人教版高中物理選擇性必修第一冊第四章質(zhì)量評估含答案 試卷

這是一份人教版高中物理選擇性必修第一冊第四章質(zhì)量評估含答案，共12頁。
第四章質(zhì)量評估(時(shí)間:75分鐘　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.下列說法正確的是 (　　) A.照射珍貴物品用的“冷光燈”利用了光的衍射原理B.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),在鏡頭前加一個(gè)偏振片可以減小反射光的強(qiáng)度C.海市蜃樓是由光的干涉形成的D.紅光和藍(lán)光在同種介質(zhì)中傳播時(shí),因?yàn)樗{(lán)光的頻率大,所以藍(lán)光的傳播速度大解析:“冷光燈”應(yīng)用了薄膜干涉的原理,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.海市蜃樓是由光的折射和全反射現(xiàn)象形成的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.紅光和藍(lán)光在同種介質(zhì)中傳播時(shí),由于f紅<f藍(lán),n紅<n藍(lán),由n=知v紅>v藍(lán),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:B2.一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面,光路如圖所示.下列說法正確的是 (　　) A.此介質(zhì)的折射率等于1.5B.此介質(zhì)的折射率等于C.入射角小于45°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D.入射角小于30°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析:n==,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.當(dāng)光從介質(zhì)中射向真空中時(shí),隨入射角增大,折射角增大,當(dāng)折射角等于90°時(shí),發(fā)生全反射,此時(shí)入射角為臨界角C,則有n==,解得C=45°,即光從介質(zhì)射向真空入射角大于或等于45°時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案:B3.白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象.如圖所示,從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下列說法正確的是 (　　) A.a側(cè)是紅色光,b側(cè)是紫色光B.在真空中,a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C.三棱鏡對a側(cè)光的折射率小于對b側(cè)光的折射率D.在三棱鏡中,a側(cè)光的傳播速度大于b側(cè)光的傳播速度解析:三棱鏡對紫光的折射率最大,對紅光的折射率最小,據(jù)n=可知a側(cè)為紫光,b側(cè)為紅光,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.在真空中,紅光的波長大于紫光的波長,選項(xiàng)B正確.由n=可以求出,在三棱鏡中,紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:B4.如圖所示,A、B兩束可見光以不同的角度同時(shí)沿不同的半徑方向射入同一塊半圓形玻璃磚,其出射光均由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出,則 (　　) A.A光的頻率較小B.A光在玻璃磚中的速度較大C.分別用A、B光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,A光的干涉條紋間距較小D.分別用A、B光照射同一單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置,A光的衍射現(xiàn)象更明顯解析:由題圖可知,A光的折射率大,所以A光的頻率大,波長小,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)速度小.由Δx=λ可知,波長越大,雙縫干涉條紋間距越大.波長越大,相同條件下衍射越明顯.選項(xiàng)C正確.答案:C5.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上觀察到圖甲所示的條紋,僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后,觀察到的條紋如圖乙所示.他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是????????????? (　　)     甲                    乙A.減小光源到單縫的距離B.減小雙縫之間的距離C.減小雙縫到光屏的距離D.換用頻率更高的單色光源解析:改變條件后亮條紋之間的間距變大,由公式Δx=λ可知,要使Δx增大,可增大雙縫到光屏的距離l,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.減小雙縫之間的距離d,選項(xiàng)B正確.換用波長更長,即頻率更低的單色光,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.改變光源到單縫的距離不會改變Δx的大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案:B6.一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上,經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出,出射光相對于入射光側(cè)移了一段距離.在下列情況下,出射光側(cè)移距離最大的是????????????? (　　) A.紫光以45°的入射角入射B.紅光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紅光以30°的入射角入射解析:因?yàn)橥N介質(zhì)對紫光的折射率較大,所以入射角相同時(shí),紫光側(cè)移距離較大,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離Δx=dsin i1-(d為玻璃厚度,n為折射率),可見,對于同一種色光入射角越大,側(cè)移距離越大,選項(xiàng)A正確. 答案:A7.打磨某截面如圖所示的寶石時(shí),必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ打磨在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi),才能使從MN邊垂直入射的光,在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況),則下列判斷正確的是????????????? (　　) A.若θ>θ2,則光一定在OP邊發(fā)生全反射B.若θ>θ2,則光會從OQ邊射出C.若θ<θ1,則光會從OP邊射出D.若θ<θ1,則光會在OP邊發(fā)生全反射解析:光從MN邊垂直入射,由幾何關(guān)系可知光射到PO邊上的入射角i=-θ,據(jù)題知θ在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi),才能使從MN邊垂直入射的光,在OP邊和OQ邊發(fā)生全反射,說明臨界角C的范圍為-θ2<C<-θ1.若θ>θ2,光在OP上的入射角i=-θ<-θ2<C,則光在OP邊一定不發(fā)生全反射,會從OP邊射出,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.若θ<θ1,i=-θ>-θ1>C,則光在OP邊發(fā)生全反射,根據(jù)幾何關(guān)系可知光在OQ邊上入射角大于臨界角,光在OQ邊發(fā)生全發(fā)射,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D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.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分.8.下列現(xiàn)象屬于光的干涉現(xiàn)象的是 (　　)       A                B               C              D解析:A屬于單縫衍射現(xiàn)象,B、C屬于薄膜干涉現(xiàn)象,D屬于光的色散現(xiàn)象.答案:BC 9.固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示,O點(diǎn)為圓心,OO'為直徑MN的垂線.足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN,由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn),入射光線與OO'夾角θ較小時(shí),光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑,逐漸增大θ角,當(dāng)θ=α時(shí),光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β時(shí),光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則 (　　) A.玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C.α<θ<β時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑D.β<θ<時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑解析:當(dāng)A光光斑消失時(shí),sin α=;當(dāng)B光光斑消失時(shí),sin β=.由于β>α,nA>nB,選項(xiàng)A正確.根據(jù)n=得vA<vB,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.當(dāng)α<θ<β時(shí),A光發(fā)生全反射,B光發(fā)生折射和反射,在光屏PQ上有兩個(gè)光斑,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.當(dāng)β<θ<時(shí),A、B兩光都發(fā)生全反射,光屏PQ上有一個(gè)光斑,選項(xiàng)D正確. 答案:AD10.在一次討論中,老師說:“假設(shè)水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點(diǎn)光源,有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn),b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大.”根據(jù)老師的假設(shè),關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì),同學(xué)們的下列回答正確的是 (　　) A.c光的頻率最大B.a光的傳播速度最小C.水對b光的折射率最大D.a光的波長比b光的短解析:b的像最深說明水對b光的折射率最小,頻率最小,波長最大,發(fā)生全反射的臨界角最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.c照亮水面的面積比a的大,說明a發(fā)生全反射的臨界角比c的小,水對a光的折射率比水對c光的大,所以,頻率最大的是a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.傳播速度v=,傳播速度最小的是a,選項(xiàng)B正確.水對a光的折射率最大,對b光的折射率最小,a光波長最短,b光波長最長,選項(xiàng)D正確.答案:BD三、非選擇題:共54分.11.(9分)如圖甲所示,在測量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)先在白紙上放好截面是正三角形ABC的三棱鏡,并確定AB和AC界面的位置.然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線,并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2,再從棱鏡的右側(cè)觀察P1和P2的像.甲(1)此后正確的操作步驟是　　　　(填選項(xiàng)前的字母). A.插上大頭針P3,使P3擋住P2的像B.插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像C.插上大頭針P4,使P4擋住P3的像D.插上大頭針P4,使P4擋住P3本身和P1、P2的像(2)正確完成上述操作后,在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置(圖中已標(biāo)出).為測量該種玻璃的折射率,兩位同學(xué)分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路和若干輔助線,如圖乙、丙所示.在圖中僅通過測量ED、GF的長度便可正確計(jì)算出折射率的是圖　　　　(選填“乙”或“丙”),所測玻璃折射率的表達(dá)式n=　　　　(用代表線段長度的字母DE、GF表示).       乙                    丙解析:(1)在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線,并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2,確定入射光線,然后在棱鏡右側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上大頭針P4,使P4擋住P3本身和P1、P2的像,從而確定出射光線.因此選項(xiàng)B、D正確.(2)設(shè)入射角為α,折射角為β,根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系可知,對于乙圖,sin α=,sin β=,對于丙圖,sin α=,sin β=,可知僅通過測量DE、GF的長度便可正確計(jì)算出折射率的是圖丙,折射率n==. 答案:(1)BD　(2)丙　 12.(9分)如圖甲所示,在用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距d=0.20 mm的雙縫.然后,接通電源使光源正常工作.已知像屏與雙縫間的距離l=700 mm. 甲      乙                   丙 (1)已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米,游標(biāo)尺上有20個(gè)分度.某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,使分劃板中心刻線與某條紋A中心對齊,如圖乙所示,此時(shí)測量頭上主尺和游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示,則此示數(shù)為　　mm;接著再轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板中心刻線與某條紋B中心對齊,測得A條紋到 B條紋的距離為8.40 mm.利用上述測量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ=　　　　m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字). (2)另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后,觀察到的光的干涉現(xiàn)象很明顯.若他對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改動后,在光屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加.以下改動可能會實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果的是　　　　. A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B.僅將單縫與雙縫間距增大少許C.僅將單縫與雙縫的位置互換D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片解析:(1)測量頭上示數(shù)為5×0.05 mm=0.25 mm;A條紋與B條紋中心間的距離為8.40 mm,A、B間共5個(gè)條紋間隔,則相鄰條紋間隔Δx=1.68 mm,由Δx=λ,解得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ=4.8×10-7 m. (2)根據(jù)條紋間隔公式Δx=λ知,要使觀察到的清晰的條紋數(shù)目增加,應(yīng)減小條紋間距,可以減小經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ,即可以將紅色濾光片換成綠色濾光片,選項(xiàng)D正確.答案:(1)0.25　4.8×10-7　(2)D 13.(10分)如圖所示,某同學(xué)為了表演“隱形的大頭針”節(jié)目,在半徑為r的圓形軟木片中心垂直插入一枚大頭針,并將其放入水中.已知水的折射率為,為了保證表演成功,需在水面上方各處均看不到大頭針,求大頭針末端離水面的最大距離h.解析:大頭針反射的光在水面發(fā)生全反射時(shí),在水面上方各處均看不到大頭針,設(shè)臨界角為C,由臨界角與折射率的關(guān)系得sin C==, 由幾何關(guān)系得sin C=,解得h=r. 答案:r14.(12分)激光已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)方面.某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長.(1)如圖所示,在水平面上方適當(dāng)位置固定激光光源,使其發(fā)射與水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M點(diǎn)呈現(xiàn)一小光斑.放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點(diǎn).測得玻璃磚厚度d= cm,MN的長度b=2 cm.根據(jù)以上信息,求該玻璃對激光的折射率n. (2)為測量該激光的波長,將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個(gè)縫的寬度很窄,寬度可忽略),在雙縫后面距離為l處的光屏上可以觀察到干涉條紋.現(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊,經(jīng)測量得出5條亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長.解析:(1)如圖所示,設(shè)折射角所對的邊的長度為x,激光入射角i=90°-30°=60°,由幾何關(guān)系知sin i=, sin r=,折射定律n=, 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得n=.(2)5條亮條紋之間的距離為a,則相鄰兩條亮條紋之間的距離Δx=,由條紋間距公式Δx=λ得λ=.答案:(1)　(2)  15.(14分)如圖所示,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,S1和S2為雙縫,P是光屏上的一點(diǎn),已知P點(diǎn)到S1、S2的距離之差為2.1×10-6 m,已知A光在折射率為1.5的介質(zhì)中波長為4×10-7 m,B光在某種介質(zhì)中波長為 3.15×10-7 m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí),臨界角為37°,分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn). (1)A、B光在P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋?(2)若讓A光照射S1,B光照射S2,試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象.解析:(1)設(shè)A光在空氣中的波長為λ1,在介質(zhì)中的波長為λ2.由n==得λ1=nλ2=6×10-7 m, 根據(jù)路程差Δr=2.1×10-6 m, 可知N1===3.5,由此可知,S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長λ1的3.5 倍,所以A光在P點(diǎn)為暗條紋. 根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sin C=得 n==,由此可知,B光在空氣中的波長λ3=nλ介=5.25×10-7 m, 路程差Δr和波長λ3的關(guān)系為N2===4,可見,用B光做光源,P點(diǎn)為亮條紋.(2)若讓A光和B光分別照射S1和S2,這時(shí)不能發(fā)生干涉,但兩種光能發(fā)生衍射,此時(shí)在光屏上能觀察到亮光.答案:(1)A光在P點(diǎn)為暗條紋,B光在P點(diǎn)為亮條紋.  (2)見解析.