- 2021-05-26 发布 |
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文档介绍
高考物理一轮复习配套单元检测第十一章 第3单元 课下综合提升
(时间:45 分钟,满分:100 分) 1.用如图 1 所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的 酒精灯(在灯芯上洒些盐),图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线 圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( ) A.当金属线圈旋转 30°时,干涉条纹同方向旋转 30° B.当金属线圈旋转 45°时,干涉条纹同方向旋转 90° C.当金属线圈旋转 60°时,干涉条纹同方向旋转 30° D.干涉条纹保持不变 图 1 解析:薄膜干涉现象的条纹与薄膜厚度有关;金属线圈缓慢旋转薄膜厚度情况仍然是 沿竖直方向自上而下逐渐变厚,所以条纹形状不变,故 D 正确。 答案:D 2.光的偏转现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度 发生变化 B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是 90°时,反射光是偏振光 C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰 D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹 解析:通过手指间的缝隙观察日光灯看到的彩色条纹是光的衍射现象,故 D 不能反映 光的偏振特性。 答案:D 3.如图 2 所示,一束光从空气中射向折射率 n= 2的某种玻璃的表 面,θ1 表示入射角,则下列说法中不.正确的是( ) A.当θ1>45°时会发生全反射现象 B.无论入射角是多大,折射角θ2 都不会超过 45° 图 2 C.欲使折射角θ2=30°,应以θ1=45°的角度入射 D.当入射角θ1=arctan 2时,反射光线跟折射光线恰好垂直 解析:发生全反射的条件之一是:光必须从光密介质射向光疏介质,题中光是从空气 射向玻璃,所以不可能发生全反射,A 项错误;sinθ1 sinθ2 =n= 2,θ1 最大等于 90°,所以折射 角不会超过 45°,当θ2=30°时,θ1=45°,B、C 项正确;θ1=arctan 2,θ2=arcsin 3 3 ,sin2θ1 +sin2θ2=( 2 3 )2+( 3 3 )2=1,θ1+θ2=90°,所以进一步分析可得反射光线跟折射光线恰好垂 直,D 项正确。 答案:A 4.光纤通信采用的光导纤维是由内芯和外套组成,如图 3 所示,其 中内芯的折射率为 n1,外套的折射率为 n2,下列说法正确的是( ) ①内芯和外套的折射率应满足 n1>n2 ②内芯和外套的折射率应满足 n1<n2 ③从左端面入射的光线,其入射角θ必须大于某值,全部光才能被传导 图 3 ④从左端面入射的光线,其入射角θ必须小于某值,全部光才能被传导 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 解析:光纤通信是利用光的全反射原理来工作的,光只有从光密介质进入光疏介质中 时,才能发生全反射,因而内芯和外套的折射率应满足 n1>n2。从图中看由左端面入射的 光线,其入射角越小,进入介质后,在 n1 与 n2 的界面上入射角越大,越易发生全反射。 答案:C 5.对于某单色光,玻璃的折射率比水的大,则此单色光在玻璃中传播时( ) A.其速度比在水中的大,其波长比在水中的长 B.其速度比在水中的大,其波长比在水中的短 C.其速度比在水中的小,其波长比在水中的短 D.其速度比在水中的小,其波长比在水中的长 解析:由光在介质中的波速与折射率的关系式 v=c n 可知,n 玻>n 水,所以 v 玻<v 水,光 的频率与介质无关,只由光源决定,即光在玻璃及水中传播时ν不变,据 v=λν,知λ玻<λ水。 C 项正确。 答案:C 6.如图 4 所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A 为直 角。此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边,进入 棱镜后直接射到 AC 边上,并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射 率为( ) 图 4 A. 6 2 B. 2 C.3 2 D. 3 解析:根据折射率定义有,sin∠1=nsin∠2,nsin∠3=1,已知 ∠1=45°,又∠2+∠3=90°,解得:n= 6 2 。 答案:A 7.在单缝衍射实验中,下列说法错误的是( ) A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹变窄 B.使单缝宽度变小,衍射条纹变窄 C.衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果 D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹变宽 解析:在单缝衍射实验中,单缝越窄,入射光的波长越长,衍射现象越明显,表现为 衍射条纹越宽,所以 B 错误,因黄光的波长比绿光长,故 A 正确;可将单缝视作几组双缝 的组合,所以衍射现象中的明暗条纹同样是光相遇叠加的结果,C 正确;与双缝干涉相似, 增大单缝到屏的距离,衍射条纹变宽,故 D 正确。 答案:B 8.如图 5 所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝 S 从双缝 S1、S2 的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( ) A.不再产生干涉条纹 B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹 P 的位置不变 C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹 P 的位置略向上移 图 5 D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹 P 的位置略向下移 解析:本实验中单缝 S 的作用是形成频率一定的线光源,双缝 S1、S2 的作用是形成相 干光源,稍微移动 S 后,没有改变传到双缝的光的频率,由 S1、S2 射出的仍是相干光,由 单缝 S 发出的光到达屏上 P 点下方某点的光程差为零,故中央亮纹下移。 答案:D 9.如图 6 所示,A、B 为一直光导纤维,A、B 之间距离为 s, 使一光脉冲信号从光导纤维中间入射,射入后在光导纤维与空气的 界面上恰好发生全反射,由 A 点传输到 B 点所用时间为 t,光导纤维 所用材料的折射率 n=________。 图 6 解析:光信号由 A 点进入光导纤维后,沿 AO 方向照射到 O 点,此时入射角α恰好等于 临界角。光在此介质中的速度为 v,而沿水平方向的分速度为 vsinα,沿水平方向传播的距 离为 s。 设介质的折射率为 n,则有 sinα=sinC=1 n ,① n=c v ,② t= s vsinα ,③ 由①②③三式解得 t= s c n·1 n =sn2 c , 所以 n= ct s 。 答案: ct s 10.用氦氖激光器发出的红光进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距 d=0.1 mm,双 缝到屏的距离 l=6.0 m,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是 3.8 mm,求: (1)氦氖激光器发出的红光的波长λ=________; (2)假如把整个装置放入折射率是 4/3 的水中,这时屏上的条纹间距Δx′=________。 解析:(1)由Δx=l dλ可以得出红光的波长为 λ=d lΔx=0.1×10-3×3.8×10-3 6.0 m≈6.3×10-8 m 激光器发出的红光的波长是 6.3×10-8 m。 (2)如果把整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长为λ′ λ′=λ n =6.3×10-8×3 4 m≈4.7×10-8 m 这时屏上条纹的间距是 Δx′=l dλ′=6.0×4.7×10-8 0.1×10-3 m≈2.8×10-3 m。 答案:(1)6.3×10-8 m (2)2.8×10-3 m 11.如图 7 所示,真空中有一个半径为 R=0.1 m、质量分布均匀的玻璃球,频率为 f =5.0×1014 Hz 的细激光束在真空中沿直线 BC 传播,在玻璃球表面 的 C 点经折射进入小球,并在玻璃球表面的 D 点又经折射进入真空 中。已知∠COD=120°,玻璃球对该激光束的折射率为 3。求: (1)此激光束在真空中的波长。 图 7 (2)此激光束进入玻璃时的入射角α。 (3)此激光束穿越玻璃球的时间。 解析:(1)λ=c f = 3×108 5×1014 m=6.0×10-7 m。 (2)设激光束在玻璃球中折射角为θ, 则 n=sinα sinθ , 由图知θ=30°, 所以 sinα=nsinθ= 3 2 , 故α=60°。 (3)t=x v , x=2Rcosθ= 3 10 m。 v=c n =3×108 3 m/s = 3×108 m/s。 所以 t=1.0×10-9 s。 答案:(1)6.0×10-7 m (2)60° (3)1.0×10-9 s 12.如图 8 所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水 平截面图,FD 为1 4 圆周,圆心为 O,光线从 AB 面入射,入射角θ1 =60°,它射入棱镜后射在 BF 面上的 O 点并恰好不从 BF 面射出。 (1)画出光路图; (2)求该棱镜的折射率 n 和光线在棱镜中传播的速度大小 v(光 图 8 在真空中的传播速度 c=3.0×108 m/s)。 解析:(1)光路图如图所示。 (2)设光线在 AB 面的折射角为θ2,折射光线与 OD 的夹角为 C,则 n =sinθ1 sinθ2 。 由题意,光线在 BF 面恰好发生全反射,sinC=1 n , 由图可知,θ2+C=90° 联立以上各式解出 n≈1.3(或 7 2 ) 又 n=c v ,故解出 v≈2.3×108 m/s(或6 7 7 ×108 m/s)。 答案:(1)见解析图 (2)1.3(或 7 2 ) 2.3×108 m/s(或6 7 7 ×108 m/s)查看更多