第四章过关检测 一、选择题 1.(2020·福建泰宁第一中学高二月考)下列说法正确的是 (　　) A.全息照相利用了激光的衍射成像 B.激光测距是利用激光的平行度好 C.用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光的相干性好 D.激光刻录利用激光的亮度高 2.(2020·山东新泰第一中学高三月考)关于下列现象所涉及的光学知识,下列说法 正确的是(　　) A.图甲检查工件的平整度是利用光的衍射现象 B.医用内窥镜是利用光的干涉现象 C.图乙在坦克内壁上开孔安装玻璃是利用光的折射现象扩大视野 D.泊松亮斑是由光的偏振现象产生的 3.右图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE 为五棱镜的一个截面,AB⊥BC,光线 垂直 AB 射入,分别在 CD 和 EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线 垂直 BC 射出,若两次反射都为全反射,则该五棱镜的折射率(　　) A.最小值为 ❑ √ 2 B.最大值为 ❑√ 2 C.最小值为 1 sin22 . 5° D.最大值为 1 sin22 . 5° 4.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大 大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是 在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(氟化镁),这种膜能消除不镀 膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线,以 λ 表示此红外线的波长,则所 镀薄膜的厚度最小应为(　　) A. 1 λ 8 B. 1 λ 4 C. 1 λ 2 D.λ 5.下图分别为红光和绿光在相同条件下的干涉和衍射图样。下列判断正确的是( ) A.甲图是绿光的衍射图样 B.乙图是红光的干涉图样 C.丙图是红光的衍射图样 D.丁图是绿光的干涉图样 6.(2020·山东师范大学附中高三期中)一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上 表面,经下表面反射从玻璃砖上表面射出,光线分为 a、b 两束,如图所示。下列说 法正确的是(　　) A.在玻璃中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B.在真空中,遇到障碍物时 b 光更容易产生明显的衍射现象 C.增大空气一侧的入射角,a 光线先消失 D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验,a 光的条纹间距大于 b 光的条纹间距 7.(2020·陕西西北工业大学附属中学高二月考)在透明的均匀介质内有一球状空 气泡,O 为球心,一束包含 a、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡,A 为入射点, 之后 a、b 光分别从 C、D 两点射向介质,细光束在 A 点的入射角为 30°,介质对 a 光的折射率 n= √ 2 ,下列说法正确的是(　　) ❑ A.在该介质中,a 光的传播速度比 b 光的传播速度大 B.a 光射出空气泡后的传播方向相对于射入空气泡前的传播方向偏转角为 30° C.当 a 光通过单缝时,若缝的宽度小于 a 光波长,a 光不能发生衍射现象 D.若由 a 光和 b 光组成的一束细光束从空气斜射向水中,在不断增大入射角时,a 的折射光会先消失 8.把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让单色光从 上方射入(如图甲),这时可以看到亮暗相间的同心圆(如图乙),这个现象是牛顿首 先发现的,这些同心圆叫作牛顿环,为了使同一级圆环的半径变大(例如中心数起 的第二道圆环),则应(　　) A.将凸透镜的曲率半径变大 B.将凸透镜的曲率半径变小 C.改用波长更长的单色光照射 D.改用波长更短的单色光照射 9.(2020·重庆巴蜀中学高三月考)如图所示,水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线, 折射光线分别为 a、b 两束,则(　　) A.a、b 两束光相比较,在真空中 a 光的波长较长 B.在水中 a 光的速度与 b 光的一样大 C.若保持入射点 A 位置不变,将入射光线顺时针旋转,从水面上方观察,b 光先消失 D.用同一双缝干涉实验装置分别用 a、b 光做实验,a 光干涉条纹间距大于 b 光干 涉条纹间距 10.共享单车的尾灯反光标志的截面如图甲所示,它是一块锯齿形的透明材料,锯 齿形状为等腰直角三角形,直角边长为 a,折射率为 n1。某同学取来做光学演示,如 图乙所示,将尾灯平放在折射率为 n2(n1<n2)的液体上方,用平行光束向下竖直照射, 有关光学现象的表述及其解释正确的是(　　) A.尾灯在液面以上时,上表面比较明亮,光在尾灯上表面发生镜面反射 B.尾灯在液面以上时,上表面比较明亮,光在尾灯下表面发生全反射,透明材料折 射率 n1≥ ❑ √2 C.尾灯锯齿状部分入液深度为 h 时 ( ❑ h< √ 2a 2 ) ,有明暗条纹,明纹总宽度为 x=4 √ 2 a-8h ❑ D.尾灯锯齿状部分全部在液面以下时,上表面比较暗,尾灯上表面无反射光 二、非选择题 11.(4 分)如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,选用激光的频率为 6.0×1014 Hz,测得屏 上 P 点距双缝 S1 和 S2 的路程差为 1.25×10-6 m,则在这里出现的应是　　　　(选 填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用频率为 8.0×1014 Hz 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　　　　(选填“变宽”“变窄”或“不变”),已知光速 c=3×108 m/s。 12.(6 分)在用插针法测定玻璃的折射率的实验中,甲、乙两位同学分别使用矩形 玻璃砖和梯形玻璃砖进行实验。 甲 (1)甲同学在纸上画出的界面 aa'、bb'与矩形玻璃砖位置的关系如图甲所示,若其 他操作均正确,且以 aa'、bb'为界面画光路图,则测得的折射率与真实值相比　　 (选填“偏大”“偏小”“不变”或“可能偏小、偏大或不变”)。 (2)乙同学使用梯形玻璃砖经正确操作插好了 4 枚大头针,如图乙所示,其垂直投影 平面图如图丙所示。该玻璃砖的折射率 n=　　　　。(结果保留 3 位有效数字) (3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,乙同学用梯形玻璃砖又做了两次实 验,经正确操作共插好了 8 枚大头针,如图丁所示,图中 P1 和 P2 是同一入射光线上 的 2 枚大头针,其对应出射光线上的 2 枚大头针是 P3 和　　　　(选填“A”或 “B”)。 13.(8 分)(2020·浙江慈溪高二期末)我们用以下装置来做用双缝干涉测量光的波长 的实验。 (1)光具座上放置的光学元件如下图所示,M 为　。 (2)在本实验中,测量 Δx 是本实验的关键,观察图像,在实际操作中 Δx 的测量应选 下图中的　　　　(选填“甲”或“乙”)图。 甲 乙 (3)已知实验所用的测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成,使用 50 分度的 游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后,开始进行数据记录。从目镜中观察 干涉图像,同时调节手轮,总共测量了 5 条亮纹之间的距离,初末位置游标卡尺的 示数如图丙和丁所示,则相邻两条亮纹的间距 Δx=　　　　 mm。 丙 丁 (4)为了增加光屏上相邻两条纹之间的距离,可以　　　　。 A.增大单缝与双缝之间的距离 B.增大双缝与毛玻璃之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离 14.(9 分)(2020·河北衡水中学高三月考)下图为双缝干涉测量光的波长的实验示意 图,双缝 S1 和 S2 间距为 0.80 mm,双缝到屏的距离为 0.80 m,波长为 500 nm 的单色 平行光垂直入射到双缝 S1 和 S2 上,在屏上形成干涉条纹,中心轴线 OO'上方第一条 亮纹中心位置在 P1 处,第三条亮纹中心位置在 P2 处,现有 1 号、2 号虫子分别从 S1 和 S2 同时出发,以相同速度沿垂直屏的方向飞行,1 号虫子到达屏后,沿屏直线爬行 到 P1,2 号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到 P2,假定两只虫子爬行速度均为 10-3 m/s, 则两只虫子运动的时间差为多少? 15.(9 分)如图所示,直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=30°。一束 光线平行于底边 BC 射到 AB 边上并进入棱镜,然后垂直于 AC 边射出。 (1)求棱镜的折射率。 (2)保持 AB 边上的入射点不变,逐渐减小入射角,直到 BC 边上恰好有光线射出。 求此时 AB 边上入射角的正弦。 16.(12 分)下图为某种透明介质的截面图,△AOC 为等腰直角三角形,BC 为半径 R=10 cm 的四分之一圆弧,AB 与水平面屏幕 MN 垂直并接触于 A 点。由红光和紫 光两种单色光组成的复色光射向圆心 O,在 AB 分界面上的入射角 i=45°,结果在水 平屏幕 MN 上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的折射率分别为 n1= 2 ❑√3 ,n2= 3 √2 。 ❑ (1)判断在 AM 和 AN 两处产生亮斑的颜色。 (2)求两个亮斑间的距离。 17.(12 分)如图所示,在注满水的游泳池的池底有一点光源 A,它到池边的水平距离 为 3.0 m。从点光源 A 射向池边的光线 AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的 临界角,水的折射率为 4 。 3 (1)求池内的水深。(结果保留 2 位有效数字) (2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为 2.0 m。当他 看到正前下方的点光源 A 时,他的眼睛所接收的光线与竖直方向的夹角恰好为 45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离。(结果保留 1 位有效数字) 参考答案 1. B 2. C 3. C 4. B 5.C 6. B 7. B 8. AC 9. ACD 10. BC 11.暗条纹　变窄 12. (1)可能偏小、偏大或不变 (2)1.51(1.48~1.54 都算对) (3)A 13. (1)滤光片 (2)乙 (3)1.99 (4)B 14.0.2 s 15. (1) ❑ √3 ❑ √ 3 - ❑√2 (2) 2 16. (1)在 AM 处产生的亮斑颜色为红色,在 AN 处产生的亮斑颜色为红色与紫色的混 合色 (2)(5 √ 2 +10) cm ❑ 17. (1)2.6 m (2)0.7 m