-2022年高二上学期物理人教版选择性必修《光》单元测冲刺

第4章《光》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.下列关于“用双缝干涉测量光的波长”实验的操作，正确的是()A．光具座上从光源开始依次摆放凸透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头和目镜B．将单缝向双缝靠近，相邻两亮条纹中心的距离减小C．将滤光片从红色换成绿色，观察到的条纹间距增大D．单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节2.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率C．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距3.对下列现象解释不正确的是()A．如图和泊松亮斑的原理一样B．如图和三棱镜色散的原理一样C．如图和利用光学技术检查镜面的平整程度的原理一样D．如图和偏振太阳镜的原理一样4.某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是()A．B．C．D．5.如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同．设介质1和介质2的折射率分别为n1、n2，则下列结论正确的是()A．n1＝n2B．n1＞n2C．n1＜n2D．以上三种可能性都有6.从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，如图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则()A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点7.在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是()A．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹B．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹C．用紫光作为光源，中央明条纹宽度是两边条纹宽度的2倍D．在实验装置不变的情况下，红光条纹间距小于蓝光的条纹间距8.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是()A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生9.用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是()A．相邻干涉条纹之间的距离相等B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距10.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的()A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象11.如图所示，AOCB是一块透明媒质的截面，该媒质的折射率在Y方向上随Y值的增大而减小，在X方向上不随X值变化而变化．今有一束单色光自AO端面上P点沿直线QP的方向进入此媒质中传播，则光的传播路径可能是图中的()A．路径①B．路径②C．路径③D．路径④年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据．关于激光，下列说法中正确的是()A．激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉C．用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环D．激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息13.下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有()A．它同双缝干涉的图样完全相同B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中央亮纹最宽最亮14.平行的a、b两种单色光的光束以相同的入射角从空气斜射向某种长方体玻璃砖上表面的同一位置，在玻璃砖下表面将分开为不同的单色光光束．若a光的频率小于b光的频率，则以下光路图中正确的是()A．B．C．D．15.如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为()A．B．C．D．2二、填空题(共3小题)和S2是两个相干的光源，发出的光波的波长为×10－7m，A点与S1和S2的路程差为×10－6m．若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现______条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现______条纹．(填“亮”或“暗”)年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象．他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得______________；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得____________________________________________________________．18.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，需要从标尺上读出某条亮条纹的位置．图中所示的读数是________mm.若双缝相距为d，双缝到屏间的距离为l，相邻两个亮条纹中心的距离为Δx，则光的波长表示为λ＝________(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为：d＝mm，l＝700mm，测量Δx的情况如图所示．由此可计算出该光的波长为：λ＝________m.三、简答题(共3小题)19.凸透镜的弯曲表现是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入(如图所示)．从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹．这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的．如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径是变大还是变小？如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径是变大还是变小？20.如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片．(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系．(2)试说明照片(4)中中央条纹的颜色及成因．21.如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置．(1)若将单缝绕中心轴旋转(不超过90°)，条纹将发生什么变化？(2)若将双缝绕中心轴旋转(不超过90°)，条纹将发生什么变化？四、计算题(共3小题)年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)．(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜．试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域．(2)设光源S到平面镜的垂直距离和光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹．写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式．23.如图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体．容器底部靠近器壁处有一竖直放置的cm长的线光源．靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源．开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分．将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端．再将线光源沿同一方向移动cm，刚好可以看到其顶端．求此液体的折射率n.24.直角三角形的玻璃砖ABC放置于真空中，∠B＝30°，CA的延长线上S点有一点光源，发出的一条光线由D点射入玻璃砖，如图所示．光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束经过SD用时和在玻璃砖内的传播时间相等．已知光在真空中的传播速度为c，BD＝d，∠ASD＝15°.求：(1)玻璃砖的折射率；(2)SD两点间的距离．

答案解析1.【答案】D【解析】为了获取单色的线光源，光源后面是滤光片、单缝，然后通过双缝在光屏上产生干涉图样，则后面是双缝、遮光筒、测量头和目镜，故A错误；单缝与双缝间的距离不影响条纹的间距，所以相邻两亮条纹中心的距离不变，故B错误；若将红色滤光片换成绿色滤光片，根据双缝干涉条纹间距公式：Δx＝，因波长变短，观察到的条纹间距会变小，故C错误；单缝与双缝的平行度可以通过拨杆来调节，故D正确．2.【答案】C【解析】光线a的偏折程度大，根据折射定律公式n＝，知玻璃砖对a光的折射率大；再根据公式v＝，知光线a在玻璃中的传播速度小，故A、B错误；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，首先消失，故C正确；光线a的折射率大，说明光线a的频率高，根据c＝λf，光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，知分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D错误；故选C.3.【答案】A【解析】海市蜃楼是由于光发生了全反射而形成的，泊松亮斑是由于光的衍射产生的，两者原理不同，故A错误．彩虹和三棱镜色散的原理一样，都光的折射现象，故B正确．肥皂泡的彩色是由于光的干涉形成的，利用光学技术检查镜面的平整程度是利用光的干涉现象，两者原理相同．故C正确．立体电影和偏振太阳镜的原理一样，都是利用光的偏振原理．故D正确．4.【答案】B【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，B对．5.【答案】B【解析】由题知，红光与紫光在两种介质中入射角和折射角相等，由折射率公式n＝知：介质1对红光的折射率等于介质2对紫光的折射率；但对于同一介质中，频率大的光折射率大，紫光的频率等于红光，所以介质1折射率大于介质2的折射率．6.【答案】C【解析】白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹，由题意知＝，即光程差等于零，在O点振动加强，形成亮点．所以A、B、D错误，C正确．7.【答案】A【解析】用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，则出现红黑相间的条纹，故A正确；由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹，故B错误；用紫光作为光源，出现紫黑相间的条纹，是等宽、等亮的条纹，故C错误；红光波长大于蓝光的波长，根据条纹间距公式Δx＝λ，红光条纹间距大于蓝光的条纹间距，故D错误．8.【答案】B【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确．在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，选项C错误．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了方便肉眼观察，故选项D错误．9.【答案】A【解析】因为相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝λ，其中d为双缝间的距离，l为双缝到光屏的距离，λ为光波波长．对于同一单色光，干涉条纹间距相等，A正确，C错误；又因为λ红＞λ蓝，所以Δx红>Δx蓝，故D错；干涉条纹的各明条纹的宽度相等，故B错．10.【答案】A【解析】激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．11.【答案】A【解析】由于光线从空气射入透明的光学材料，y轴作为入射界面，因为该光学材料的折射率沿y轴正方向减小，根据折射定律可知，在平行于x轴的各个层面上折射角不断增大，并可能发生全反射，所以折射光线不断向x轴方向偏折．故光的传播路径①是可能的，②③④是不可能的，故A正确．故选：A12.【答案】D【解析】激光是人造光，也是偏振光，故A错误；激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，故D正确．13.【答案】D【解析】由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D选项正确．14.【答案】A【解析】CD.光线通过玻璃砖发生了两次折射，在玻璃砖下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路的可逆性原理可知，在玻璃砖下表面的折射角等于上表面的入射角，由几何关系可知，出射光线与入射光线平行，所以出射时a、b两束单色光互相平行．故C、D错误．a光的频率小于b光的频率，则玻璃对a光的折射率比b光的小，根据折射定律可知，b光通过玻璃砖时侧移较大，故A正确，B错误．故选A.15.【答案】C【解析】16.【答案】暗亮【解析】本题考查光的干涉中出现明暗条纹的条件．n＝＝＝若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现亮条纹．17.【答案】一个点光源两个振动情况总相同的光源，即相干光源【解析】在双缝干涉实验中，两光的频率须相同，因此他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得一个点光源，由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得相干光源．18.【答案】Δx×10－7【解析】从题图可以看出，主尺示数为5mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：12×mm＝mm，游标卡尺的示数为：5mm＋mm＝mm.由干涉条纹间距的计算公式：Δx＝λ，解得光的波长表达式为：λ＝.由题图可以求出条纹间距为：Δx＝mm＝mm，代入数据解得光的波长为：λ＝×10－7m.19.【答案】变大变大【解析】由于以接触点为圆心的同一圆周上空气楔厚度相同，光通过空气楔的光程差是相同的，所以干涉条纹是环形的，若某一厚度空气楔环，光通过它的光程差为的偶数倍，对应一亮环．若换作曲率半径更大的凸透镜，则这一厚度要外移，对应牛顿亮环半径要变大．其他环半径依次变大，所以圆环半径要变大．同理，若改用波长更长的单色光照射，观察到圆环半径变大．20.【答案】(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由