【文档说明】【精准解析】浙江省绍兴一中2017~2018学年高二下期物理《光》测试卷(解析版).doc,共(15)页,519.500 KB,由小赞的店铺上传
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绍兴一中高二物理《光》测试卷一、选择题1.下列关于光波和声波的说法正确的是()A.光波和声波都能发生反射、干涉和偏振现象B.光波和声波前者是横波,后者是纵波C.声波和光波在真空中传播速度相等D.光波和声波从空气射入
水中时,光波波速变小,声波波速变大【答案】BD【解析】【详解】A、B、光波和声波都能反射和干涉、衍射;但声波是纵波,不能发生偏振现象;光波是横波能产生偏振,故A错误,B正确.C、光波可以在真空中传播,速度为光速c=3×108m/s;而声波的传播需要介质,在真空中不能传播,C错误.D、光
波在介质中的波速cvn=,介质的折射率变大,所以速度小;而声波从气体到液体,则速度是变大,D正确.故选BD.【点睛】本题考查光波和声波,在学习中要注意对相近物理量多作比较,找出它们的共同点和不同点,如两种波从一种介质进入另一介质后,速度、波长是如何变化;可以帮助我
们记忆.2.某介质对红光的折射率n=1.5,一束红光从这种介质射向空气.则下列几幅光路图中可能正确的()A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】光线从折射率为1.5的介质中射向空气,全反射临界角为:1arc
sin601.5C=,且C>30°;故入射角为60°时,大于临界角,故会发生全反射,只有反射光线;入射角为30°时,小于临界角,不会发生全反射,既有折射光线又有反射光线,故BC正确,AD错误.【点睛】本题关键是明确明确光的全反射条件:从光密介质射向光疏介质,入射角大于或等
于临界角.3.单色光线由某种介质射向该介质与空气的交界面,当入射角为30°时,折射光线与反射光线刚好垂直,则该介质对该种色光的折射率为()A.2B.2C.1.5D.3【答案】D【解析】【详解】当入射角30i=,折射光线与反射光线恰好垂直,则折射角903060r=−
=,该介质对该种色光的折射率为60330sinnsin==,故选项D正确,A、B、C错误.4.如图所示,两束单色光a、b从水下射向A点后,光线经折射合成一束光c,则下列说法中正确的是()A.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B.用a、b光
分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C.在水中a光的速度比b光的速度小D.a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角【答案】AD【解析】【详解】由图可知,单色光a偏折程度小于b的偏折程度,所以根据折射定律可
知,a光的折射率小于b光的折射率,则知a光的波长大,根据Lxd=可知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,故A正确;无论用什么单色光做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽
度都不是均匀的,故B错误;因为a光的折射率小于b光,根据cnv=可知在水中a光的速度比b光的速度大,故C错误;根据1sinCn=可知在水中a光的临界角大于b光的临界角,故D正确。故选AD.5.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大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射D.内芯的折射率与外套
相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用【答案】A【解析】【详解】试题分析:发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质,所以内芯的折射率大.且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射.故选A.考点:全反射【名师点睛】此题考查了广岛纤维及全反射的知识;要知
道光的全反射必须从光密介质进入光疏介质,同时入射角大于临界角.6.一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的光路图如图所示,若光在三种介质1、2、3中的速度分别为v1、v2、v3,则它们的大小关系是()A.v1>v2>v3B.v1<v2<v
3C.v1<v3<v2D.v1>v3>v2【答案】A【解析】【详解】由图看出,光线在1、2界面上发生了全反射,则知1的折射率小于2的折射率,即有n1<n2.线在2、3界面上折射时,入射角大于折射角,则知2的折射率小于3的折射率,即有n2<n3.故n1<n2<n3,又由cvn=,故光在三种介质中的传
播速度大小关系满足v1>v2>v3.故A正确,BCD错误.【点睛】本题直接根根据全反射的条件、入射角与折射角的大小,分析折射率的大小,并比较光速的大小.7.水的折射率为4/3,在水面下有一点光源,在水面上
能看到一个圆形透光面,若看到透光面圆心位置不变而半径不断减小,则下面正确的说法是()A.光源上浮B.光源下沉C.光源静止D.以上都不对【答案】A【解析】【详解】如图所示,当光从水中折射进入空气中且折射角等于90°时对应的半径最大,即恰好发生全反射时,透光水面对应
的半径最大.由于发生全反射时入射角的大小不变,故对应的入射光线的方向与原来的入射光线平行,如图,根据相似三角形知:透光面的半径R减小时,光源S到水面的距离减小,故光源在上浮.故选A.【点睛】本题考查对全反射现象的理解和应用能力,关键要
运用作图法分析光源的运动情况.8.太阳照在平坦的大沙漠上,我们在沙漠中向前看去,发现前方某处射来亮光,好象太阳光从远处水面射来的一样,我们认为前方有水,但走到该处仍是干燥的沙漠,这种现象在夏天城市中太阳照在沥青路面时也能看到.对此有以下解释:
()①这是光的干涉现象;②这是光的全反射现象;③形成原因是越靠近地面处折射率越大;④形成原因是越靠近地面处折射率越小.其中正确的是:A.①③;B.①④;C.②③;D.②④.【答案】D【解析】【详解】口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,是全反射的现象,当靠近时此现象会消失,对于夏天城
市中太阳光照射沥青路面时也能观察到,这也是光的全反射现象导致的.要发生光的全反射,必须光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于临界角.故②④正确,故D正确,ABC错误.【点睛】考查全反射现象的原理,注意全反射的条件,理解如何判定折射率的大小是解题的关键.9.抽制高强度纤维细丝时可用
激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化()A.这主要是光的干涉现象B.这主要是光的衍射现象C.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗D.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细【答案】BD【解析】【详解】当障碍物的尺寸与波的波长
相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则金属丝变细.故选BD.【点睛】该题考查光的衍射的特点,解决本题的关键知道衍射条纹的特点,以及知道发生明显衍射的条件.10.在研究A物体材料的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,
A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个两面平行的玻璃板B,B与A的上表面平行,在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜.现用波长为的单色光垂直照射玻璃板B,同时给A缓慢加热,在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化.当温度为1t时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到2t时,亮度再一次增到最亮,则
A.出现最亮时,B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强B.出现最暗时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从1t升至2t过程中,A的高度增加4D.温度从1t升至2t过程中,A的高度增加2【答案】BD【解析】【详解】AB.出现最亮时,是B下表面反射光与A
上表面反射光发生干涉,叠加后加强,故A错误,B正确;CD.温度从t1升到t2的过程中,亮度由最亮又变到最亮,当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍,出现明条纹,知路程差减小λ,则A的高度增加2,故C错误,D正确。故选BD。11.光
的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜
头前装上偏振滤光片可以使景像更清D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹【答案】D【解析】【详解】由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性,只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象
,故选D.12.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.一片白光【答案】B【解析】【详解】因为各种色光折射率不同,进入水中发生色散,紫光的折射率最大,红光的折射率最小,所以紫光进入水中偏折最
厉害,经平面镜反射后照射到墙上,紫光处于最下端,所以在墙上出现上红下紫的彩色光带.故选B.【点睛】解决本题的关键知道各种色光的折射率不同,白光从一种介质进入另一种介质会发生色散.13.如图所示,两块相同
的玻璃等腰三棱镜ABC和A’B’C’置于空气中,AC//A’C’.由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,通过两棱镜后,从a、b两点射出.对于从a、b射出的这两束光,下列说法正确的是()A.从a点射出的为蓝光,从
b点射出的为红光B.从a、b两点射出的两束光不平行C.从a、b两点射出的两束光仍平行,且平行于BCD.在玻璃中从a点射出的光的传播速度比从b点射出的光的传播速度大【答案】CD【解析】【分析】红光在玻璃中传播速度比蓝光大.根
据光路可逆性原理,分析知道从a、b两点射出的单色光平行.红光的折射率小于蓝光的折射率,根据偏折角的大小判断知,从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光.【详解】A.红光的折射率小于蓝光的折射率,光线经过三棱镜ABC后红光的偏折角小于蓝光的偏折
角,进入三棱镜CBA后,从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光;故A错误.BC.根据光路可逆性原理,分析可知:从a、b两点射出的单色光仍平行,而且平行于BC;故B错误,C正确.D.从a点射出的为红光,红光在介质中传播的速度大于蓝光在介质中的传播速度;故D正确
.故选CD.【点睛】本题运用光路可逆性原理分析出射光线与入射光线方向关系是关键.对于两种色光的折射率大小要牢固掌握.二、填空、实验题14.(一)在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验(如图)后,某同学得出下列几种结论中,说法正确的是_________
______A.玻璃砖的宽度适当选大些B.入射角应尽量小些,防止在另一侧面发生全反射C.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些D.入射角越大越好,这样测量误差能尽可能的减小E.玻璃砖的折射率与入射角有关,入射角越大,测得折射率越大F
.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的比值是一个常数(二)做“用双缝干涉测光的波长”实验中,使用的双缝间距d=0.20m
m,双缝到光屏的距离L=600mm,观察到的干涉条纹如图所示.(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”),分划板上的刻度线处于x1、x2位置时,对应的示数如图所示,则分划板位置x1=________mm,x2=______
__mm;(2)相邻亮纹的间距△x________mm;(3)计算单色光的波长的公式λ=________(用L、d、x1、x2表示);(4)代入数据计算单色光的波长λ=_______m(结果保留两位有效数字)
.【答案】(1).ACF(2).2.190(±0.02)(3).7.868(±0.02)(4).1.420(±0.02)(5).()214dxxL−(6).4.7×10-7【解析】【详解】(1)[1]
.A、为了减小测量的误差,玻璃砖的宽度适当大一些,故A正确.B、D、为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,B,D均错误.C、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度
误差会减小,效果会好些;C正确.E、F、G、玻璃砖的折射率是由玻璃本身的材料决定,与光的入射角和折射角无光,根据折射定律知折射率等于入射角的正弦与折射角的正弦之比,故E、G错误,F正确.故选ACF.(2)[2][3].螺旋测微器读x1,主尺读数为2
mm,转动刻度0.01×19.0=0.190mm,两者相加为2.190mm(2.188~2.192).螺旋测微器读x2,主尺读数为7.5mm,转动刻度0.01×36.8=0.368mm,两者相加为7.868mm(7.866~7.870).[4].根据条纹图可知211.420mm(1.418~
1.422)4xxx−==(3)[5][6].根据干涉的条纹公式Lxd=,可得21()4dxxdxLL−==,代入数据可得74.710m−=.【点睛】测定玻璃折射率的实验关键掌握实验原理折射定律;
研究双缝干涉实验的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及双缝干涉条纹的间距公式Lxd=.三、作图与简答题(要有必要的解答过程.........)15.如图所示,有一块半圆形玻璃砖,折射率为2,AB为直径,O为圆心,一束宽度恰好等于玻璃砖半径的单色平行光垂直
于AB从空气射入玻璃砖,其中ac为边界光线,中心光线b恰好通过O点.(1)试求光束中的光线射出玻璃砖时的最大折射角?(2)在原图中画出abc三条光线(图中已给出)在玻璃砖内和玻璃砖后的光路图(不考虑弧AB上的反射光线)【答案】(1)θ=450(2)【解析】【详解】(1)光垂直射向玻璃砖时不发生折
射,到达右侧分界面时的最大入射角为30°,此时折射角也是最大.根据折射定律,有:sinsinsinsin30rrni==解得:45r=(2)光路图如图所示:【点睛】本题关键是结合几何关系找到从玻璃到空气的最大入射角,然后根据折射定律求解最大折射角.16.如图所示,某同学做测定某种透明液体的折射
率的实验,先测量一个圆筒的底面直径为12cm,然后把待测的透明液体倒满圆筒容器,紧贴筒壁竖立一根刻度尺,使它的20cm刻度恰好与液面持平,小于20cm的刻度都在液面以下.眼睛在液面斜上方沿筒边缘向刻度尺正面看去,看到29cm刻度和4cm刻度的像
恰好重合,求:(1)该种透明液体的折射率;(2)光在这种液体中传播的速度.【答案】(1)n=4/3(2)v=2.25×108m/s【解析】【详解】(1)设从B点射出的光经界面折射时的折射角为i,入射角为r,则由几何关系有:2222124sin=5129ddiAPdAC===++22221
23sin=51216ddrBPdBC===++由折射定律:sin4sin3inr==(2)根据介质中的光速cvn=可得:88310m/s2.2510m/s43v=.【点睛】解决本题的关键正确作出光路图,掌握折射定律,并运用几何知识研究;作图时要注意光线的方向.
17.如图所示,一棱镜的截面为等腰直角三角形,∠A=90°,AB=AC=a.已知该棱镜对光的折射率为2,现有平行于BC的平行光照射到直角边AB上,(1)试在图中标出从AC边及BC边上出射光的范围,(2)分别求出AC和BC边出射光的范围.(结果可保留根号,且假设光线射向界面时,如
果能够透射,即全部射出.)【答案】(1)(2)0.42a,0.52a【解析】【详解】(1)多条光线经过两次折射后的光路图如图所示:(2)分析从E点折射的光线,根据两次折射的对称性可知折射角为45r=,根据折射定律sinsininr=,可得30i=由几何关系可知60AEB=则3=tan6
03ABaAE=故从AC边出来的范围是3(1)0.423CEaa=−同理分析从F点折射出射的光线,可得从BC边出来的范围是62()0.522CFaa−=.【点睛】本题是几何光学问题,画面出光路图是解题的基础,常常是折射定律和几何知识的综合应
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