫光,相邻两亮条纹中心的距离变小D.把入射光由绿光变成红光,相邻两亮条纹中心的距离变小11.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直.在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是() A.反射光束1消失B.透射光束2消失C.反射光束1和透射光束2都消失D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°,透射光束2消失12.如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r,外圆半径为R,R=2r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出.设透明柱体的折射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则()A.n可能为 3 B.n可能为2 C.t可能为22rc D.t可能为4.8rc第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题,共15分,请将答案写在题中的横线上)13.(6分)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果.(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________.(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________,计算玻璃的折射率的公式是________.14.(9分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题.(1)图1中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是________.(2)将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.元件代号 A B C D E元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为________.(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离L=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样图如2甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为________mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.三、计算题(本题有3小题,共37分,解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)在做双缝干涉实验时,用波长λ1=0.60 μm的光和另一波长未知的光一起照射到两个间距未知的狭缝上,结果发现已知波长的光第4级明条纹和未知波长的光的第5级明条纹重合,则未知的波长是多少?16.(13分)如图所示,ABC是一个透明的薄壁容器,内装液体,当光垂直射向AC面时,光在AB面恰好发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,求液体的折射率及光在该液体中的传播速度为多大.17. (14分)一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.【答案】 D5.【解析】 激光单向性好,不利于室内照明,并且大功率的激光要靠专门的激光器产生,成本太高,且由于激光的能量集中,会对人体产生伤害,因此选项C 所述激光的应用是错误的.【答案】 C6.【解析】 白色光经过三棱镜后产生色散现象,在光屏由上至下(a 、b 、c 、d )依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.屏上a 处为红光,屏上d 处是紫光,D 正确.【答案】 D7.【解析】 因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大,A 、B 项错;设入射角为i ,折射率为n ,平板玻璃厚度为d ,侧移距离为Δx ,则Δx =d sin i ⎝⎛⎭⎪⎫1-cos in 2-sin 2i ,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确.【答案】 D8.【解析】 光在传播时随入射角增大,反射光能量增强,折射光能量减少.根据能量守恒定律可知,当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强,故A 、B 两项均错;在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射,故光屏上最先消失的光是紫光,故C 项正确,D 项错误.【答案】 C9.【解析】 由题图可知,光束①的折射率大于光束②的折射率,即n 1>n 2,而n红<n蓝,A错;由v=cn得,B错;折射率大的光束波长小,在单缝衍射、双缝干涉实验中的条纹宽度要小,C对、D错.【答案】 C10.【解析】由Δx=ldλ知,对于一确定的双缝干涉实验装置,单色光的干涉条纹相邻两亮条纹中心的距离Δx跟波长λ成正比,由c=λf知,光的频率f 越大,λ越小,Δx越小,紫光的波长比绿光小;故相邻两亮条纹中心的距离比绿光的小,红光的波长最大,Δx最大.【答案】AC11.【解析】自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的偏振方向与纸面平行.因此当在入射光线方向上垂直放透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面的方向上无光,反射光束1消失,A正确,B、C均错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.【答案】AD12.【解析】只经过两次全反射可知第一次入射角为45°,反射光路图如图所示.根据全反射可知临界角C≤45°,再根据n=1sin C可知n≥2,A、B均正确;光在透明柱体中运动路程为L=4r,运动时间为t=Lv=4nrc,则t≥42rc,C、D均错误.【答案】AB。
人教版高中物理选修3-4第十三章光单元检测学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.一束激光以入射角i=30°照射液面,其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B,如图所示,如果反射光斑位置向右移动了2cm,说明液面()ABCD2.“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时,应使()A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像D.以上做法均不完备3.下列关于光的偏振现象的说法正确的是()A.自然光通过起偏器后成为偏振光,要获得偏振光只有这样一种途径B.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光C.光的偏振现象说明了光是纵波D.拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响4.关于全反射,下列说法中不正确的是()A.光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射B.光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射C.光从折射率大的介质射向折射率小的介质可能产生全反射D.光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射5.从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是()A.a侧是红色光,b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度6.以下说法正确的是()A.光的偏振现象说明光是一种横波B.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的折射现象C.相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D.光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率7.关于自然光和偏振光,下列观点正确的是()A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光 D.自然光和偏振光都能使感光底片感光8.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n=1.5,所要消除的紫外线的频率ν=8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是()A.9.25×10−8m B.1.85×10−7mC.1.24×10−7m D.6.18×10−8m9.下列关于近代物理学的结论中,正确的是()A.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性B.光的干涉现象中,干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方C.光电效应现象中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.氢原子的能级是不连续的,但辐射光子的能量却是连续的10.在拍摄日落水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是() A.减弱反射光,从而使景物的像更清晰B.增强反射光,从而使景物的像更清晰C.增强透射光,从而使景物的像更清晰D.减弱透射光,从而使景物的像更清晰11.下列说法中正确的是A.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,蓝光的条纹间距宽B.光纤通信利用了光的全反射的原理C.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D.动车组高速行驶时,在地面上测得车厢的长度明显变短12.下列说法中正确的是()A.太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的干涉原理B.在受迫振动中,驱动力的频率一定等于物体的固有频率C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D.β射线是高速电子流,是原子核外电子电离产生的二、多选题13.下列关于光学现象的说法,正确的是()A.单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距B.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的C.光纤传导利用光的全反射原理,光纤由芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的小D.用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,黄光相邻的亮条纹间距大于蓝光的相邻亮条纹间距E.拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光14.如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为 ,经折射后出a、b两束光线.则()A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距E.若改变光束的入射方向使 角逐渐变大,则折射光线a首先消失15.下列说法中正确的是()A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的衍射造成的B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.狭义相对论认为:光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D.波长越短的电磁波,反射性能越强E.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球速度为零的最高处开始计时,以减小实验误差16.在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b色光分别从C点、D点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,a色光的偏向角为45°(C点出射光线与A点入射光线的夹角),CD弧所对的圆心角为3°,则下列结论正确的是()A.b色光的偏向角为42°B.介质对a色光的折射率n aC.在介质中,a光的频率小于b光的频率D.b色光从介质射向空气的临界角正弦sin C=12sin51E.若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置,屏上的条纹间距x a< x b17.在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动三、填空题18.波可以分为纵波横波,在纵波中,各质点的振动方向与波的传播方向________;在横波中,各质点的振动方向与波的传播方向________.19.如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ 端面射出.(1)则该玻璃棒的折射率n=________.(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时________ (填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.四、解答题20.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱,如图为过轴线的截面图,调整入射角α,光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为4,求sinα的值.321.为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁,为了使波长为5.52×10-7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度.22.高速公路上的标志牌都用”回归反射膜“,夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的.如图,透明介质球的球心位于O点,半径为R,光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点,DC与AB间的距离H=√3R.若DC光线进入介质球折射后,经一次反射,再折射后射出的光线与入射光线CD平行,试作出光路图,并计算出介质球的折射率.23.如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜.有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射).求该玻璃的折射率.24.有一顶角为直角的玻璃砖,放在空气中,一光束斜射入玻璃砖的一个侧面,如图所示,然后投射到它的另一个侧面。
第一章·机械振动·单元检测一、不定项选择题(共10小题,每小题4分,)1.(2012·青州一中检测)做简谐运动的物体,其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()2.如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象,以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向,从t=0时刻起,当甲第一次到达右方最大位移处时,乙在平衡位置的()A.左方,向右运动B.左方,向左运动C.右方,向右运动D.右方,向左运动3.关于质点做简谐运动,下列说法中正确的是()A.在某一时刻,它的速度与回复力的方向相同,与位移的方向相反B.在某一时刻,它的速度、位移和加速度的方向都相同C.在某一段时间内,它的回复力的大小增大,动能也增大D.在某一段时间内,它的势能减小,加速度的大小也减小4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为f固,则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的10.216.827.1228.116.58.3振幅/cmA.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 HzC.50 Hz<f固<70 Hz D.以上三个答案都不对5.有一弹簧振子,振幅为0.8cm,周期为0.5s,初始时具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是()A .x =8×10-3sin(4πt +π2)mB .x =8×10-3sin(4πt -π2)mC .x =8×10-1sin(πt +3π2)mD .x =8×10-1sin(π4t +π2)m6.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是( )A .质点振动频率是4HzB .在10s 内质点经过的路程是20cmC .第4s 末质点的速度是零D .在t =1s 和t =3s 两时刻,质点位移大小相等,方向相同7.做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( )A .频率、振幅都不变B .频率、振幅都改变C .频率不变、振幅改变D .频率改变、振幅不变8.铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行列车经过钢轨接缝处时,车轮就会受到一次冲击。
一、选择题1.下列哪组现象说明光具有波粒二象性( )A .光的色散和光的干涉B .光的衍射和光的干涉C .泊松亮斑和光电效应D .以上三组现象都不行C解析:CA .光的色散现象,说明太阳光是复色光、光的干涉说明了光的波动性,不能说明粒子性,故A 错误;B .光的衍射、干涉现象只说明了光的波动性,不能说明粒子性,故B 错误; CD .泊松亮斑是由于光的衍射形成的,能说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性,故C 正确,D 错误。
故选C 。
2.研究光电效应现象的实验电路如图所示,A 、K 为光电管的两个电极,电压表V 、电流计G 均为理想电表。
已知该光电管阴极K 的极限频率为ν0,元电荷电量为e ,普朗克常量为h ,开始时滑片P 、P '上下对齐。
现用频率为ν的光照射阴极K (ν>ν0),则下列说法错误的是A .该光电管阴极材料的逸出功为hν0B .若加在光电管两端的正向电压为U ,则到达阳极A 的光电子的最大动能为hv-hv 0+eUC .若将滑片P 向右滑动,则电流计G 的示数一定会不断增大D .若将滑片P '向右滑动,则当滑片P 、P '间的电压为0hv hv e-时,电流计G 的示数恰好为0C解析:CA .由极限频率为ν0,故金属的逸出功为W 0= hν0,A 正确;B .由光电效应方程可知,电子飞出时的最大动能为0k E hv W =- 由于加的正向电压,由动能定理kk eU E E '=- 解得0kE hv hv eU '=-+ 故B 正确;C .若将滑片P 向右滑动时,若电流达到饱和电流,则电流不在发生变化,故C 错误;D .P '向右滑动时,所加电压为反向电压,由k eU E =可得 0hv hv U e -= 则反向电压达到遏止电压后,动能最大的光电子刚好不能参与导电,则光电流为零,故D 正确;故选C 。
3.一平行板电容器的电容为C ,A 极板材料发生光电效应的极限波长为0λ,整个装置处于真空中,如图所示。
物理(选修3-4)试卷一、单项选择题(每小题3分,共24分)1. 如图为一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象,由图可知,在t=4s时,质点的()A.速度为正的最大值,加速度为零B.速度为负的最大值,加速度为零C.速度为零,加速度为正的最大值D.速度为零,加速度为负的最大值2. 如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,则该时刻()A.振荡电流i在增大B.电容器正在放电C.磁场能正在向电场能转化D.电场能正在向磁场能转化3. 下列关于光的相识,正确的是()A、光的干涉和衍射不仅说明白光具有波动性,还说明白光是横波B、全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性C、验钞机是利用红外线的特性工作的D、拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度4. 如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是()A. 把温度计放在c的下方,示数增加最快;B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大;C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小;D.若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光也肯定能发生全反射。
5.从接收到的高频振荡电流中分别出所携带的有用信号的过程叫做()A.解调B.调频C.调幅D.调谐6.在水面下同一深处有两个点光源P、Q,能发出不同颜色的光。
当它们发光时,在水面上看到P 光照亮的水面区域大于Q光,以下说法正确的是()A.P光的频率大于Q光B.P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长C.P光在水中的传播速度小于Q光D.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置,P光条纹间的距离小于Q光7.下列说法中正确的是()A.空中楼阁产生的缘由是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大B.各种电磁波中最简单表现出干涉和衍射现象的是γ射线C.医院里用γ射线给病人透视D.假设有一列火车以接近于光速的速度运行,车厢内站立着一个中等身材的人。
课时跟踪检测(十五)光的颜色色散激光1.汽车行驶时常会滴下一些油滴,滴下的油滴在有水路面上会形成一层薄油膜,并显现彩色,这是由于( )A.空气的折射B.膜的上、下表面反射形成光的干涉C.光的衍射D.水的折射解析:选B 白光射到油膜上,从膜的上、下表面反射回来,形成相干光源。
由于各种色光波长不同,所产生的干涉条纹的宽度不同,所以各色光在薄膜上形成干涉条纹呈现彩色,所以B项正确。
2.以下说法正确的是( )A.真空中蓝光的波长比红光的波长长B.天空中的彩虹是由光干涉形成的C.光纤通信利用了光的全反射原理D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变解析:选C 真空中蓝光的波长比红光的波长短,A项错误;天空中的彩虹是由光的折射形成的,B项错误;光纤利用了光的全反射传递信息,C项正确;机械波在不同的介质中传播时频率不变,速度变化,因而波长会变化,D项错误。
3.(多选)激光火箭的体积小,却可以装载更大、更重的卫星或飞船。
激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供,通过一套装置,像手电筒一样,让激光束射入火箭发动机的燃烧室,使推进剂受热而急剧膨胀,于是形成一股高温高压的燃气流,以极高的速度喷出,产生巨大的推力,把卫星或飞船送入太空。
激光火箭利用了激光的( ) A.单色性好B.平行度好C.高能量 D.相干性好解析:选BC 激光的平行度好且亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,这样可以给火箭提供高能量,B、C正确。
4.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力。
有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。
他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率f=8.1×1014 Hz,那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( ) A.9.25×10-8 m B.1.85×10-7 mC.1.24×10-7 m D.6.18×10-8 m解析:选C 由n =c v 得v =c n =3×1081.5 m/s =2×108 m/s 。
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4第十三章光单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示,一个透明玻璃球的折射率为,一束足够强的细光束在过球心的平面内,以45°入射角由真空射入玻璃球后,在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射,从各个方向观察玻璃球,能看到从玻璃球内射出的光线的条数是()A. 2B. 3C. 4D. 52.如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是()A.B.C.D.3.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是()A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B.各色光的速度不同,造成条纹的间距不同C.各色光的强度不同,造成条纹的间距不同D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同4.一块透明光学材料,AB为其一个端面,建立平面直角坐标系如图所示,设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小,有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点,并进入该材料内部,则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图中的()A.B.C.D.5.“赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞”主要涉及的物理知识是()A.光的干涉B.光的衍射C.光的色散D.光的直线传播6.在水面下同一深处有两个点光源P、Q,能发出不同颜色的光.当它们发光时,在水面上看到P 光照亮的水面区域大于Q光,以下说法正确的是()A.P光的频率大于Q光B.P光在水中的传播速度小于Q光C.让P光和Q光通过同一单缝装置,P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度D.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置,P光的条纹间距小于Q光7.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,则干涉条纹将()A.变密B.变疏C.不变D.消失8.如图所示,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()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9.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.rB. 1.5rC. 2rD. 2.5r10.如图所示,两束单色光a、b射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O,经折射后沿Oc射出玻璃砖.下列说法正确的是()A.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光的频率大于b光的频率C.在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度D.在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)根据图中的漫画,判断下列说法中正确的是()A.人看到的是鱼的实像,位置变浅了些B.人看到的是鱼的虚像,位置变浅了些C.鱼看到的是人的实像,位置偏低了些D.鱼看到的是人的虚像,位置偏高了些12.(多选)如图所示,一束自然光通过起偏振器照射到光屏上,则图中光屏上发亮的有(起偏振器上用箭头表示其透射方向)()A.B.C.D.13.(多选)如图为半圆形的玻璃砖,C为AB的中点,OO′为过C点的AB面的垂线.a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖,且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等,两束光折射后相交于图中的P点,以下判断正确的是()A.在半圆形的玻璃砖中,a光的传播速度大于b光的传播速度B.a光的频率大于b光的频率C.两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹,相邻明条纹的间距a光的较大D.若a、b两束光从同一介质射入真空过程中,a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角E.b光比a光更容易发生衍射现象14.(多选)一束光穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则()A.介质2的折射率最大B.光线在介质2中的波长最长C.光在介质3中的速度最大D.入射光线到达介质2和介质3的界面时,一定发生全反射分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示.已知玻璃的全反射临界角γ(γ<).与玻璃砖的底平面成(-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光.求底面透光部分的宽度.16.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体。
高中物理选修3-4光章节检测带答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN2017年01月21日阿甘的高中物理组卷一.填空题(共1小题)1.如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射,第一次到达AB边恰好发生全反射,已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为,求:(i)入射角i;(ii)从入射角到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为v,可能用到sin75°=或sin15°=2﹣)二.解答题(共17小题)2.如图所示为某透明介质的截面图,截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成,AO=2DO=R,一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC 边方向射入,折射光线刚好到达D点,求:(i)介质对光的折射率;(ii)光在介质中从E传到D所用的时间(光在真空中的速度为c).3.如图所示,一个足够大的水池盛满清水,水深h=4m,水池底部中心有一点光源A,其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时,它的反射光线与折射光线恰好垂直.(1)求水的折射率n;(2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积(圆周率用π表示).4.半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO′为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直.一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点,已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束,因而光屏上出现了彩色光带.(ⅰ)求彩色光带的宽度;(ⅱ)当复色光入射角逐渐增大时,光屏上的彩色光带将变成一个光点,求θ角至少为多少?5.如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求①玻璃的折射率.②球心O到BN的距离.6.利用半圆柱形玻璃,可减小激光束的发散程度.在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点.若某条从A 点发出的与AO成α角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率.7.一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示.已知玻璃的全反射临界角为γ(γ<).与玻璃砖的底平面成(﹣γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出,若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度.8.半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO′的截面如图所示.位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点射入,折射光线由上边界的A点射出.当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生反射.求A、B两点间的距离.9.一半径为R的球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成.现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示.已知入射光线与桌面的距离为.求出射角.10.如图所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入.已知棱镜的折射率n=,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°.①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向.②第一次的出射点距C cm.11.如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率为n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕.玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行.激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.①画出光路图.②求两个光斑之间的距离L.12.一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O 为圆心,如图所示,玻璃的折射率n=.(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?(ii)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.13.(1)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为.(填入正确选项前的字母)A. B. C. D.(2)波源S1和S2振动方向相同,频率均为4Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2m,如图所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4m/s.己知两波源振动的初始相位相同.求:(i)简谐横波的波长:(ii)OA间合振动振幅最小的点的位置.14.如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为.(i)求池内的水深;(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为2.0m.当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).15.雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时,需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为R的球,球心O到入射光线的垂直距离为d,水的折射率为n.(1)在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度.16.如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃得折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应该采取的措施是.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是.若他已正确地测得了的α、β的值,则玻璃的折射率n=.17.(1)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是:.(2)现要测量某一电压表的内阻.给定的器材有:待测电压表(量程2V,内阻约为4kΩ);电流表(量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E (电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.i.试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图.(要求电路中各器材用题中给定的符号标出.)ii.电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻R V=.18.某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点:a.若狭缝与灯丝平行,衍射条纹与狭缝平行b.若狭缝与灯丝垂直,衍射条纹与狭缝垂直c.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d.衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是.2017年01月21日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一.填空题(共1小题)1.(2014•山东)如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射,第一次到达AB边恰好发生全反射,已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为,求:(i)入射角i;(ii)从入射角到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为v,可能用到sin75°=或sin15°=2﹣)【解答】解:(i)根据全反射定律可知,光线在AB面上的P点的入射角等于临界角C,由折射定律得:sinC=代入数据得:C=45°设光线在BC面上的折射角为r,由几何关系得:γ+C=90°﹣θ所以:r=30°n=联立得:i=45°(ii)在△OPB中,根据正弦定理得:=设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得:OP=VTv=联立得:t=L答:(i)入射角i为45°;(ii)从入射角到发生第一次全反射所用的时间t=L.二.解答题(共17小题)2.(2017•孝义市一模)如图所示为某透明介质的截面图,截面可看做由四分之一个圆面ABO和一个长方形BCDO组成,AO=2DO=R,一束光线在弧面AB的中点E沿垂直于DC边方向射入,折射光线刚好到达D点,求:(i)介质对光的折射率;(ii)光在介质中从E传到D所用的时间(光在真空中的速度为c).【解答】解:(i)由于光线圆弧面AB的中点E沿着垂直于DC边射入,由几何关系,可知,入射角i=45°ED边的长s==由正弦定理,可知,解得:sinr==因此介质对光的折射率n==(ii)光从E到D所用的时间,t===答:(i)介质对光的折射率;(ii)光在介质中从E传到D所用的时间.3.(2017•宜昌模拟)如图所示,一个足够大的水池盛满清水,水深h=4m,水池底部中心有一点光源A,其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时,它的反射光线与折射光线恰好垂直.(1)求水的折射率n;(2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积(圆周率用π表示).【解答】解:(ⅰ)设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r,由题意得 sini===0.6,i=37°i+r=90°则 r=53°故水的折射率为 n===≈1.33(ⅱ)设射向水面的光发生全反射的临界角为C则有 sinC=圆形光斑的半径为 R=htanC圆形光斑的面积为S=πR2联立可解得 S=答:(1)水的折射率n为1.33;(2)水面上被光源照亮部分的面积为.4.(2016•江西二模)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO′为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直.一束复色光沿半径方向与OO′成θ=30°角射向O点,已知复色光包含有折射率从n1=到n2=的光束,因而光屏上出现了彩色光带.(ⅰ)求彩色光带的宽度;(ⅱ)当复色光入射角逐渐增大时,光屏上的彩色光带将变成一个光点,求θ角至少为多少?【解答】解:(ⅰ)由折射定律n=,n2=代入数据,解得:β1=45°,β2=60°故彩色光带的宽度为:Rtan45°﹣Rtan30°=(1﹣)R(ⅱ)当所有光线均发生全反射时,光屏上的光带消失,反射光束将在PN上形成一个光点.即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射,故sinC==即入射角θ=C=45°答:(ⅰ)彩色光带的宽度为(1﹣)R;(ⅱ)当复色光入射角逐渐增大时,光屏上的彩色光带将变成一个光点,θ角至少为45°.5.(2012•山东)如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求①玻璃的折射率.②球心O到BN的距离.【解答】解:①已知∠ABM=30°,由几何关系知入射角i=∠BMO=30°,折射角β=60°由n=②由题意知临界角C=∠ONB,sinC=,则球心O到BN的距离d=RsinC=.答:①玻璃的折射率为.②球心O到BN的距离为.6.(2013•重庆)利用半圆柱形玻璃,可减小激光束的发散程度.在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点.若某条从A点发出的与AO成α角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率.【解答】解:设折射角为r.由图根据几何知识得:β=i﹣α,r=β则得:r=i﹣α此玻璃的折射率为n=解得:答:此玻璃的折射率为.7.(2015•海南)一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示.已知玻璃的全反射临界角为γ(γ<).与玻璃砖的底平面成(﹣γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出,若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度.【解答】解:光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到MN上时,根据几何知识得入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O出发生全反射,光线①左侧的光线经球面折射后,射到MN上的角一定大于临界角,即在MN上发生全反射,不能射出;光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角θ1=90°,根据折射定律得sinθ2=,根据全反射定律n=,解得:θ2=γ,由几何关系可得∠AOE=γ,所以射出宽度OE==.答:底面透光部分的宽度是.8.(2015•山东)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO′的截面如图所示.位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点射入,折射光线由上边界的A点射出.当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生反射.求A、B两点间的距离.【解答】解:当光线在O点的入射角为i0时,设折射角为r0,由折射定律得:=n ①设AD间的距离为d1,由几何关系得:sinr0=②若光线在B点恰好发生全反射,则在B点的入射角恰好等于临界角C,设BD 间的距离为d2.则有:sinC=③由几何关系得:sinC=④则A、B两点间的距离为:d=d2﹣d1;⑤联立解得:d=(﹣)R ⑥答:A、B两点间的距离为(﹣)R.9.(2008•宁夏)一半径为R的球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成.现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示.已知入射光线与桌面的距离为.求出射角.【解答】解:设入射光线与球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线.因此,图中的角α为入射角.过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B.依题意,∠COB=α.又由△OBC知sinα=①设光线在C点的折射角为β,由折射定律得②由①②式得β=30°③由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°.由折射定律得⑤因此,解得θ=60°.10.(2013•山东)如图所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入.已知棱镜的折射率n=,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=60°.①求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向.②第一次的出射点距C cm.【解答】解:(1)因为sinC=,临界角C=45°第一次射到AB面上的入射角为60°,大于临界角,所以发生全发射,反射到BC面上,入射角为60°,又发生全反射,射到CD面上的入射角为30根据折射定律得,n=,解得θ=45°.即光从CD边射出,与CD边成45°斜向左下方.(2)根据几何关系得,AF=4cm,则BF=4cm.∠BFG=∠BGF,则BG=4cm.所以GC=4cm.所以CE=答:①从CD边射出,与CD边成45°斜向左下方②第一次的出射点距C.11.(2016•衡阳一模)如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率为n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕.玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行.激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.①画出光路图.②求两个光斑之间的距离L.【解答】解:①画出光路图如图所示.②在界面AC,a光的入射角i=60°.由光的折射定律有:=n代入数据,求得折射角r=30°由光的反射定律得,反射角i′=60°.由几何关系易得:△ODC是边长为0.5l的正三角形,△COE为等腰三角形,CE=OC=0.5l.故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm.答:①画出光路图如图所示.②两个光斑之间的距离L为40cm.12.(2014•新课标Ⅰ)一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示,玻璃的折射率n=.(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?(ii)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.【解答】解:(i)根据全反射定律:sinC=,得:C=45°,即临界角为45°,如下图:由几何知识得:d=,则入射光束在AB上的最大宽度为2d=R;(ii)设光线在距离O点R的C点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系和已知条件得:α=60°>C光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最有由G点射出,如图:由反射定律和几何关系得:OG=OC=R,射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出.答:(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为R;(ii)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射,此光线从玻璃砖射出点的位置在O点左侧或者右侧R处.13.(2010•湖南)(1)如图,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为A.(填入正确选项前的字母)A. B. C. D.(2)波源S1和S2振动方向相同,频率均为4Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2m,如图所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4m/s.己知两波源振动的初始相位相同.求:(i)简谐横波的波长:(ii)OA间合振动振幅最小的点的位置.【解答】解:如图所示,根据折射率定义有,sin∠1=nsin∠2,nsin∠3=1,已知∠1=45°∠2+∠3=90°,联立解得:n=故选A;(2)(i)设波长为λ,频率为ν,则v=λν,代入已知数据得:λ=1m;(ii)以O为坐标原点,设P为OA间任一点,其坐标为x,则两波源到P点的波程差△l=x﹣(2﹣x),0≤x≤2.其中x、△l以m为单位.合振动振幅最小的点的位置满足,k为整数则可解得:x=0.25m.0.75m,1.25m,1.75m.故最小点的位置可以为0.25m,0.75m,1.25m,1.75m.14.(2016•新课标Ⅰ)如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为.(i)求池内的水深;(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为2.0m.当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).【解答】解:(i)光由A射向B点发生全反射,光路如图所示.图中入射角θ等于临界角C,则有sinθ==由题,=3m,由几何关系可得:=4m所以==m(ii)光由A点射入救生员眼中的光路图如图所示.在E点,由折射率公式得=n得sinα=,tanα==设=x,则得tanα=代入数据解得 x=(3﹣)m由几何关系可得,救生员到池边水平距离为(2﹣x)m≈0.7m答:(i)池内的水深m.(ii)救生员的眼睛到池边的水平距离约0.7m.15.(2002•广东、广西、河南)雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时,需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为R的球,球心O到入射光线的垂直距离为d,水的折射率为n.(1)在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度.【解答】(1)光路如图(a)所示.(2)以i、r表示入射光线的入射角、折射角,由折射定律有sini=nsinr,以δ1、δ2、δ3表示每一次偏转的角度,如图(b)所示,由反射定律、折射定律和几何关系可知,δ1=i﹣r,δ2=π﹣2r,δ3=i﹣r.由以上各式解得:故这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度为:16.(2004•广东)如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃得折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像,插上P3后,P3刚好能挡住P1、P2的像..若他已正确地测得了的α、β的值,则玻璃的折射率n=.【解答】解:由题,在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,要过玻璃砖看到了P1、P2的像,必须减小入射角,应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像,插上P3后,P3刚好能挡住P1、P2的像,根据折射率公式得到.故答案为:应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA.把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像,插上P3后,P3刚好能挡住P1、P2的像,.17.(2006•全国卷Ⅰ)(1)利用图中装置研究双缝干涉现象时,有下面几种说法:A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后,干涉现象消失其中正确的是:ABDE.(2)现要测量某一电压表的内阻.给定的器材有:待测电压表(量程2V,内阻约为4kΩ);电流表(量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E (电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.i.试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图.(要求电路中各器材用题中给定的符号标出.)ii.电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻R V=.【解答】解:(1)A、根据△x=可知在其它条件不变的情况下,减小L,条纹间距变窄,故A正确.B、根据△x=可知在其它条件不变的情况下,将滤光片由蓝色的换成红色的,则波长变大,故干涉条纹间距变宽,故B正确.C、根据△x=可知在其它条件不变的情况下,将单缝向双缝移动一小段距离后,即L减小,干涉条纹间距变窄,故C错误.D、根据△x=可知在其它条件不变的情况下,换一个两缝之间距离较大的双缝,即d增大,干涉条纹间距变窄,故D正确.E、去掉滤光片后,入射光是复合光,而两列光相干的条件是他们的频率相同,故不能发生干涉现象.故E正确.故选ABDE.(2)i.电压表的额定电流约:所以要给电压表并联一个固定电阻,该固定电阻的电阻值约为:Ω故固定电阻应选R1,实验电路如图所示ii.流过定值电阻的电流大小为,则流过电压表的电流为I﹣,故电压表的内阻R V==故本题的答案为:(1)ABD;(2)i电路如图所示;ii电压表的内阻R V=18.(2001•全国)某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后,总结出以下几点:a.若狭缝与灯丝平行,衍射条纹与狭缝平行b.若狭缝与灯丝垂直,衍射条纹与狭缝垂直c.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d.衍射条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是a、c、d.【解答】解:在用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的衍射现象时狭缝必需与灯丝平行,这时衍射条纹与狭缝平行,狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的衍射条纹.故a正确而b错误.衍射条纹的间距随狭缝变宽而变小,即狭缝越宽,衍射条纹间距越小,故c正确.波长越大衍射现象越明显,故波长越大,衍射条纹间距越越大.故d正确.故选:a,c,d.31。