【新编】【学海导航】高考物理一轮总复习 第12章 第3节 光的有关现象和规律同步训练

第3节 光的有关现象和规律
一、单项选择题
1.下列有关光现象的说法正确的是 ( )
A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大
B ．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射
C ．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射
D ．红光的频率比紫光低，所以红光的光速一定比紫光大
2.下列说法或现象正确的是 ( )
A ．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
B ．为了使牛顿环的直径大些，应选用表面不太弯曲的凸透镜
C ．照相机镜头上涂有一层增透膜的厚度应为绿光在真空中波长的14
D ．全息照相利用了光的衍射原理
3.如图所示，ABC 为等腰棱镜，两束频率不同、宽度均为d 的平行光a 和b ，分别垂直AB 边射向棱镜，棱镜的对称轴OC 为两束光的分界线，棱镜对a 光和b 光的折射率分别为n 1和n 2，且n 1<n 2，则( )
A ．由玻璃射向真空发生全反射时玻璃对a 光的临界角比对b 光的小
B ．在玻璃中a 光的光速比b 光的小
C ．分别从棱镜的BC 、AC 边射出后，a 光的宽度比b 光的大
D ．用同一装置做双缝干涉实验时，a 光干涉条纹间距比b 光的小
4.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q ，A 点位于P 、Q 之间，B 点位于Q 右侧．旋转偏振片P ，A 、B 两点光的强度变化情况是( )
A ．A 、
B 均不变
B ．A 、B 均有变化
C ．A 不变，B 有变化
D ．A 有变化，B 不变
5.激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )
A ．激光是纵波
B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
6.用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，某同学画好玻璃砖的界面α和α′后，实验过程中不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图所示，而实验的其他操作均正确，则测得的折射率将( )
A ．偏大
B ．偏小
C ．不变
D ．无法确定
7.在做双缝干涉实验时，若在双缝后各放置一个偏振片，当两个偏振片的透振方向相互垂直时( )
A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小
B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大
C．干涉条纹消失，但仍有光照射到光屏上
D．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗
8.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
二、多项选择题
9.如图所示，一条红色光线和另一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出．则可知 ( ) A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需时间较长
B．BO是红光，玻璃砖对它的折射率较小
C．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需时间较长
D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需时间较短
10.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )
A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
11.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光 ( )
A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大
B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大
C ．若a 是黄光，则b 可能是绿光
D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大
12.2009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，下列说法中正确的是( )
A ．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象在照相机镜头前加一偏振片，减少反射光的影响
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
13.如图所示，偏振片P 的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P 的另一侧观察到透射光的是 ( )
A ．太阳光
B ．沿竖直方向振动的光
C ．沿水平方向振动的光
D ．沿与竖直方向成45°角振动的光
14.测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是 ( )
A ．玻璃砖的宽度应大些
B ．入射角应尽量小些
C ．大头针应垂直地插在纸面上
D ．大头针P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离应适当大些
三、非选择题
15.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只需测量出 θ ，即可计算玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝ sin θ .
16.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3.图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．
(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量 l 1和l 3 ，则玻璃砖的折射率可表示为 n ＝l 1 .
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
17.某同学用刻度尺测定如图所示的容器内某种液体的折射率，实验步骤如下：
a．用刻度尺测出容器瓶口内径为12cm；
b．在瓶内装满液体；
c．将刻度尺沿容器边缘竖直插入液体中；
d．沿容器内侧边缘D点向液体中刻度尺正面看去，恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A 点)的像与B点刻度的像B′重合．
e．液面恰与刻度尺的C点相平，读出C点的刻度为16cm，B点的刻度为25cm.
(1)试利用以上数据求出该液体的折射率；
(2)若仍在容器边缘D点观察刻度尺，通过计算判断能否看到刻度尺的7cm刻度线的像．
18.如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m.则在这里出现的应是暗条纹(选填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将变宽(选填“变宽”、“变窄”、或“不变”)．
19.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件如图所示，则
(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )
A．将红色滤光片改为绿色滤光片
B．增大双缝之间的距离
C．减小④和⑥之间的距离
D．增大④和⑥之间的距离
(2)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心，对应的读数如图甲所示为x1＝ 2.191 mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心，对应的读数如图乙所示为x2＝7.870 mm.
20.如下图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件如图所示，则：
图一
图二图三
(1)如上图一所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②滤、③单缝、④双缝、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取增大双缝到屏的距离L或减小双缝间距d 的方法．
(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是②③(填数字代号)；
(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如上图二所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如上图三所示．则：条纹的间距是0.045 mm；
(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是λ＝·m(取三位有效数字)．
第3节 光的有关现象和规律
1．A 2.B 3.C 4.C 5.D 6.C 7.C 8.C 9.BC 10.AD 11.ACD 12.AD 13.ABD
14.ACD
15．θ 1sin θ
解析：光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P 1、P 2的像时发生全反射，
测出玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ，此时入射角θ即为全反射临界角，由sin θ＝1n
得n ＝1sin θ
. 16．(1)l 1和l 3 n ＝l 1l 3 (2)偏大
17．解析：(1)设折射角为θ2，入射角为θ2，则有sin θ2＝12
122＋92＝0.8，sin θ2＝
12
122＋16
2＝0.6. 由折射定律可得该液体的折射率，n ＝sin θ1/sin θ2＝4/3
(2)如图所示，设光线的入射角为θ1，则有，
sin θ3＝12122＋－
2＝0.8， 该液体临界角sin C ＝1/n ＝3/4，
由sin θ3>sin C ，即θ3>C ，可知无法从原来方向看到刻度尺的7cm 刻度线的像．
18．暗条纹 变宽
19．(1)D (2)2.191(2.190～2.193均对) 7.870(7.869～7.871均对)
解析： (1)根据Δx ＝1d
λ，可知增大l 和λ可使Δx 增大，故选D 项 (2)由甲图，x 1＝2.190mm ～2.193mm ，均对．由乙图，x 2＝7.869mm ～7.871mm ，均对．
20．(1)②滤光片 ③单缝 ④双缝 ⑤增大双缝到屏的距离L 减小双缝间距d (2)②③ (3)第一个是0.045mm ，第二个是14.535mm ，它们的差值是14.490mm ，中间跨越了10
－1＝9个条纹间距，所以条纹间距是：Δx ＝14.4909＝1.610 (4)λ＝d L ·Δx ＝0.30mm 900mm
×1.610×10－2m ＝5.37×10－7。