單元素養(yǎng)評價(jià)(八)　光 一、單項(xiàng)選擇題1．下列說法中正確的是(　　)A．甲圖肥皂泡呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象B．乙圖是沙漠上海市蜃樓的圖像C．丙圖是圓孔衍射的圖樣D．丁圖為楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)觀察到的圖樣，應(yīng)前后移動(dòng)測量頭，轉(zhuǎn)動(dòng)遮光筒直至圖樣正常2．[2022·?？谀M]如圖所示為一半圓形玻璃磚的橫截面，O為圓心，直徑AB與水平面平行，水平面上有一激光源P，從P射出的一束激光照射到O點(diǎn)時(shí)，剛好發(fā)生全反射，反射的激光束又照射到水平面上的Q點(diǎn)，經(jīng)測量，P、O、Q三點(diǎn)剛好構(gòu)成一個(gè)等邊三角形．則玻璃磚的折射率為(　　)A．     B．C．1.5     D．23．利用如圖1所示的裝置(示意圖)，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是(　　)A．甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫B．甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應(yīng)的雙縫間距較大4．[2022·山東煙臺一模]如圖所示，在等邊三棱鏡截面ABC內(nèi)，有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點(diǎn)，已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為θ＝30°，該三棱鏡對該單色光的折射率為，則下列說法中正確的是(　　)A．該單色光在AB邊界發(fā)生全反射B．該單色光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變長C．該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行D．該單色光在AC邊界發(fā)生全反射5．如圖所示，兩束單色光a、b分別照射到玻璃三棱鏡AC面上，穿過三棱鏡后垂直AB射出，a光和b光相比較，則(　　)A．a光的頻率高B．a光的波長短C．a光在三棱鏡中的速度小D．對同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬二、多項(xiàng)選擇題6．圖甲是用光的干涉法來檢查物體平面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其平面的物體，C為入射光，圖乙為觀察到的干涉條紋，下列說法正確的是(　　)A．入射光C應(yīng)采用單色光B．圖示條紋是由A的下表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的C．當(dāng)A、B之間某處距離為入射光的半波長奇數(shù)倍時(shí)，對應(yīng)條紋是暗條紋D．由圖乙條紋可知，被檢查表面上有洞狀凹陷7.[2022·山東萊蕪模擬]如圖所示為某種透明介質(zhì)做成的等腰直角三棱鏡的截面示意圖．由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于BC邊射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光束垂直于BC邊射出，且在AB、AC邊只有b光射出，光路圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．該三棱鏡對a光折射率應(yīng)大于等于B．a光的頻率比b光的頻率小C．b光在三棱鏡中的傳播速度大于a光在三棱鏡中的傳播速度D．a、b兩種單色光通過同一單縫，b光的衍射現(xiàn)象更明顯三、非選擇題8．如圖所示為某同學(xué)利用插針法測定半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)．在一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)(1)(多選)以下說法正確的是________．A．P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度B．P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高準(zhǔn)確度C．入射角θ適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度D．P1、P2的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無關(guān)(2)該玻璃磚的折射率n＝________．另一同學(xué)將大頭針插在P′1和P′2位置時(shí)，沿著P3、P4的方向看不到大頭針的像，其原因可能是________．9．如圖甲所示是小劉同學(xué)做“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)的裝置．(1)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該在B處放________(選填“單縫”或“雙縫”).(2)經(jīng)過一系列的調(diào)試，得到了亮度較好、清晰的干涉圖樣，但在放大鏡視野中出現(xiàn)如圖乙所示的現(xiàn)象，調(diào)整方法是____________________________．(3)一次實(shí)驗(yàn)測量完成后，小劉同學(xué)將紅色濾光片改為綠色，則觀察到干涉條紋的間距________(選填“變大”“變小”或“不變”).  10．如圖所示，一厚度均勻的圓柱形玻璃管內(nèi)徑為r，外徑為R，高為R.一條光線從玻璃管上方入射，入射點(diǎn)恰好位于M點(diǎn)，光線與圓柱上表面成30°角，且與直徑MN在同一豎直面內(nèi)．光線經(jīng)入射后從內(nèi)壁射出，最終到達(dá)圓柱底面，在玻璃中傳播時(shí)間為t1，射出直至到底面?zhèn)鞑r(shí)間為t2，測得t1∶t2＝3∶1.已知該玻璃的折射率為，求圓柱形玻璃管內(nèi)、外半徑之比r∶R.                   11．[2022·山東泰安模擬]有一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)叫“消失的硬幣”，如圖，把一枚硬幣放在裝滿水的不透明圓柱形杯子底部中央，眼睛在杯子左上邊緣恰好可以看到整個(gè)硬幣，若把杯子里的水全部用吸管吸走，則硬幣在視線中消失了，且眼睛恰好看到杯子的右下端，已知硬幣的直徑為d，杯子底部的直徑為3d，杯子的高度為h：(1)求水的折射率n；(2)當(dāng)硬幣剛好從視線中完全消失時(shí)，液面下降的高度H.   單元素養(yǎng)評價(jià)(八)　光1．解析：甲圖肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜內(nèi)外反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的干涉造成的，故A正確；乙圖是光的全反射現(xiàn)象，產(chǎn)生海面上海市蜃樓的圖像，不是沙漠上海市蜃樓的圖像，故B錯(cuò)誤；丙圖是泊松亮斑的衍射圖樣，而圓孔衍射的圖樣中央亮斑較大也較亮，故C錯(cuò)誤；丁圖為楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)觀察到的圖樣，分劃板正常，而干涉圖樣傾斜，因此應(yīng)保持測量頭不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)遮光筒直至圖樣正常，故D錯(cuò)誤．答案：A2．解析：根據(jù)題意可知，光在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射的臨界角為C＝30°，根據(jù)sin C＝可知，光的折射率為n＝2，故A、B、C錯(cuò)誤、D正確．答案：D3．解析：根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干涉圖樣特點(diǎn)判斷，單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮，往兩邊變窄，雙縫干涉圖樣是明暗相間的條紋，條紋間距相等，條紋寬度相等，結(jié)合圖甲、乙可知，甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A4．解析：該單色光從空氣射向三棱鏡，不可能在AB邊界發(fā)生全反射，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從空氣進(jìn)入三棱鏡，頻率不變，波速減小，由λ＝知波長變短，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在E點(diǎn)，入射角為i＝60°，設(shè)折射角為r，由n＝，可得r＝30°，根據(jù)幾何關(guān)系知，該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)對稱性可知，光線射到AC邊時(shí)的入射角等于AB邊時(shí)的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，該單色光在AC邊界不會發(fā)生全反射，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C5．解析：根據(jù)題圖可以看出，經(jīng)過玻璃三棱鏡后，b光的偏折角度大，a光的偏折角度小，根據(jù)折射定律n＝知，玻璃三棱鏡對b光的折射率大于對a光的折射率，則a光的頻率低，b光的波長短，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)公式v＝知，a光在三棱鏡中的速度大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝λ知，對同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬，選項(xiàng)D正確．答案：D6．解析：空氣薄層干涉形成的條紋是膜的上下表面的反射光干涉產(chǎn)生的，根據(jù)干涉的條件，以及檢查其平面的物體的條件可知，入射光為單色光，故A正確；根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生可知，圖示條紋是由A的下表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的，故B正確；空氣層厚度相同的地方，兩列光波的路程差相同，當(dāng)AB之間某處距離為入射光的半波長奇數(shù)倍時(shí)，則兩列光波的光程差為半波長的偶數(shù)倍，所以對應(yīng)條紋是明條紋，故C錯(cuò)誤；空氣薄層干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同；從彎曲的條紋可知，檢查平面彎曲邊處的空氣膜厚度與右側(cè)的空氣膜厚度相同，彎曲處是凸的，故D錯(cuò)誤．答案：AB7．解析：因a光在AB、AC邊外側(cè)均無出射光線，故發(fā)生了全反射，則臨界角C≤45°，由折射定律得n＝，可得n≥ ，A項(xiàng)正確；b光在AB、AC邊有光線出射，說明b光的臨界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的頻率大于b光的頻率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由n＝可知b光在三棱鏡中的傳播速度大于a光在三棱鏡中的傳播速度，C項(xiàng)正確；b光的波長長，同一單縫衍射，b光衍射現(xiàn)象更明顯，D項(xiàng)正確．答案：ACD8．解析：(1)為了提高精確度，實(shí)驗(yàn)時(shí)大頭針之間的距離適當(dāng)大一些，入射角適當(dāng)大一些，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．(2)根據(jù)折射定律得，玻璃磚的折射率n＝＝＝.另一同學(xué)將大頭針插在P′1和P′2位置時(shí)，沿著P3、P4的方向看不到大頭針的像，其原因可能是發(fā)生了全反射．答案：(1)AC　(2)　發(fā)生全反射9．解析：(1)根據(jù)“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)的原理可知，光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后，需要先經(jīng)過單縫，再經(jīng)過雙縫，最后到達(dá)光屏．(2)應(yīng)該調(diào)節(jié)測量頭使分劃板中心刻線與條紋平行．(3)將紅色濾光片改為綠色，即波長變短，根據(jù)公式Δx＝λ可知，干涉條紋的間距將變小．答案：(1)單縫　(2)調(diào)節(jié)測量頭使分劃板中心刻線與條紋平行　(3)變小10．解析：光路圖如圖所示：由題可得入射角i＝60°，折射率n＝，設(shè)折射角為γ由折射定律n＝解得γ＝45°由幾何關(guān)系可得MC＝CA＝R－r，MA＝MC，AD＝r，AB＝r設(shè)光線在玻璃中傳播的速度為v，且n＝解得：t1＝＝t2＝＝由t1∶t2＝3∶1解得r∶R＝1∶3答案：1∶311．解析：(1)由題意可知，硬幣左端D的光線經(jīng)水面折射，從杯子左邊緣A點(diǎn)射出后恰好進(jìn)入眼睛，折射光線的反向延長線經(jīng)過杯子右下端C點(diǎn)，如圖設(shè)入射角為α，折射角為β，由折射定律得sin β＝n·sin α在Rt△ABC、Rt△ABD中，由幾何關(guān)系可得sin β＝sin α＝解得n＝(2)如圖，設(shè)當(dāng)液面下降至MN時(shí)硬幣剛好從視線中完全消失，硬幣右端E的光線經(jīng)MN面折射，從杯子左邊緣A點(diǎn)射出后恰好進(jìn)入眼睛，折射光線的反向延長線經(jīng)過杯子右下端C點(diǎn)，由△AGF與△ADC相似可得＝解得H＝答案：(1)　(2)

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