人教版高中物理選修34第十三章《光》單元檢測題（解析版）

/?光?單元檢測題一、單項選擇題1.在雙縫干預實驗中,以下說法正確的選項是()A．雙縫屏的作用是使入射光到達雙縫屏時,雙縫就成了兩個振動情況完全相同的光源B．假設入射光是白光,那么像屏上的條紋是黑白相間的干預條紋C．像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時,該點處一定是亮條紋D．雙縫干預中亮條紋之間的距離相等,暗條紋之間的距離不相等2.關于薄膜干預,以下說法中正確的選項是()A．只有厚度均勻的薄膜,才會發(fā)生干預現(xiàn)象B．只有厚度不均勻的楔形薄膜,才會發(fā)生干預現(xiàn)象C．厚度均勻的薄膜會形成干預條紋D．觀察肥皂液膜的干預現(xiàn)象時,觀察者應和光源在液膜的同一側(cè)3.以下表達正確的選項是〔〕A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種電磁波B．波長越長的電磁波傳播的速度越快C．當日光燈啟動時,旁邊的收音時機發(fā)出“咯咯〞聲,這是由于日光燈產(chǎn)生的電磁波干擾造成的D．γ射線也是電磁波,且它的波長比可見光長4.如下圖,夏天,在平靜無風的海面上,向遠方望去,有時能看到山峰、船舶、樓臺、亭閣、集市、廟宇等出現(xiàn)在遠方的空中．古人不明白產(chǎn)生這種景象的原因,對它作了不科學的解釋,認為是海中蛟龍(即蜃)吐出的氣結(jié)成的,因而叫做“海市蜃樓〞,也叫蜃景．沙漠里有時也會看到遠處的水源、仙人掌近在咫尺,可望而不可即,這也是“蜃景〞．以下有關蜃景的說法中錯誤的選項是()A．海面上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小B．沙面上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小C．A是蜃景,B是景物D．C是蜃景,D是景物5.在“測定玻璃的折射率〞實驗中,如圖,AO表示入射光線,“aa’、bb’是平行的界面,NN′是法線,P1、P2是豎直地插在AO上的兩枚大頭針．在玻璃磚的另一側(cè)M點插大頭針P3,使得從P3向玻璃磚的方向看去,P3同時擋住P1、P2的像．為了確定出射光線,還需要在與P3同側(cè)某處插一枚大頭針P4,要求P4能同時擋住P3以及P1、P2的像．在圖示的L、R、S、Q四個點中,正確的操作是將針P4插在()A．Q處B．L處C．R處D．S處6.關于光的現(xiàn)象,以下說法正確的選項是()A．雨后出現(xiàn)彩虹屬于光的干預現(xiàn)象B．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波C．用透明的標準平面樣板檢査光學平面的平整程度是利用光的衍射D．在單色光的雙縫干預實驗中,光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋,中間條紋的寬度大于兩側(cè)的寬度7.空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射,分別從方框下方和上方射出,其框外光線如下圖．方框內(nèi)有兩個折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡．以下圖給出了兩棱鏡的四種放置方式的示意圖．其中能產(chǎn)生圖中效果的是()A．B．C．D．8.如下圖,a、b兩束單色光以相同的入射角從空氣射向某種介質(zhì)的界面上,進入介質(zhì)后a光的偏向角θ1大于b光的偏向角θ2,以下判斷正確的選項是()A．介質(zhì)對兩種光的折射率na＞nbB．兩種光在介質(zhì)中傳播速度va＞vbC．兩種光在介質(zhì)中的波長λa＞λbD．假設以相同的入射角從介質(zhì)射入空氣,那么a光的偏向角小于b光的偏向角9.光學是物理學中一門古老科學,又是現(xiàn)代科學領域中最活潑的前沿科學之一,在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應用．以下有關圖中應用,說法不正確的選項是()A．在圖甲中,利用光的干預原理檢測物體外表的平整度B．在圖乙中,內(nèi)窺鏡利用了光的全反射原理C．在圖丙中,利用光的偏振原理實現(xiàn)電影的3D效果D．在圖丁中,超聲波測速儀利用波的衍射原理測汽車速度10.2019年3月1日,美軍空投傳單,向伊軍宣傳說,美軍利用衛(wèi)星可以將地面情況看得一清二楚,而伊方稱,已在首都布滿了對空機關炮(?華盛頓郵報?3月2日報道)。試問：在戰(zhàn)爭爆發(fā)時,伊方欲用激光器擊毀位于地平線上方的空間站,那么應將激光器()A．瞄高些B．瞄低些C．沿視線直接瞄準D．假設激光束是紅色,而空間站是藍的,那么應瞄高些11.如下圖是雙縫干預實驗裝置,使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S,在光屏中央P處觀察到亮條紋,在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第一條亮條紋中心(即P1到S1、S2的光程差為一個波長),現(xiàn)換用波長為400nm的紫光源照射單縫,那么()A．P和P1仍為亮點B．P為亮點,P1為暗點C．P為暗點,P1為亮點D．P、P1均為暗點12.a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進入空氣時,其折射光束如下圖．用a、b兩束光()A．先后照射雙縫干預實驗裝置,在縫后屏上都能出現(xiàn)干預條紋,由此確定光是橫波B．先后垂直照射偏振片,轉(zhuǎn)動偏振片時透過的光發(fā)生明顯變化,由此確定光是縱波C．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,其界面為平面,a光的反射角比b光的反射角大D．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,其界面為平面,假設b光不能進入空氣,那么a光也不能進入空氣二、多項選擇題13.一束激光通過一棱鏡,如下圖光路圖中可能正確的選項是()A．B．C．D．14.光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b,如果要在A,b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射,那么必須滿足的條件是()A．a(chǎn)是光密介質(zhì),b是光疏介質(zhì)B．光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度C．光的入射角必須大于或等于臨界角D．光的入射角必須小于臨界角15.對于光的偏振,以下說法正確的選項是()A．自然光是偏振光B．自然光通過偏振片后成為偏振光C．偏振光不能再通過偏振片D．如果偏振片的透振方向與偏振光的振動方向垂直,偏振光不能透過偏振片16.做“雙縫干預測光的波長〞實驗時,一同學在光屏上隱約看到亮光,根本無法看見明暗相間的條紋,其原因可能是()A．光源的高度不適宜B．沒有放入濾光片C．單縫和雙縫不平行D．單縫和雙縫的前后位置放反了17.關于立體電影,以下說法正確的選項是()A．觀眾戴上特制眼鏡是為了防止傷害眼睛B．這副眼鏡其實就是一對偏振方向互相垂直的偏振片C．戴上特制眼鏡的觀眾假設只用一只眼睛看,那么銀幕上只是一片光亮而無圖像D．產(chǎn)生立體視覺是因為人的兩只眼睛同時觀察物體時,形成的在視網(wǎng)膜上的像并不完全相同三、實驗題18.某同學用如圖甲所示實驗裝置做“用雙縫干預測量光的波長〞的實驗,相鄰兩條亮紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭測出,測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上的示數(shù)為0.070mm,然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊,如圖乙所示,此時手輪上的示數(shù)為______mm.雙縫間距離為d＝0.400mm,測得雙縫到毛玻璃屏的距離為L＝0.600m,求得相鄰亮紋間距離為Δx,寫出計算被測量波長的表達式λ＝______,并算出其波長λ＝______nm.19.在“測玻璃的折射率〞實驗中：〔1〕為了取得較好的實驗效果,A,必須選用上下外表平行的玻璃磚；B,選擇的入射角應盡量小些；C,大頭針應垂直地插在紙面上；D,大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些．其中正確的選項是〔〕〔2〕甲同學在畫界面時,不小心將兩界面aa’和bb’間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖1所示,那么他測得的折射率_______〔選填“偏大〞“偏小〞或“不變〞〕〔3〕乙同學在量入射角和折射角時,由于沒有量角器,在完成了光路圖以后,以O點為圓心,OA為半徑畫圓,交OO′延長線于C點,過A點和C點作垂直法線的直線分別交于B點和D點,如圖2所示那么他只需要測量_______,就可求出玻璃的折射率n=_______．20.在利用雙縫干預測定光波波長的實驗中,將測量頭的分劃板中心刻度線與某亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示,然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭,使分劃板中心刻度線與第6條亮紋中心對齊,記下此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示,雙縫間距為2.00×10－4m,雙縫到屏的距離為0.700m,(1)圖甲所示示數(shù)為________mm,圖乙所示示數(shù)為________mm.(2)相鄰亮紋的間距Δx為________mm.(3)計算波長的公式為λ＝________,求得的波長值為________m.四、計算題21.如下圖,△ABC為一直角棱鏡,∠A＝30°,AB寬為d,現(xiàn)一寬度等于AB的單色平行光束垂直AB射入棱鏡內(nèi),在AC面上恰好發(fā)生全反射,求：(1)棱鏡的折射率；(2)由AC面直接反射到AB面或BC面上的光束,在棱鏡內(nèi)部經(jīng)歷的最長時間．(光在真空中的速度為c)22.一個圓柱形筒,直徑12cm,高16cm.人眼在筒側(cè)上方某處觀察,所見筒側(cè)的深度為9cm,當筒中裝滿液體時,那么恰能看到筒側(cè)的最低點．求：(1)此液體的折射率；(2)光在此液體中的傳播速度．答案解析1.【答案】A【解析】分光法獲得相干光源,所以A正確；白光的干預條紋是彩色的,不是黑白相間的,B錯；像屏上某點到雙縫的距離差為波長的1.5倍時,該處應是暗紋,C錯；相鄰亮紋間距等于相鄰暗紋間距,D錯．2.【答案】D【解析】當光從薄膜的一側(cè)照射到薄膜上時,只要前后兩個面反射回來的光波的路程差滿足振動加強的條件,就會出現(xiàn)明條紋,滿足振動減弱的條件就會出現(xiàn)暗條紋．這種情況在薄膜厚度不均勻時才會出現(xiàn)；當薄膜厚度均勻時,不會出現(xiàn)干預條紋,但也發(fā)生干預現(xiàn)象,如果是單色光照射,假設滿足振動加強的條件,整個薄膜前方都是亮的,否那么整個薄膜的前方都是暗的；如果是復色光照射,某些顏色的光因干預而減弱,另一些顏色的光會因干預而加強,減弱的光透過薄膜,加強的光被反射回來,這時會看到薄膜的顏色呈某種單色光的顏色,但不形成干預條紋．3.【答案】C【解析】A,光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波．故A錯誤．B,在真空中,各種電磁波的傳播速度相同,在介質(zhì)中不同．故B錯誤．C、當日光燈啟動時,旁邊的收音時機發(fā)出“咯咯〞聲,這是由于日光燈產(chǎn)生的電磁波干擾造成的．故C正確．D、γ射線也是電磁波,且它的波長比可見光?。蔇錯誤．4.【答案】B【解析】海面上,下層空氣的溫度比上層低,那么下層空氣的密度比上層要大,故下層空氣的折射率比上層空氣的折射率要大,選項A正確．由于人眼認為光線是沿直線傳播的,故A是蜃景,B是景物,選項C正確．太陽照到沙面上,接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小,折射率也小,即上層折射率大,選項B錯誤；從遠處物體射向地面的光線,進入折射率小的熱空氣層時被折射,入射角逐漸增大,也可能發(fā)生全反射．人們逆著反射光線看去,就會看到遠處物體的倒影,故C是蜃景,D是景物,選項D正確．5.【答案】B【解析】根據(jù)玻璃磚的光學特性：出射光線與入射光線平行,作出光路圖,如下圖,只有過ML的出射光線與入射光線,故將針P4插在L處．6.【答案】B【解析】雨后出現(xiàn)彩虹屬于光的折射造成的光的散射,故A錯誤；只有橫波能夠發(fā)生偏振,故光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波,故B正確；檢查光學平面的平整程度是利用了光的薄膜干預現(xiàn)象,故C錯誤；在單色光的雙縫干預實驗中,光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋,各個條紋是等寬等亮的；光的單縫衍射條紋是中間條紋的寬度大于兩側(cè)的寬度,故D錯誤．7.【答案】B【解析】四個選項產(chǎn)生光路效果如以下圖：由上圖可知B項正確．8.【答案】A【解析】9.【答案】D【解析】10.【答案】C【解析】空間站反射太陽光射向地球,在大氣層折射,而激光器發(fā)出的光束通過大氣層射向空間站也要發(fā)生折射,根據(jù)光路的可逆性,兩者光路相同,因此A,B錯,C對,D選項中空間站是藍色的,反射光也是藍色的,比紅色激光束折射率大,由折射定律知應瞄低些,才能射中,故D錯。11.【答案】B【解析】從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光,由題意知屏中央P點到S1、S2距離相等,即分別由S1、S2射出的光到P點的路程差為零,因此是亮條紋中心,因而,無論入射光是什么顏色的光,波長多大,P點都是中央亮條紋中心．而分別由S1、S2射出的光到P1點的路程差剛好是橙光的一個波長,即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙,那么兩列光波到達P1點振動情況完全一致,振動得到加強,因此出現(xiàn)亮條紋．當換用波長為400nm的紫光時,|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ紫,那么兩列光波到達P1點時振動情況完全相反,即分別由S1、S2射出的光到達P1點時相互削弱,因此,在P1點出現(xiàn)暗條紋．綜上所述,選項B正確．12.【答案】D【解析】由圖知,a光的折射角大于b光的折射角,a光的偏折程度較大,由折射率的定義n＝,可知a光的折射率大,光的折射率越大,其頻率越大,所以a光的頻率較大；兩束光的頻率不同,不能產(chǎn)生干預．故A錯誤．先后垂直照射偏振片,轉(zhuǎn)動偏振片時透過的光發(fā)生明顯變化,由此確定光是橫波,故B錯誤．根據(jù)光的反射定律知：反射角等于入射角,可知,a光的反射角與b光的反射角相等,故C錯誤．根據(jù)臨界角公式sinC＝可知,a光的全反射臨界角較小,可知,從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,假設b光不能進入空氣,發(fā)生了全反射,那么a光一定發(fā)生了全反射不能進入空氣,故D正確．13.【答案】AC【解析】激光是一種單色性非常好的光,故經(jīng)過三棱鏡后不可能分開,A、C項正確．14.【答案】AC【解析】15.【答案】B,D【解析】自然光垂直于傳播方向的所有方向上都存在光振動,不是偏振光,A選項錯.自然光透過偏振片后的光振動方向只沿著偏振片的透振方向,故自然光透過偏振片后變?yōu)槠窆?B正確.只要偏振光的振動方向與偏振片的透振方向不垂直就能通過偏振片,當兩者方向平行時,透射光強度最大,C選項錯誤.當兩者方向垂直時,偏振光將不能通過偏振片,D正確.16.【答案】ACD【解析】17.【答案】B、D【解析】放立體電影時有左右兩架放影機同時工作,如下圖,在每架放映機前有一塊偏振鏡子,其偏振方向互相垂直,因此從放映機前偏振鏡射出的兩束偏振光的偏振方向互相垂直,這兩束偏振光經(jīng)銀幕反射其偏振方向不改變,觀眾眼睛所戴的偏光眼鏡的兩只鏡片偏振方向互相垂直,且左眼鏡片跟左邊放映機前偏振鏡的偏振方向一致,右眼鏡片跟右邊放映機前面偏振鏡的偏振方向一致．這樣,左眼只能看到左機映出的畫面,右眼只能看到右機映出的畫面,兩眼看到的畫面略有差異,因而產(chǎn)生立體感,因此B、D選項正確．18.【答案】4.945650【解析】螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動刻度讀數(shù)為0.01×44.5＝0.445mm,所以最終讀數(shù)為4.945mm.根據(jù)雙縫干預條紋的間距公式Δx＝λ得,λ＝Δx,代入數(shù)據(jù)得,λ＝650nm.19.【答案】〔1〕CD,〔2〕偏小,〔3〕【解析】〔1〕A,作插針法測定折射率時,玻璃磚上下外表不一定要平行．故A錯誤．B,為了減小測量的相對誤差,選擇的入射角應盡量大些,效果會更好．故B錯誤．C,為了準確確定入射光線和折射光線,大頭針應垂直地插在紙面上；故C正確．D,大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些時,相同的距離誤差,引起的角度誤差會減