物理《高考专题》二轮专题检测卷专题六第13讲光及光的本性.docx
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物理《高考专题》二轮专题检测卷专题六第13讲光及光的本性
专题检测卷(十三)
光及光的本性
(45分钟 100分)
选择题(本题共16小题,共100分。
每小题只有一个选项正确)
1.(6分)(2013·三明二模)两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。
如果将其中的一个偏振片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下列哪一种现象( )
A.透过偏振片的光强先增强,然后又减弱到零
B.透过偏振片的光强先增强,然后减弱到非零的最小值
C.透过偏振片的光强在整个过程中都增强
D.透过偏振片的光强先增强,再减弱,然后又增强
2.(6分)下列说法中错误的是( )
A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色条纹是光的干涉现象
B.光传播时,若遇到的障碍物的尺寸比光的波长大得多将发生明显的衍射现象
C.光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在,后来赫兹用实验证实了电磁波的存在
3.(6分)(2013·龙岩二模)卡文迪许扭秤是用来测定万有引力常量的重要仪器,为了观察悬挂的石英丝发生的微小形变,卡文迪许采用了光放大原理,如图所示,悬挂在石英线下端的T形架的竖直杆上装一小平面镜M,M可将由光源S射来的光线反射到弧形的刻度尺上(圆弧的圆心即在M处),已知尺距镜M2m,若反射光斑在尺上移动2cm,则平面镜M转过的角度是( )
A.5×10-3radB.2.5×10-3rad
C.10×10-3radD.8×10-3rad
4.(6分)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
5.(6分)由a、b两种单色光组成的细光束AO以45°的入射角从某种介质射向空气时,光路如图所示。
关于这两种单色光,下列说法中正确的是( )
A.从该介质射向空气时,a光发生全反射时的临界角一定大于45°
B.该介质对b光的折射率一定小于
C.用a光和b光分别做双缝干涉实验,若实验条件相同,则b光在屏上形成的明条纹的间距较小
D.a光在介质中传播的速度大于b光在介质中传播的速度
6.(6分)(2013·济南二模)沙尘暴是由土地沙化引起的一种恶劣的天气现象。
发生沙尘暴时能见度只有几十米,天空变黄发暗。
这是由于在这种情况下( )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.各种光都能到达地面
7.(6分)2009年诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。
3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。
光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
8.(6分)(2013·无锡二模)音乐喷泉一般都会在水池底安装一些彩灯来营造气氛,吸引游人驻足观赏。
仔细观察会发现水下的灯照亮水面都刚好形成一个圆。
若水下的各色彩灯均为同种大小规格,只是发光颜色不同,安装在水下同一深度,且都可看为点光源,则下面说法正确的是( )
A.这是光的干涉现象
B.这是光的衍射现象
C.每个彩灯照亮水面形成的圆半径相同
D.彩灯照亮水面形成的圆半径红色的比黄色的大
9.(6分)(2013·漳州二模)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光( )
A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大
B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光的折射角较大
C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光的临界角较大
D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大
10.(6分)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
11.(6分)(2013·哈尔滨二模)如图所示,空气中有一折射率为
的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB,一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,则弧AB上有光透出部分的弧长为( )
A.
πRB.
πR
C.
πRD.
πR
12.(6分)(2013·南昌二模)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射光线与边AB的夹角θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则( )
A.该棱镜的折射率为
B.光在F点发生全反射
C.光从空气进入棱镜,波长变大
D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行
13.(6分)如图所示,a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜,经三棱镜折射后沿同一方向射出,下列说法中正确的是( )
A.在玻璃中,a光传播速度较大
B.若a为绿光,则b可能为黄光
C.光从玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角较小
D.若用同一干涉装置做实验,则a光的干涉条纹间距较小
14.(6分)一细束含有红光和紫光的复色光,从空气斜射入水中,分成a、b两束单色光,测得它们在水中的传播速度va>vb,则下列说法正确的是( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.若用a、b光分别照射温度计甲、乙,则甲的示数增加更快
C.若分别让a、b两光通过同一双缝干涉装置,则a光形成的干涉条纹的间距更小
D.若让a、b两光以同一入射角,从水中射入空气,b光恰能发生全反射,则a光也一定能发生全反射
15.(8分)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相间的条纹。
下面关于条纹的说法中正确的是( )
A.干涉条纹的产生是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将上玻璃板平行上移,条纹向右移动
D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧
16.(8分)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中,发生了如图所示的折射现象(α>β)。
下列结论中正确的是( )
A.光束b的频率比光束a的低
B.在水中的传播速度,光束a的比光束b的小
C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D.若光束从水中射向空气,则光束b的临界角比光束a的临界角大
答案解析
1.【解析】选A。
当两偏振片的偏振方向相同时,透过两偏振片的光强最强,当两偏振片的偏振方向垂直时,透过两偏振片的光强最弱,理想情况下可以认为是零。
现在透过两偏振片的光强为零,说明两偏振片的偏振方向是互相垂直的。
在其中一个偏振片转过180°的过程中,两偏振片的偏振方向由互相垂直到互相平行再到互相垂直,所以透过两偏振片的光强由零增强到最强再减弱到零,即选项A正确。
2.【解析】选B。
太阳光照射下,油膜出现彩色条纹是薄膜干涉,A正确;光的波长比障碍物尺寸大将发生明显的衍射现象,B错误;光导纤维是利用全反射现象,内芯材料折射率比外套材料大,C正确;麦克斯韦提出电磁场理论,赫兹用实验证实了电磁波的存在,D正确。
故选B。
3.【解析】选A。
根据光的反射定律,当平面镜转过θ角时,入射角改变θ角,反射角也相应改变θ角,则反射光线改变的角度为2θ。
设弧形尺半径为R,光斑在弧形尺上移动的弧长为s,则2θ=
=
rad=1×10-2rad,故θ=5×10-3rad,即选项A正确。
4.【解析】选C。
由光在介质中的波速与折射率的关系式v=
可知,n玻>n水,所以v玻 5.【解析】选B。 由题干光路图可知,a光已发生全反射,因此a光的临界角小于或等于45°,b光的临界角大于45°,b光折射率一定小于 ,A错、B对;由于a光的折射率大,传播速度小,波长小,实验条件相同,则a光在屏上形成明条纹的间距较小,C、D错误。 故选B。 【方法技巧】几何光学与光的波动性结合的问题 由于几何光学中的折射、全反射与折射率有关,而波动光学中的干涉、衍射现象也与折射率、频率、波长有关,所以这两部分知识常结合在一起出题,折射率是联系这两部分的桥梁,分析过程的思路如下: 6.【解析】选B。 波长较长的光波波长与沙尘暴颗粒大小比较接近,所以衍射现象比较明显,容易发生衍射的光才能到达地面,故B正确,A、C、D错误。 7.【解析】选D。 选项A是利用光的薄膜干涉现象,选项B是利用光的色散现象,选项C是利用光的全反射现象,选项D是利用光的薄膜干涉现象,故D正确。 8.【解析】选D。 题中现象为水下光射到水面发生全反射形成圆,A、B错误;如图所示,由于不同色光频率不同,折射率不同,在水面处发生全反射的临界角不同,红色光的临界角比黄光大,因此照亮水面形成的圆半径比黄色的大,C错D对。 9.【解析】选C。 由v= 可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,A错误;以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,B错误;从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式sinC= 可知,红光的折射率小,临界角大,C正确;用同一装置进行双缝干涉实验,由公式Δx= λ可知蓝光的波长短,相邻条纹间距小,D错误。 10.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析: (1)条纹间距与哪几个因素有关。 (2)光的颜色与光的波长有怎样的对应关系。 【解析】选C。 双缝干涉的条纹间距公式: Δy= λ,增大S1与S2的间距就是增大d,所以条纹间距变小,A错误;减小双缝屏到光屏的距离就是减小l,条纹间距减小,B错误;红光波长比绿光波长长,紫光波长比绿光波长短,所以将绿光换为红光可使条纹间距增大,C正确,D错误。 【变式备选】如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S为光源,S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则( ) A.屏上的干涉条纹的间距将变小 B.屏上的O点可能出现暗条纹 C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心 D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心 【解析】选D。 干涉条纹间距Δy= λ,d为双缝间距,d减小,Δy变大,A错误;O点到双缝的路程差为零,所以O点始终是亮纹,B错误;P1到双缝的路程差小于一个波长,有可能是暗条纹,C错误,D正确。 11.【解题指南】解答本题时,应注意以下两点: (1)首先根据光的折射规律画出光路图。 (2)确定能从弧AB射出的边界光线。 【解析】选B。 光路图如图所示,设在C点恰好发生全反射,由sinC= 可求得C=45°,∠AOC=180°-120°-45°=15°。 弧AB上有光透出的部分弧长CD为 ·2πR= πR,故B正确。 12.【解析】选A。 在E点作出法线可知入射角为60°,折射角为30°,折射率为 ,A正确;由光路的可逆性可知,在BC边上的入射角小于临界角,不会发生全反射,B错误;由公式λ介= ,可知C错误;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到E点的光束平行,故D错误。 13.【解析】选A。 在出射光侧作法线如图所示,由光路图可知a光的折射率小,传播速度大,临界角大,A正确,C错误;若a为绿光,则b可能是频率比绿光大的蓝光或紫光等,B错误;若用同一装置做实验,a光的波长大,干涉条纹间距较大,D错误。 故选A。 14.【解析】选B。 由于va>vb,因此a光的折射率小于b光的折射率,a光频率小于b光频率,A错误;a光为红光,热效应明显,照射温度计时甲的示数增加更快,B正确;据sinC= 可知Ca>Cb,b光恰能发生全反射,则a光不能发生全反射,D错误;a光频率小,波长大,通过同一双缝干涉装置,则a光形成的干涉条纹的间距更大,C错误。 故选B。 15.【解析】选A。 根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,故A正确、B错误;因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一侧,故D错误;根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,两玻璃板间相邻部分空气膜的厚度差不变,所以干涉条纹不变,故C错误。 【方法技巧】薄膜干涉的条纹与膜厚度的关系分析方法 (1)对于薄膜干涉,关键是弄清楚薄膜的位置,相干光是薄膜的两个表面的反射光。 (2)同一亮条纹或同一暗条纹应出现在薄膜厚度相同的地方。 若厚度均匀变化,形成等间距干涉条纹,厚度变化越快,形成的干涉条纹越密。 (3)检查工件的平整程度,熟悉等厚干涉条纹是均匀的,知道条纹间距的决定因素,满足Δl= 关系就可以得出正确答案。 16.【解析】选C。 由公式n= 可得折射率na 知传播速度va>vb,B错误;由sinC= 知,临界角Ca>Cb,D错误。
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