2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第一冊(cè)（配粵教版）第四章測(cè)評(píng)卷

第四章測(cè)評(píng)卷(滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.光在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列對(duì)光的應(yīng)用的說法正確的是()A.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的衍射現(xiàn)象 B.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用的是光的全反射現(xiàn)象C.3D電影技術(shù)利用了光的干涉現(xiàn)象 D.全息再現(xiàn)利用了光的偏振現(xiàn)象2.用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫觀察激光時(shí)所看到的三種現(xiàn)象如圖所示.當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫寬度從0.8mm逐漸變小時(shí),所看到的三個(gè)圖像的順序是()A.甲乙丙 B.丙乙甲 C.乙丙甲 D.丙甲乙3.某種頻率的光在常溫下從真空向介質(zhì)入射時(shí)介質(zhì)的折射率如圖所示,由表中數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)知識(shí)可以知道()介質(zhì)折射率介質(zhì)折射率金剛石2.42巖鹽1.55二硫化碳1.63酒精1.36玻璃1.5~1.8水1.33水晶1.55空氣1.00028A.這種光在玻璃中的速度大于在水中的速度B.這種頻率的光用同一裝置在水中進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的條紋間距大于在空氣中觀測(cè)的條紋間距C.光密介質(zhì)的密度一定大于光疏介質(zhì)密度D.這種頻率的光從水晶射入空氣比從水射入空氣更容易發(fā)生全反射4.一個(gè)透明球體的橫截面如圖所示,其半徑為R,AB是一豎直直徑,現(xiàn)有一半徑為32R的圓環(huán)形平行細(xì)光束沿AB方向射向球體(AB直徑為圓環(huán)中心軸線),所有光線經(jīng)折射后恰好經(jīng)過B點(diǎn)射出,則透明球體的折射率為(A.3 B.2C.23 D.55.(2024廣東茂名高二期末)光熱轉(zhuǎn)換是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成其他物質(zhì)內(nèi)能的過程,太陽(yáng)能熱水器就是一種光熱轉(zhuǎn)換裝置,它的主要轉(zhuǎn)換器件是真空玻璃管,這些玻璃管將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成水的內(nèi)能.如圖所示,真空玻璃管上采用鍍膜技術(shù)增加透射光,使盡可能多的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能,這種鍍膜技術(shù)的物理依據(jù)是()A.光的干涉 B.光的衍射 C.光的偏振 D.光的全反射6.如圖所示,空氣中有一折射率為2的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB.一束平行光平行于橫截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光.若只考慮首次入射到圓弧AB上的光,則AB上有光透出部分的弧長(zhǎng)為()A.16πR B.14C.13πR D.5127.(2024廣東深圳高二期末)以下是某學(xué)習(xí)小組在自主學(xué)習(xí)光的波動(dòng)性時(shí)查找到的圖片,關(guān)于這幾張圖片,解釋正確的是()A.甲圖光導(dǎo)纖維是利用光的全反射B.乙圖電影院中的3D電影是利用光的折射C.丙圖肥皂膜的彩色條紋是由光的衍射產(chǎn)生的D.丁圖光經(jīng)過大頭針尖時(shí)產(chǎn)生的條紋是由于光的干涉二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)8.(2024廣東汕尾高二統(tǒng)考期末)著名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)被譽(yù)為物理學(xué)史上十大最美實(shí)驗(yàn)之一,關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)證明了光是橫波B.該實(shí)驗(yàn)說明了光具有粒子性C.彩虹的形成與該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有不同的本質(zhì)D.該實(shí)驗(yàn)與光的衍射現(xiàn)象都說明了光具有波動(dòng)性9.一圓柱形中空玻璃管的橫截面如圖所示,管內(nèi)徑為R1,外徑為R2,一黃色光線從玻璃管上的A點(diǎn)射入玻璃管內(nèi),入射角為i,下列說法正確的是()A.若i=45°,為保證光不從內(nèi)壁處進(jìn)入中空部分,R2不能小于2R1B.若i=45°,為保證光不從內(nèi)壁處進(jìn)入中空部分,R2不能大于2R1C.若將黃光換成藍(lán)光,改變i,使藍(lán)光沿黃光的折射路徑到達(dá)玻璃管內(nèi)壁處,當(dāng)R2等于2R1時(shí),藍(lán)光會(huì)發(fā)生全反射D.若R2等于2R1,為保證光不從內(nèi)壁處進(jìn)入中空部分,則i不能小于30°10.如圖所示,透光材料圓柱體部分高度為R2,半徑為R,頂部恰好是一半球體,半徑為R,底部中心有一光源S向頂部發(fā)射一束由a、b兩種不同頻率的光組成的復(fù)色光,當(dāng)光線與豎直方向的夾角θ變大時(shí),出射點(diǎn)P的高度也隨之降低,只考慮第一次折射,發(fā)現(xiàn)當(dāng)P點(diǎn)高度h降低為1+22R時(shí)恰好只剩下a光從頂部射出,下列判斷正確的是A.在此透光材料中a光的傳播速度大于b光的傳播速度B.a光從頂部射出時(shí),無a光反射回透光材料C.此透光材料對(duì)b光的折射率為10+4D.同一裝置用a、b光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),b光的干涉條紋間距較大三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)(1)利用圖甲所示裝置研究光的某些現(xiàn)象,下列說法正確的是.

A.若在光屏上得到的圖樣如圖(a)所示,則光源和光屏間放置的是單縫擋板B.若光源和光屏間放置的是雙縫擋板,光源由紅光換為藍(lán)光后,圖樣的條紋寬度會(huì)變窄C.若光源和光屏間放置的是三棱鏡,光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光,則紅光最有可能照射不到光屏上D.若光源和光屏間放置的是三棱鏡,光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光,則紫光最有可能照射不到光屏上(2)用雙縫干涉測(cè)量某單色光的波長(zhǎng)時(shí),所得圖樣如圖乙所示,調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)一條明條紋A的中心,測(cè)量頭卡尺的示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為mm,移動(dòng)手輪使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條明條紋B的中心,測(cè)量頭卡尺的讀數(shù)為18.6mm.已知雙縫擋板與光屏間的距離為0.6m,雙縫相距0.2mm,則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為m.12.(9分)如圖所示,畫有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上.M是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),直邊與x軸重合.OA是畫在紙上的直線,P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針,α是直線OA與y軸正方向的夾角,β是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角.只要直線OA畫得合適,且P3的位置取得正確,測(cè)出角α和β,便可求得玻璃的折射率.某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí),在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像,他應(yīng)采取的措施是.若他已透過玻璃磚看到P1、P2的像,確定P3的位置方法是.若他已正確地測(cè)得了α、β的值,則玻璃的折射率n=.

13.(10分)邊長(zhǎng)為2a的黑色正方體可以吸收光線,有一點(diǎn)光源A位于正方體一個(gè)面的中心處,可以向各個(gè)方向發(fā)出單色光,外層有一層透明球殼,折射率為n=2,球殼半徑為3a,側(cè)視圖如圖所示,求透明球殼外表面發(fā)光區(qū)域的面積.14.(12分)(2024廣東江門高二統(tǒng)考期末)用透明材料制成橫截面為長(zhǎng)方形的長(zhǎng)方體,橫截面的長(zhǎng)AB足夠長(zhǎng),寬AD=L,按圖示放置在水平地面上,在地面上的P點(diǎn)有一光源,向該材料CD面入射一束光,當(dāng)入射光線與CD面夾角為37°時(shí),反射光線與折射光線恰好垂直.光在真空中傳播速度為c,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:(1)這種材料的折射率;(2)這束光線在材料中傳播經(jīng)歷的時(shí)間.15.(16分)將自然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明是一種綠色能源技術(shù).某科技興趣小組設(shè)計(jì)了一種接收太陽(yáng)光的裝置,過裝置中心軸線的截面如圖所示,上部的集光球是半徑為R的某種均勻透明材料的半球體,下部為導(dǎo)光管,兩部分的交界面是PQ.若只有PQ上方高度h=32R范圍內(nèi)的光束平行于PQ射入后能直接通過PQ面進(jìn)入導(dǎo)光管(不考慮集光球內(nèi)表面的反射),求該材料的折射率答案：1.B解析光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;光導(dǎo)纖維是一種由玻璃或塑料制成的纖維,光在其傳播過程中發(fā)生全反射,因此光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用的是光的全反射現(xiàn)象,B正確;3D電影技術(shù)利用了光的偏振現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;全息再現(xiàn)利用了光的干涉現(xiàn)象,D錯(cuò)誤.2.A解析用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪間的狹縫觀察激光時(shí)所看到的是光的衍射現(xiàn)象,狹縫越小,衍射現(xiàn)象越明顯,故A正確.3.D解析由表中數(shù)據(jù)可知,玻璃的折射率大于水的折射率,根據(jù)v=cn可知,光在玻璃中的速度小于在水中的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;這種頻率的光在水中的波長(zhǎng)小于在空氣中的波長(zhǎng),則根據(jù)Δx=ldλ可知,這種頻率的光用同一裝置在水中進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的條紋間距小于在空氣中觀測(cè)的條紋間距,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;光密介質(zhì)的折射率較大,而不是密度較大,故C錯(cuò)誤;水晶的折射率大于水的折射率,根據(jù)siniC=1n可知,水晶的臨界角較小,則這種頻率的光從水晶射入空氣比從水射入空氣更容易發(fā)生全反射,選項(xiàng)4.A解析光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可知,α=60°,α=2β,β=30°,由折射定律有n=sinαsinβ=5.A解析真空玻璃管上采用鍍膜技術(shù),利用的是光從鍍膜的前、后表面的反射光的相互疊加,從而增大光的強(qiáng)度,該技術(shù)對(duì)鍍膜的厚度有要求,故該技術(shù)運(yùn)用了光的干涉(薄膜干涉)原理.故選A.6.B解析作出如圖所示的光路圖,其中ON為從O點(diǎn)入射的折射光線,故圓弧NB段沒有光線射出;若在圓弧AB上的M點(diǎn),折射光線發(fā)生了全反射,則圓弧AM段沒有光線射出,由siniC=1n可得iC=45°,故圓弧AB上有光透出的部分為MN段,由幾何知識(shí)可得MN段對(duì)應(yīng)的圓心角∠MON=45°,所以有光透出部分的弧長(zhǎng)為14πR,故7.A解析光導(dǎo)纖維是利用光的全反射現(xiàn)象,故A正確;電影院中的3D電影利用了光的偏振,故B錯(cuò)誤;肥皂膜的彩色條紋是由光的干涉產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;照片中,光經(jīng)過大頭針尖時(shí)產(chǎn)生的條紋是由于光的衍射,故D錯(cuò)誤.8.CD解析該實(shí)驗(yàn)不能證明光是橫波,故A錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)與光的衍射現(xiàn)象都說明了光具有波動(dòng)性,故B錯(cuò)誤,D正確;彩虹的形成是由光的折射引起的,雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理為光的干涉,故C正確.9.ACD解析光路圖如圖所示,設(shè)第一次發(fā)生折射的折射角為γ,全反射臨界角為iC,玻璃管折射率為n.光線從空氣進(jìn)入玻璃管發(fā)生折射時(shí),由折射定律得sinγ=sinin,折射光線恰好在內(nèi)壁處發(fā)生全反射時(shí)光線射到內(nèi)壁處的入射角等于臨界角iC,則siniC=1n,對(duì)圖中△ABO,由正弦定理得sin(π-iC)R2=sinγR1,可得1nR2=sininR1,若i=45°,解得R2=2R1,所以為保證光不從內(nèi)壁處進(jìn)入中空部分,R2滿足的條件是R2≥2R1,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)R2等于2R1時(shí),黃光在內(nèi)壁處恰好發(fā)生全反射,入射角等于臨界角,而藍(lán)光的臨界角小于黃光的臨界角,所以使藍(lán)光沿黃光的折射路徑到達(dá)玻璃管內(nèi)壁處時(shí),入射角大于藍(lán)光的臨界角,將發(fā)生全反射,C正確;由以上分析知1nR10.AC解析由題意可知,當(dāng)θ角增加到一定值時(shí),b光發(fā)生了全反射,而a光沒發(fā)生全反射,可知b光的臨界角比a光小,根據(jù)siniC=1n可知,b光的折射率比a光大,根據(jù)v=cn可知在此透光材料中b光的傳播速度小于a光的傳播速度,選項(xiàng)A正確;a光從頂部射出時(shí),也有a光反射回透光材料之中,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題意可知PB=h=1+22R,可得PA=22R,則∠POA=45°,PS=(1+22R)

2+(22R)

2=5+222R,在△OPS中由正弦定理有PSsin135°=OSsin∠OPS,解得sin∠OPS=siniC=110+42,根據(jù)siniC=1n可得n=10+42,選項(xiàng)C11.答案(1)BD(2)11.46.0×10-7解析(1)題圖(a)所示為干涉條紋,則光源和光屏間放置的是雙縫擋板,不是單縫擋板,A錯(cuò)誤;若光源和光屏間放置的是雙縫擋板,光源由紅光換為藍(lán)光后,依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=Ldλ可知,波長(zhǎng)變短,圖樣的條紋寬度會(huì)變窄,B正確;若光源和光屏間放置的是三棱鏡,光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光,紫光偏折最大,則紫光最有可能照射不到光屏上,C錯(cuò)誤,D正確(2)由題圖丙所示可知,測(cè)量頭卡尺讀數(shù)為11mm+4×0.1mm=11.4mm,條紋間距為Δx=14×(18.6-11.4)mm=1.8mm=1.8×10-3m,由干涉條紋間距公式Δx=Ldλ,代入數(shù)據(jù)解得λ=6.0×10-712.答案另畫一條更靠近y軸正方向的直線OA,把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上,直到在y<0區(qū)域內(nèi)透過玻璃磚能看到P1、P2的像插上大頭針P3,使P3剛好能擋住P1、P2的像sin13.答案2πa2解析作出光路如圖所示,設(shè)光線射到B點(diǎn)的時(shí)候恰好發(fā)生全反射,在三角形AOB中,由正弦定理得asin又siniC=1解得∠OAB=120°由幾何關(guān)系可知θ=30°根據(jù)對(duì)