高二物理（人教版选择性必修一）试题阶段质量检测（四）光（Word版附解析）

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阶段质量检测(四)　光(满分:100分　网阅作业,选择题请在答题区内作答)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,分别得到如下四幅图样,哪一个是由单缝衍射实验得到的图样(　　)2.全息照相技术的基本原理如图所示。这一技术是利用了光的(　　)A.偏振现象　　　　　　B.衍射现象C.折射现象D.干涉现象3.如图所示,直角三角形为某种透明介质的横截面,∠B=30°,P为BD边上的一点。若某单色光从P点垂直BD射入介质,在AB边恰好发生全反射,则介质对该光的折射率为(　　) A.3B.2C.2D.124.下列说法正确的是(　　)A.激光是自然界某种物质直接反光产生的B.照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理C.在双缝干涉实验中,若用白光作为光源照射双缝,当把双缝中的一条缝用不透光的板挡住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色条纹D.观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象,说明光是一种纵波5.如图所示是双缝干涉实验的装置,黄光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点到双缝S1和S2的距离相等,P点是距离O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光,屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(　　)A.若入射单色光为蓝光,则O点是蓝光的亮条纹B.若入射单色光为红光,则O点不是红光的亮条纹C.若入射单色光为红光,则第一条亮条纹在P点的下方D.若入射单色光为蓝光,则第一条亮条纹在P点的上方6.某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度为16 cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度,由该方案可知(　　) A.若h=4 cm,则n=3B.若h=6 cm,则n=43C.若n=54,则h=10 cmD.若n=32,则h=5 cm7.如图所示,ABC为等腰棱镜,OO'是棱镜的对称轴,a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜,两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等,两束光折射后相交于图中的P点,下列判断正确的是(　　) A.在同一介质中,a光光速大于b光光速B.若从同一介质射入真空,a光发生全反射时的临界角比b光发生全反射时的临界角大C.用同一双缝干涉实验装置观察,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D.在真空中,a光波长大于b光波长二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当θ=30°时,反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是(　　) A.该材料对红光的折射率为3B.若θ=45°,光线c消失C.若入射光a变为白光,光线b为白光D.若入射光a变为紫光,光线b和c仍然垂直9.如图所示是研究光的双缝干涉示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,经过S1、S2的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的O点到两狭缝S1和S2的距离相等。如果入射光的波长为λ,把O处的亮条纹记作0号条纹,由O向上数,则P1处是与0号亮条纹相邻的1号亮条纹。以下说法正确的是(　　) A.波长由λ改成2λ,得到的干涉条纹间距变宽B.波长由λ改成2λ,得到的干涉条纹间距变窄C.当入射光的波长λ'=2λ时,P1处为亮条纹D.当入射光的波长λ'=2λ时,P1处为暗条纹10.等腰三角形abc为一棱镜的横截面,ab=ac;一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜,在bc边反射后从ac边射出,出射光分成了不同颜色的两束光,甲光的出射点在乙光的下方,如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　)A.甲光的波长比乙光的长B.甲光的频率比乙光的高C.在棱镜中的传播速度,甲光比乙光的大D.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(7分)某学习小组通过实验测定一截面为半圆形的玻璃砖的折射率n,可用的实验器材有玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔等。部分步骤如下:①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d;②在平铺的白纸上利用圆规画出玻璃砖的位置和圆心O,过O点画出法线;将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好,玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点;③用激光笔从玻璃砖一侧照射玻璃砖的圆心O,如图甲所示,在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D;从图示位置逆时针缓慢移动激光笔,使光斑D恰好消失,用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置,移走玻璃砖和光屏。根据以上步骤,回答下列问题:(1)用游标卡尺测得玻璃砖直径d的示数如图乙所示,则d=　　　　　　cm;(2分) (2)为了精准测量玻璃砖的折射率n,还需测量的一个物理量及表示它的字母为　　　　　　　　　　　;(2分) (3)根据以上测量的物理量,写出计算玻璃砖折射率的表达式n=　　　　　。(用字母表示)(3分) 12.(9分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图甲),双缝间距d=0.4 mm,双缝到光屏间的距离l=0.5 m,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。(1)下列说法正确的是　　　　。(2分) A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在光屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽D.为方便起见,可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离Δx,再根据λ=dlΔx求出波长(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示,分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺的读数为27.50 mm,在图中B位置时游标卡尺读数如图丙所示。①分划板中心刻线在图乙中A、B位置时,相邻两条亮条纹中心间距Δx=　　　mm。(2分) ②该单色光的波长λ=　　　　m(保留两位有效数字)。(3分) (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丁所示,则在这种情况下测量干涉条纹中心间距Δx时,真实值　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)测量值。(2分) 13.(10分)如图所示,在透明均匀介质内有一个半径为R的球状空气泡,单色平行光从左侧水平射入,其中的一束细光束在A点以入射角30°从介质射入气泡,射出气泡时光线方向偏转了30°,不考虑多次反射的情况。(1)画出该光束经A点射入后的完整光路图,要求使用作图工具并保留必要的作图痕迹;(5分)(2)求气泡外介质的折射率。(5分)14.(13分)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当单色光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹图样如图乙所示,已知单色光在真空中的波长为5×10-7 m。求:(1)图甲所示位置的空气膜厚度d1=1.75×10-6 m,通过计算判断该位置是明条纹还是暗条纹;(5分)(2)在玻璃表面涂上一层薄膜作为题干中单色光的增透膜,薄膜材料的折射率为1.4,求增透膜的最小厚度d2。(保留两位有效数字)(8分)15.(15分)如图,一束单色光从上表面A点射入长方体玻璃砖,经两次折射后从下表面B点射出,已知A点处入射角θ1=53°,A、B两点间的竖直距离为4L,A、B两点间的水平距离为3L,sin 53°=cos 37°=45,cos 53°=sin 37°=35,光在真空中的传播速度为c。求:(1)玻璃砖的折射率及该单色光在玻璃砖中的传播时间;(9分)(2)入射光线的延长线与出射光线之间的距离。(6分)阶段质量检测(四)1．选C　A选项图样是双缝干涉条纹，故A错误；B选项图样是圆孔衍射，故B错误；C选项图样是单缝衍射，故C正确；D选项图样是泊松亮斑，故D错误。2．选D　全息照相技术的基本原理是被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束，另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来，即利用了光的干涉现象，故选D。3．选C　单色光从P点垂直BD射入介质，在AB边恰好发生全反射，光路图如图所示，根据几何关系可知，该光在AB边上发生全反射的临界角C＝30°，由sin C＝eq \f(1,n)，解得n＝2，故选C。4．选C　激光不是天然存在的光，是人工产生的光，故A错误；照相机镜头的增透膜应用了光的干涉原理，故B错误；白光是多种色光的复合光，由于各种色光的波长不同，形成的衍射条纹宽度不同，故屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹，故C正确；观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种横波，故D错误。5．选A　因为O点与双缝间的路程差等于零，因此红光或蓝光在该点都会出现亮条纹，故A正确，B错误；红光的波长大于黄光的，蓝光的波长小于黄光的，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ，可知红光的干涉条纹间距大于黄光的干涉条纹间距，蓝光的干涉条纹间距小于黄光的干涉条纹间距，若单色光为红光，则第一条亮条纹在P点的上方，若单色光为蓝光，则第一条亮条纹在P点的下方，故C、D错误。6.选B　根据几何关系在光路图中作出边角关系，如图所示，根据折射定律及几何关系可得n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)＝eq \f(x,h)＝eq \f(8 cm,h)。若h＝4 cm，则n＝2，故A错误；若h＝6 cm，则n＝eq \f(4,3)，故B正确；若n＝eq \f(5,4)，则h＝eq \f(32,5) cm，故C错误；若n＝eq \f(3,2)，则h＝eq \f(16,3) cm，故D错误。7．选C　由题图知，a光的偏折角大于b光的偏折角，可知该棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，由v＝eq \f(c,n)知，在同一介质中，a光光速小于b光光速，A错误；由临界角公式sin C＝eq \f(1,n)可知，a光发生全反射时的临界角小于b光发生全反射时的临界角，B错误；由以上分析可知，a光的频率大于b光的频率，由c＝λf可知，在真空中，a光波长小于b光波长，由相邻两条亮(暗)条纹间距表达式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，C正确，D错误。8．选ABC　根据几何关系可知，从材料内发生折射时光线的折射角为60°，故折射率为n＝eq \f(sin 60°,sin 30°)＝eq \r(3)，故A正确；设临界角为C，则sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(3))