山東省濟(jì)南一中2019屆高三一輪復(fù)習(xí)光學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、.光學(xué)實(shí)驗(yàn)一、單項(xiàng)選擇題本大題共5小題，共20.0分1.在“雙縫干預(yù)測光的波長的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的選項(xiàng)是A. 要增加相鄰兩亮紋間的間隔 ，可適當(dāng)減小雙縫間距B. 要觀察某單色光的干預(yù)圖樣，白光源后應(yīng)依此放濾光片、雙縫、單縫、光屏C. 用紅光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上仍將呈現(xiàn)等間距的條紋D. 不同單色光比較，暗紋間距越大，光從水進(jìn)入空氣發(fā)生全反射的臨界角越小2.如下圖是研究光的雙縫干預(yù)示意圖，擋板上有兩條狹縫S1，S2，經(jīng)過S1，S2的兩束光到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干預(yù)條紋。屏上的P點(diǎn)到兩狹縫S1和S2的間隔 相等。假如入射光的波長為1=400nm，把P處的亮條紋記作0號(hào)條紋，由P向上數(shù)，與0

2、號(hào)亮條紋相鄰的亮紋為1號(hào)亮紋，與1號(hào)亮紋相鄰的亮紋為2號(hào)亮紋，那么P1處的亮紋恰好是3號(hào)亮紋。當(dāng)入射光的波長2=300nm時(shí)，那么P1處為 。A. 4號(hào)亮紋B. 4號(hào)暗紋C. 6號(hào)亮紋D. 6號(hào)暗紋3.用a、b兩種不同波長的光，先后用同一裝置做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，得到兩種干預(yù)條紋，其中a光的干預(yù)條紋間距小于b光的條紋間距，那么A. a光的波長大于b光的波長B. a光的光強(qiáng)大于b光的光強(qiáng)C. a光的光子能量大于b光的光子能量D. a、b光分別照射同一光電管，假設(shè)a光發(fā)生光電效應(yīng)，那么b光一定發(fā)生光電效應(yīng)4.用某單色光做光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，能在光屏上觀察到干預(yù)條紋。假設(shè)把其中一條縫遮住，那么在光屏上A.

3、沒有任何條紋B. 只有一條亮條紋C. 有等間距的明暗相間的條紋D. 有不等間距的明暗相間的條紋5.在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚界面aa和bb后，不慎將玻璃磚向上平移了少許，放在如下圖的位置上，而實(shí)驗(yàn)中的其他操作均正確，那么測得折射率將 。A. 偏大B. 偏小C. 不變D. 偏大或偏小都有可能二、多項(xiàng)選擇題本大題共4小題，共16.0分6.“測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，aa和bb分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如下圖，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察并依次插上P3和P4在插P3和P4時(shí)，應(yīng)使A. P

4、3只擋住P1的像B. P4只擋住P2的像C. P3同時(shí)擋住P1、P2的像D. 在bb下方豎直插針P3、P4，使P1P2所在直線與P3P4所在直線平行7.如圖甲所示，在平靜的水面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源s，它發(fā)出的兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由ab兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色見圖乙。設(shè)b光的折射率為nb，那么以下說法正確的選項(xiàng)是A. 在水中，a光的波長比b光大B. 水對a光的折射率比b光大C. 在水中，a光的傳播速度比b光大D. 復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為S=h2nb2-1E. 在同一裝置的楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，a光的

5、干預(yù)條紋比b光窄8.以下說法正確的選項(xiàng)是A. 未見其人先聞其，是因?yàn)槁暡úㄩL較長，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象B. 機(jī)械波的頻率越高，傳播速度越大C. 在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，同等條件下用紫光做實(shí)驗(yàn)比用紅光做實(shí)驗(yàn)得到的條紋更窄D. 與平面鏡的反射相比，全反射的反射率更高E. 在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，做簡諧振動(dòng)的周期越小9.以下說法正確的有A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性B. 相對論理論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)C. 聲波頻率的大小取決于在某種介質(zhì)中傳播的速度和波長的大小D. 在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)只將入射光由綠光改為紫光，那么條紋間隔變窄三、填空題本大題共1小題，共4.0

6、分10.兩束單色光A、B的波長分別為A、B，且AB，那么_選填“A或“B在水中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較大。用同一裝置進(jìn)展楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以觀察到_選填“A或“B產(chǎn)生的條紋間距較大。四、實(shí)驗(yàn)題探究題本大題共2小題，共18.0分11.同學(xué)利用雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)儀測量光的波長，按要求將儀器安裝在光具座上，如圖甲所示，接通電源使光源正常工作。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)以下幾種說法，你認(rèn)為正確的選項(xiàng)是_A增加光源到單縫的間隔 ，干預(yù)條紋間距變大B將濾光片由藍(lán)色換成紅色，干預(yù)條紋間距變寬C將單縫向雙縫挪動(dòng)一小段間隔 ，干預(yù)條紋間距變寬D去掉濾光片，干預(yù)現(xiàn)象消失假設(shè)測量頭中的分劃板中心刻線與干預(yù)條紋不在同一方向上，如圖乙所

7、示。通過裝置中的“撥桿的撥動(dòng)_填“能或“不能把干預(yù)條紋調(diào)成與分劃板中心刻線同一方向上。12.互聯(lián)網(wǎng)+教育實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教育資源共享。在“用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，A學(xué)校與B學(xué)校進(jìn)展遠(yuǎn)程教學(xué)。 1學(xué)校采用圖1裝置實(shí)驗(yàn)并記錄一組數(shù)據(jù)，在表格中把圖2測得的物理量填上擺線長度cm擺球直徑cm30次全振動(dòng)時(shí)間s97.00 60 B學(xué)校利用DIS系統(tǒng)做實(shí)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)繪制成圖3，A學(xué)校的同學(xué)分析判斷出圖3縱坐標(biāo)的物理量和單位是填“T/s、“T2/s2或“g/ms-2。 2在沒有其他測量工具的情況下，小練利用方格坐標(biāo)紙測定半圓形玻璃磚折射率，實(shí)驗(yàn)的記錄情況如圖4所示。虛線圓的半徑與半圓玻璃磚的半徑一樣，那

8、么圖5中玻璃磚應(yīng)放置在圖4中虛直線MN的填“上半圓或“下半圓，計(jì)算出玻璃磚的折射率為。保存2位有效數(shù)字五、計(jì)算題本大題共2小題，共20.0分13.如圖為楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)的原理圖，光源S圖中未標(biāo)出發(fā)出的單色光的波長為588nm，當(dāng)屏位于P1位置時(shí)，測得屏上干預(yù)條紋的間距為x1=0.1176cm?，F(xiàn)將屏平移到P2位置，平移間隔 為30cm，此時(shí)條紋間距變?yōu)閤2=0.1529cm。估算雙縫間距d及雙縫到屏P1的間隔 L1。14.一個(gè)折射率為n，半徑為R均勻介質(zhì)玻璃球，放在空氣中，在玻璃球內(nèi)有一點(diǎn)光源S可向各個(gè)方向發(fā)光，假如要求光源發(fā)出的所有光都可以射出玻璃球，那么此點(diǎn)光源S到球心0的間隔 d應(yīng)滿足什

9、么條件？1.A解：A、根據(jù)雙縫干預(yù)條紋間距規(guī)律X=可知要使干預(yù)條紋的間距變大，需要改用波長更長的單色光或減小雙縫間距，故A正確；B、依次是濾光片、單縫、雙縫、光屏，故B錯(cuò)誤；C、用紅光作為光源，遮住其中一條狹縫，出現(xiàn)單縫衍射，屏上仍將呈現(xiàn)不等間距的條紋在，故C錯(cuò)誤；D、暗紋間距越大，那么光的波長越長，因此頻率越小，那么折射率越小，根據(jù)sinC=，可知，當(dāng)光從水進(jìn)入空氣發(fā)生全反射的臨界角越大，故D錯(cuò)誤。故選：A。由X=知，增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的間隔 ，可以增大縫與屏之間的間隔 ，或換用更長波長的光本題考查了雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)的原理圖，影響條紋間距的因素，記住公式，難度不大，同時(shí)掌握衍射與干預(yù)的區(qū)

10、別，及理解臨界角與折射率的關(guān)系2.A【分析】知道P到兩狹縫間隔 之差等于波長的整數(shù)倍，那么為亮紋，光程差為半波長奇數(shù)倍那么形成暗紋，根據(jù)相鄰亮紋或暗紋間的間隔 求解。本題考查光的干預(yù)，掌握形成亮紋和暗紋的條件即條紋間距公式是解題的關(guān)鍵。【解答】相鄰亮紋間的間隔 ，3號(hào)亮紋中心到P點(diǎn)的間隔 為y1，x1；，那么，且y1=y2，解得n=4，即為4號(hào)亮紋，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3.C解：A、根據(jù)雙縫干預(yù)的條紋間距x= ，可知，同一實(shí)驗(yàn)裝置，間隔越大，說明波長越長，因a光的干預(yù)條紋間距小于b光的條紋間距，那么a光的波長小于b光的波長，故A錯(cuò)誤；BC、當(dāng)波長越長，那么頻率越小，根據(jù)題意，a光的波

11、長短，頻率高，那么a光的光子能量大于b光的光子能量，而光的強(qiáng)度還與光子數(shù)目有關(guān)，故C正確，B錯(cuò)誤。D、假設(shè)a光發(fā)生光電效應(yīng)，因a光的頻率大于b光的，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生條件，那么b光不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。根據(jù)雙縫干預(yù)條紋的間距公式x= ，即可確定波長的大小，再結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生條件：入射光的頻率不小于極限頻率，即可進(jìn)行判斷。解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干預(yù)條紋的間距公式，并能理解光電效應(yīng)發(fā)生條件的內(nèi)容，注意本題也可使用特殊值代入，非常方便解題。4.D解：雙縫干預(yù)的圖樣是明暗相間的干預(yù)條紋，所有條紋寬度一樣且等間距，假設(shè)將其中一個(gè)縫封住，屬于單縫衍射，那么單縫衍射條紋是中間亮堂且寬大，越

12、向兩側(cè)寬度越小越暗，而波長越大，中央亮條紋越粗，故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選：D。根據(jù)單縫衍射條紋是中間亮條紋亮堂且寬大，越向兩側(cè)寬度越小，而波長越大，中央亮條紋越粗進(jìn)行判斷。考查干預(yù)與衍射的原理，掌握干預(yù)與衍射條紋的區(qū)別與聯(lián)系。5.C【分析】測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)原理是折射定律；假設(shè)已畫好玻璃磚界面aa和bb后，作光路圖時(shí)，就以aa為邊界，根據(jù)實(shí)際的邊界與作圖的邊界不同，作出光路圖，比較將玻璃磚向上平移時(shí)，入射角和折射角的關(guān)系，分析誤差情況。本題關(guān)鍵是作出光路圖，分析實(shí)際邊界與作圖邊界不同時(shí)，測出的折射角與正確操作時(shí)折射角的關(guān)系一樣?！窘獯稹拷?jīng)過玻璃磚的光路如圖中所示：由于所作的玻璃磚分界線不

13、是實(shí)際的分界線，如圖2中虛線所示，由幾何知識(shí)可知，測出的折射角與正確操作時(shí)一樣；根據(jù)折射定律得知，測得的折射率將不變，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。6.CD解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，連接P1、P2表示入射光線，連接P3、P4表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點(diǎn)，即為折射光線。實(shí)驗(yàn)的過程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在玻璃磚另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像。即在bb下方豎直插針P3、P4，使P1P2所在直線與P3P4所在直線平行：故AB錯(cuò)誤

14、，CD正確。故選：CD。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，連接P1、P2表示入射光線，連接P3、P4表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點(diǎn)，即為折射光線明確實(shí)驗(yàn)原理，知道用插針法測定玻璃磚折射率時(shí)，大頭針間的間隔 和入射角都應(yīng)適當(dāng)大些，可減小角度引起的相對誤差，進(jìn)步精度7.ACD解：ABC、a光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，知a光的臨界角較大，根據(jù)sinC=，知a光的折射率較小，再由v=f，可知，在水中，a光的波長比b光大，故AC正確，B錯(cuò)誤；D、根據(jù)sinC=，結(jié)合幾何關(guān)系，可知，而復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為S=r2=，故D正確。E、a光的折射率小，波長長，根據(jù)雙縫干預(yù)條紋與波長成正比，可知一樣條件下，a光干預(yù)

15、條紋比b光寬，故E錯(cuò)誤。故選：ACD。在水面上被照亮的圓形區(qū)域邊緣光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C通過照亮的圓形區(qū)域，知道a光照射的面積較大，從而比較出兩束光的臨界角大小，折射率大小，以及波長大小。根據(jù)v=比較出光在水中傳播的速度大小，運(yùn)用面積公式，結(jié)合幾何知識(shí)，即可求解圓形區(qū)域的面積大小，根據(jù)波長關(guān)系分析雙縫干預(yù)條紋間距的大小。解決本題的關(guān)鍵是知道光線圓形區(qū)域邊緣恰好發(fā)生全反射，從臨界角入手，比較出折射率的大小，從而得出波長、介質(zhì)中的速度大小關(guān)系。8.ACD解：A、根據(jù)明顯衍射的條件可知，聲音比光更容易發(fā)生明顯的衍射，未見其人先聞其，是因?yàn)槁暡úㄩL較長，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。故A正確；B、

16、機(jī)械波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與機(jī)械波的頻率無關(guān)。故B錯(cuò)誤C、在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)干預(yù)條紋間距公式x=，同種條件下，因紫光波長小于紅光，那么用紫光做實(shí)驗(yàn)比紅光做實(shí)驗(yàn)得到的條紋更窄，故C正確；D、與平面鏡的反射相比，全反射的反射率更高。故D正確；E、在同一地點(diǎn)，單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，擺球質(zhì)量增大，單擺做簡諧振動(dòng)的周期不變。故E錯(cuò)誤；故選：ACD。根據(jù)明顯衍射的條件分析；機(jī)械波的傳播速度與機(jī)械波的頻率無關(guān)。根據(jù)雙縫衍射的條紋寬度的公式分析；單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)。本題考查了簡諧運(yùn)動(dòng)、機(jī)械波、光的干預(yù)和衍射，關(guān)鍵要明確簡諧運(yùn)動(dòng)有彈簧振子模型和單擺模型兩種模型。9.AD解：A、激光全息照相是

17、利用了激光相干性好的特性，故A正確；B、相對論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，長度縮短，時(shí)間變長，故B錯(cuò)誤；C、聲波頻率的大小取決于產(chǎn)生聲波的振源頻率，與波速和波長無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，條紋的間距與波長成正比，綠光的波長比紫光的波長長，所以將入射光由紫光改為綠光時(shí)條紋間距變窄，故D正確。故選：AD。明確激光的性質(zhì)，知道激光相干性好，可以用來進(jìn)行全息照相；相對論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)；聲波的頻率大小只與振源的頻率有關(guān)；雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)僅將入射光由綠光改為紫光，那么條紋間距一定變??；本題考查激光的性質(zhì)、相對論根本內(nèi)容、聲波的頻率以及雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)等根本內(nèi)容，要

18、注意準(zhǔn)確掌握對應(yīng)的物理規(guī)律，明確波的頻率由振源決定，與波長和波速無關(guān)10.A；A解：束單色光A、B的波長分別為A、B，且AB，那么根據(jù)知，A光的頻率小，由折射率與頻率的關(guān)系可知A的折射率?。桓鶕?jù)sinC=可知折射率越大，全反射臨界角越小，所以A在水中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較大。用同一裝置進(jìn)行楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)公式可知A光的條紋間距大，可以觀察到A產(chǎn)生的條紋間距較大。故答案為：A，A通過比較出光波的頻率大小，然后結(jié)合頻率與折射率的關(guān)系、折射率與臨界角的關(guān)系即可做出判斷；根據(jù)比較出經(jīng)同一裝置做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)條紋間距大小解決本題的打破口在于通過光的波長比較光的頻率，然后比較出光的折射率大小，知道折

19、射率、頻率、波長等大小關(guān)系。11.B；不能解：A、根據(jù)雙縫干預(yù)條紋的間距公式x= 知，增加光屏與雙縫的間隔 ，干預(yù)條紋間距變寬，而與光源到單縫的間隔 無關(guān)，故A錯(cuò)誤。B、將濾光片由藍(lán)色換成紅色，波長變大，那么干預(yù)條紋間距變寬，故B正確。C、將單縫向雙縫移動(dòng)一小段間隔 ，干預(yù)條紋間距不變，故C錯(cuò)誤。D、去掉濾光片，將出現(xiàn)彩色的干預(yù)條紋，故D錯(cuò)誤。故選：B。首先要明確各器件的作用，撥動(dòng)撥桿的作用是為了使單縫和雙峰平行，獲得明晰的干預(yù)圖樣，丙圖已有明晰的干預(yù)圖樣，所以不用調(diào)節(jié)；丙圖所示出現(xiàn)的問題是分刻板中心刻度線與干預(yù)條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭使干預(yù)條紋調(diào)成與分劃板中心刻線同一方向上，故調(diào)節(jié)撥桿不能把

20、干預(yù)條紋調(diào)成與分劃板中心刻線同一方向上。故答案為：B；不能。根據(jù)雙縫干預(yù)條紋的間距公式x= 進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，及操作要示，即可斷定求解。本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，理解構(gòu)造及作用，能對故障進(jìn)行分析和糾正；掌握雙縫干預(yù)條紋的間距公式，并能靈敏運(yùn)用。12.11.90；T2/s2；2上半圓；1.1【分析】對于實(shí)驗(yàn)問題，一是掌握實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法；二是掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。1根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)那么讀出小球直徑；由單擺周期公式推出圖象的函數(shù)表達(dá)式，而后確定縱軸的物理量及單位；2由測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)原理分析?！窘獯稹?主尺讀出19.0mm，游標(biāo)上讀出0.0mm，游標(biāo)卡尺測出的小球直徑為19.0mm+0.0mm=19.0mm=1.90cm；由單擺周期公式得：，可知圖3縱坐標(biāo)的物理量為T2，其單位為s2，即：T2/s2；2當(dāng)光從玻璃射出時(shí)，折射角大于入射角，故圖5中玻璃