第四章 章末檢測(cè)試卷(四)--教科版高中物理選擇性必修第一冊(cè)同步課件+講義（新教材）

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ZHANGMOJIANCESHIJUAN(SI)章末檢測(cè)試卷(四)(滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求的)1.(2022·福州市高二期末)關(guān)于光的干涉、光的衍射、光的偏振實(shí)驗(yàn)，下列描述錯(cuò)誤的是A.甲圖為單縫衍射圖樣，乙圖為雙縫 干涉圖樣B.改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的入射光實(shí)驗(yàn)，甲圖中條紋間距變大C.色彩斑斕的肥皂泡，五顏六色的油膜的形成原理與丙圖相同D.用照相機(jī)拍攝水下景物時(shí)，使用偏振鏡可以減少水面反射光的干擾， 應(yīng)用了丁圖的原理√123456789101112131415161718123456789101112131415161718雙縫干涉圖樣的相鄰亮或暗條紋的間距相等，故甲為雙縫干涉圖樣，乙為單縫衍射圖樣，故A錯(cuò)誤，符合題意；根據(jù)條紋間距公式Δx＝ ，當(dāng)改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的入射光實(shí)驗(yàn)，甲圖中條紋間距變大，故B正確，不符合題意；123456789101112131415161718丙圖是光的干涉現(xiàn)象，色彩斑斕的肥皂泡和五顏六色的油膜的形成是光的干涉現(xiàn)象，故C正確，不符合題意；丁圖是光的偏振原理，用照相機(jī)拍攝水下景物時(shí)，使用偏振鏡可以減少水面反射光的干擾，應(yīng)用了丁圖的原理，故D正確，不符合題意。2.如圖所示，夏天，在平靜無(wú)風(fēng)的海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到山峰、船舶、集市、廟宇等景象出現(xiàn)在空中，在沙漠里有時(shí)也會(huì)看到遠(yuǎn)處的水源、仙人掌近在咫尺，這些都是“蜃景”。下列有關(guān)“蜃景”的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A.海面上上層空氣的折射率比 下層空氣的折射率要小B.沙面上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√123456789101112131415161718沙漠里下層空氣的溫度比上層的高，故沙漠地表附近的空氣折射率從下到上逐漸增大，遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線射向沙漠地表時(shí)，由于不斷被折射，越來(lái)越偏離法線方向，進(jìn)入下層的入射角不斷增大，以致發(fā)生全反射，光線反射回空氣，人們逆著光線看去，就會(huì)看到倒立的景物，從而產(chǎn)生了沙漠“蜃景”現(xiàn)象；123456789101112131415161718海面上的上層空氣的溫度比下層空氣的溫度高，故海面上的上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小，近處的景物反射的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較小的上一層的入射角增大到臨界角時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線就會(huì)從高空的空氣層返回折射率較大的下一層，從而產(chǎn)生“蜃景”現(xiàn)象，A、C、D正確，B錯(cuò)誤。1234567891011121314151617183.(2022·上海市奉賢區(qū)期中)如圖(a)所示是做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖。先做操作1：用兩塊不同顏色的濾光片分別擋住雙縫屏上、下兩半部分Ⅰ和Ⅱ；接著再做操作2：用不透明的擋板擋住b縫。若兩塊濾光片一塊是紅色、一塊是藍(lán)色，紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則123456789101112131415161718A.完成操作1后，光屏上出現(xiàn)的是圖(b)圖案， 且甲是紅色條紋，乙是藍(lán)色條紋B.完成操作1后，光屏上出現(xiàn)的是圖(c)圖案， 且丙是藍(lán)色條紋，丁是紅色條紋C.完成操作2后，光屏上出現(xiàn)的是圖(b)圖案， 且甲是藍(lán)色條紋，乙是紅色條紋D.完成操作2后，光屏上出現(xiàn)的是圖(c)圖案， 且丙是藍(lán)色條紋，丁是紅色條紋123456789101112131415161718√題圖(b)中的條紋為等間距明暗相間條紋，是干涉圖樣。題圖(c)為中間最寬且不等間距明暗相間條紋，是衍射條紋。操作1是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，故條紋間距相等，光屏上出現(xiàn)題圖(b)圖案，由圖案知甲的波長(zhǎng)大于乙的波長(zhǎng)，故甲為紅色條紋，乙為藍(lán)色條紋；操作2是單縫衍射，條紋間距不相等，光屏上出現(xiàn)題圖(c)圖案，再結(jié)合波長(zhǎng)關(guān)系可知丙是紅色條紋，丁是藍(lán)色條紋，故選A。1234567891011121314151617184.(2023·福州市高二期中)如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則屏上中央亮條紋位于圖中O處。現(xiàn)將光源S向上移動(dòng)到示意圖中的S′位置，則A.中央亮條紋向下移動(dòng)，且條紋間距不變B.中央亮條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變C.中央亮條紋向下移動(dòng)，且條紋間距減小D.中央亮條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大√123456789101112131415161718在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若把單色光源S從雙縫S1、S2的中心對(duì)稱軸位置稍微向上移動(dòng)，通過(guò)雙縫S1、S2的光仍然是相干光，仍可產(chǎn)生干涉條紋，中央亮紋的位置經(jīng)過(guò)S1、S2到S′的路程差仍等于0。由于S′S1 ，則光在第一次到達(dá)光纖側(cè)面時(shí)不會(huì)從光纖側(cè)面射出√√123456789101112131415161718光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以光從真空射入光纖，光的頻率不變，故A正確；通過(guò)光纖側(cè)面反射后再?gòu)纳戏浇孛嫔涑龅墓馐c垂直射出上方截面的光束不平行，故C錯(cuò)誤；12345678910111213141516171812345678910111213141516171811.(2023·銀川市月考)如圖所示，等邊三角形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面。一束單色光PQ平行于角平分線OM射向OA，在界面OA發(fā)生折射，折射光線平行于OB且恰好射到M點(diǎn)(不考慮反射光線)。則A.透明柱狀介質(zhì)對(duì)單色光PQ的折射率為B.增大入射光的頻率，光在該介質(zhì)中的傳播速度不變C.保持入射點(diǎn)Q不變，減小入射角，一直有光線從AMB面射出D.保持入射光PQ的方向及入射點(diǎn)Q不變，增大入射光的頻率，出射點(diǎn)將在 M點(diǎn)下方√√123456789101112131415161718123456789101112131415161718作出光路圖如圖所示保持入射點(diǎn)Q不變，減小入射角，折射角隨之減小，則折射光線射到AMB面上的入射角增大，當(dāng)該入射角大于等于臨界角時(shí)，將發(fā)生全反射，光線不能射出AMB面，C錯(cuò)誤；12345678910111213141516171812.如圖甲所示，在平靜的水面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源s，它發(fā)出不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(如圖乙)。設(shè)水對(duì)b光的折射率為nb，則下列說(shuō)法正確的是A.在水中，a光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)B.在水中，a光的傳播速度比b光的大C.復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為S＝D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，a光的干涉條紋間距比b光的窄√√123456789101112131415161718√123456789101112131415161718a光的折射率小，波長(zhǎng)長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝ 可知，相同條件下，a光的干涉條紋間距比b光的寬，故D錯(cuò)誤。123456789101112131415161718三、非選擇題(本題共6小題，共48分)13.(6分)如圖所示，在測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)先在白紙上放好截面是正三角形ABC的三棱鏡，并確定AB和AC界面的位置，然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2，再?gòu)睦忡R的右側(cè)觀察P1和P2的像。(1)此后正確的操作步驟是______。A.插上大頭針P3，使P3擋住P2的像B.插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像C.插上大頭針P4，使P4擋住P3的像D.插上大頭針P4，使P4擋住P3以及P1和P2的像BD123456789101112131415161718123456789101112131415161718此后正確的操作步驟是：插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像；插上大頭針P4，使P4擋住P1、P2的像和P3，故B、D正確。(2)正確完成上述操作后，在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置(圖中已標(biāo)出)，為測(cè)量該種玻璃的折射率，兩位同學(xué)分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路圖和若干條輔助線，如圖甲、乙所示，能夠僅通過(guò)測(cè)量ED、FG的長(zhǎng)度便可正確計(jì)算出折射率的是圖______(填“甲”或“乙”)，所測(cè)玻璃折射率的表達(dá)式n＝______(用代表線段長(zhǎng)度的字母ED、FG表示)。乙12345678910111213141516171812345678910111213141516171812345678910111213141516171814.(8分)(2022·浙江大學(xué)附屬中學(xué)高二期中)我們用如圖甲所示的裝置來(lái)做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)。(1)將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，則在圖甲中A、B處分別應(yīng)該安裝的器材和濾光片的位置分別是____。A.A處為雙縫、B處為單縫，濾光片在光源和凸透鏡之間B.A處為單縫、B處為雙縫，濾光片在A和B之間C.A處為雙縫、B處為單縫，濾光片在遮光筒內(nèi)D.A處為單縫、B處為雙縫，濾光片在凸透鏡和A之間D123456789101112131415161718123456789101112131415161718為獲取兩個(gè)單色線光源，A處應(yīng)為單縫、B處應(yīng)為雙縫，濾光片在凸透鏡和A之間。故選D；123456789101112131415161718(2)若在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，某同學(xué)觀察到圖乙所示圖像，即測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，若繼續(xù)移動(dòng)目鏡觀察，將會(huì)使測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以需要對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整，使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，下面操作中可行的有_____。A.調(diào)節(jié)撥桿方向B.其他不動(dòng)，測(cè)量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度C.其他不動(dòng)，僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪B因?yàn)橛星逦母缮鎴D樣，所以不用調(diào)節(jié)撥桿方向，分劃板中心線與干涉條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量頭使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上，所以其他不動(dòng)，將測(cè)量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度，僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，不能使干涉條紋與分劃板中心線在同一方向上，A、C錯(cuò)誤，B正確。123456789101112131415161718(3)已知雙縫間距離d＝0.20 mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l＝75.0 cm，如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對(duì)準(zhǔn)圖丁所示的第1條亮條紋，此時(shí)游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖戊所示，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)圖丁所示第5條亮條紋，此時(shí)游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)尺的位置如圖己所示，該游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x2＝________ mm。由以上已知數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長(zhǎng)是____________m。9.66.2×10－7123456789101112131415161718由題圖戊知游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x1＝0.3 mm，由題圖己知，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x2＝9 mm＋6×0.1 mm＝9.6 mm＝2.325×10－3 m12345678910111213141516171815.(7分)如圖所示，一梯形透明介質(zhì)ABCD，∠A＝75°，∠B＝45°，一光線垂直于BC面從E點(diǎn)射入介質(zhì)后，射到AB面時(shí)恰好發(fā)生全反射，從AD面上的某點(diǎn)射出。求：(1)介質(zhì)對(duì)該光線的折射率n；123456789101112131415161718123456789101112131415161718該光線在介質(zhì)中傳播的光路如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系，該光線在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角θ＝∠B＝45° (1分)(1分)(1分)123456789101112131415161718(2)該光線從AD面射出時(shí)的折射角r。答案　45°根據(jù)幾何關(guān)系，該光線射到AD面的入射角i＝30° (1分)(2分)解得r＝45°。 (1分)16.(8分)研究光的干涉現(xiàn)象原理圖如圖所示。光源S到雙縫S1、S2的距離相等，S1、S2連線平行于光屏，O點(diǎn)為S1、S2連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。光源S發(fā)出單色光，經(jīng)S1、S2傳播到光屏上P點(diǎn)，S1P垂直于光屏，P為某亮條紋中心，OP之間還有k條亮條紋，光由S1、S2傳播到P點(diǎn)的時(shí)間差為t0?，F(xiàn)緊貼S1放置厚度為d的玻璃片，光由S1垂直穿過(guò)玻璃片傳播到P點(diǎn)與光由S2直接傳播到P點(diǎn)時(shí)間相等。已知光在真空中的速度為c，玻璃對(duì)該單色光的折射率為n，不考慮光在玻璃片內(nèi)的反射，求：(1)單色光在真空中的波長(zhǎng)λ；123456789101112131415161718123456789101112131415161718由題意，P為第k＋1級(jí)亮條紋中心，則S2P－S1P＝(k＋1)λ (2分)而S2P－S1P＝ct0 (1分)(1分)(2)玻璃片的厚度d。由題意，設(shè)光在玻璃中的傳播速度為v，則(2分)(1分)(1分)12345678910111213141516171817.(9分)如圖所示，在平靜湖面岸邊的垂釣者，眼睛恰好位于岸邊P點(diǎn)正上方0.9 m的高度處，浮標(biāo)Q離P點(diǎn)0.9 m遠(yuǎn)，魚餌燈M在浮標(biāo)正前方1.8 m處的水下，垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住，已知水的折射率n＝ 。(1)求魚餌燈離水面的深度；123456789101112131415161718設(shè)魚餌燈在水下深h處，眼睛的位置為A，魚餌燈發(fā)出的光從水中斜射出水面的入射角為β，折射角為α，如圖所示，(2分)(1分)代入數(shù)據(jù)可得β＝30° (1分)(1分)123456789101112131415161718123456789101112131415161718(2)魚餌燈緩慢豎直上浮，當(dāng)它離水面多深時(shí)，魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面P、Q之間射出？答案　1.8 m由題意可得，只要光從Q點(diǎn)無(wú)法射出水面，則意味著光無(wú)法從P、Q之間射出水面。設(shè)光從水中射入空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角為C，在Q點(diǎn)恰好發(fā)生全反射時(shí)魚餌燈的深度為h′，則sin C＝ (2分)可得C＝45° (1分)所以h′＝QN＝1.8 m。 (1分)12345678910111213141516171812345678910111213141516171818.(10分)如圖所示，已知一塊環(huán)形玻璃磚的折射率n為 ，外圓半徑為2R，光線a沿半徑方向射入玻璃磚，光線b與光線a平行，兩束光線之間的距離為x＝ ，光線b經(jīng)折射后恰好與內(nèi)圓相切。已知光在真空中的傳播速度為c。求：(1)該玻璃磚的內(nèi)圓半徑r；答案　R光路如圖所示(1分)(1分)(1分)即θ＝30° (1分)解得r＝R (1分)123456789101112131415161718123456789101112131415161718(2)光線a、b在外圓界面內(nèi)傳播的時(shí)間差Δt(不考慮光線反射)。123456789101112131415161718光線在外圓界面內(nèi)傳播的速度為(1分)光線b在外圓界面內(nèi)傳播的時(shí)間為(2分)123456789101112131415161718光線a在外圓界面內(nèi)傳播的時(shí)間為(1分)光線a、b在外圓界面內(nèi)傳播的時(shí)間差為(1分)