高中物理人教版 (新课标)选修3第十三章 光综合与测试练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3第十三章 光综合与测试练习题，共4页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)
1.关于自然光和偏振光,下列说法正确的是( )
A.自然光能产生光的干涉现象和衍射现象,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.自然光只能是白光,而偏振光不能是白光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
解析:自然光和偏振光都能产生干涉和衍射,都能使感光底片感光,A错,D对;光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的光绝大部分都是偏振光,B错,光的颜色由光的频率决定,与光的偏振方向无关,C错。
答案:D
2.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是( )
A.激光是纵波
B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C.两束频率不同的激光能产生干涉现象
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
解析:激光是横波,选项A错误;激光在不同介质中的波速不同,由λ=可以判断选项B错误;发生干涉现象的条件是两束光必须为频率相同的相干光源,选项C错误;利用激光平行度好的特点,可以通过光的反射测量激光往返所用时间,达到测量月球到地球距离的目的,选项D正确。
答案:D
3.劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是( )
A.空气泡对光线有会聚作用,因而较亮
B.空气泡对光线有发散作用,因而较亮
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
解析:要注意发生全反射的条件是:光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角。一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件,因而发生全反射,这也就是气泡看上去比较亮的原因。
答案:D
4.下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )
A.甲为紫光的干涉图样
B.乙为紫光的干涉图样
C.丙为红光的干涉图样
D.丁为红光的干涉图样
解析:紫光的波长较红光短,条纹间距窄,所以B项正确,A项错误;丙、丁均为衍射图样,所以C、D两项错误。
答案:B
5.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
解析:作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线,可知其折射率大小关系为na>nb>nc>nd,则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光,所以本题只有选项B正确。
答案:B
6.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示。下列说法正确的是( )
A.单色光1的波长小于单色光2的波长
B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
解析:根据题图知,光1的折射率较大,与光2相比,其波长较小,在玻璃中传播速度较小,临界角较小,通过玻璃的时间较大,选项A、D正确。
答案:AD
7.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( )
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
解析:根据条纹间距Δx=·λ可知:要增大干涉条纹的间距,可增大λ,λ红>λ黄,选项A正确;λ黄>λ蓝,选项B错误;增大到屏的距离l,Δx增大,选项C正确;增大双缝间距d,Δx减小,选项D错误。
答案:AC
8.用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中,当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时,下面说法中正确的是( )
A.各色光都向顶角偏折
B.各色光都向底面偏折
C.红色光的偏向角比紫光的大
D.红色光的偏向角比紫光的小
解析:薄玻璃片的厚度可以忽略不计,这样在水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小,这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的,同样根据折射定律,各色光都向顶角偏移,红光的偏向角仍然比紫光的小,故A、D两项正确。
答案:AD
二、填空题(每小题10分,共20分。把答案填在相应的横线上)
9.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示。双缝间的距离d=3 mm。
(1)若测定红光的波长,应选用 色的滤光片。实验时需要测定的物理量有 和 。
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示,观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示。则可求出红光的波长λ=
m。(保留一位有效数字)
解析:(1)测红光波长应选红色滤光片,因为红色滤光片能透过红光。
据Δx=λ知,需测双缝到屏的距离l和n条亮(或暗)纹间距离a,从而计算出条纹间距离Δx,最后算出λ。
(2)根据题图(a)(b)可求出两相邻亮条纹间距Δx= mm≈0.163 mm,所以λ=≈7×10-7 m。
答案:(1)红 双缝到屏的距离l n条亮(或暗)纹间距离a (2)7×10-7
10.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中:
(1)甲同学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,如图甲所示。则他测出的折射率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析:(1)如图甲所示,甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角、折射角没有受到影响,因此测得的折射率将不变。
(2)如图乙所示,乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小。
答案:(1)不变 (2)偏小
三、计算题(每小题16分,共32分)
11.一厚度为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遮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。
解析:如图,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A'点折射,根据折射定律有nsin θ=sin α
式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角。
现假设A'恰好在纸片边缘。由题意,在A'点刚好发生全反射,故α=
设AA'线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有
sin θ=
由题意,纸片的半径应为
R=L+r
联立以上各式得
n=
答案:
12.用某一单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为0.25 mm,在距离双缝为1.2 m处的光屏上,测得5条亮纹间的距离为7.5 mm。
(1)求这种单色光的波长。
(2)若用这种单色光照射到增透膜上,已知增透膜对这种光的折射率为1.3,则增透膜的厚度应取多少?
解析:(1)根据公式Δx=λ,得λ=Δx
由题意知Δx=
又l=1.2 m,d=0.25×10-3 m
所以λ=Δx=m
=3.9×10-7m。
(2)根据公式n=,c=λf,v=λ'f得n=
所以λ'= m=3.0×10-7 m
故增透膜的厚度d'=λ'=7.5×10-8m。
答案:(1)3.9×10-7 m (2)7.5×10-8 m