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1、金太阳新课标资源网 第 1 页 共 7 页金太阳新课标资源网第 4、5 章光的折射与全反射光的干涉衍射 偏振 单元测试(时间 :90 分钟满分 :100 分 ) 一、选择题 (本题包括10 小题 ,共 40 分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4 分,选对但不全的得2 分,错选或不选的得0 分) 1.在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源 )，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔.设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确的是() A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的
2、位置与鱼的位置有关C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关解析 :小鱼通过水面看灯是反射成像，不同位置射入鱼眼的反射光线不同，但反射光线的延长线交于一点，即为“ 平面镜 ” 成的像 .而鸟看灯是折射成像，鸟在不同位置射入鸟眼的折射光线不同，折射光线的延长线在不同位置交于不同点，故选项A、 D 对. 答案 :AD 2.下列现象中属于光的干涉现象的是() A.天空出现彩虹B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹C.阳光通过三棱镜形成彩色光带D.光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹解析 :A、C 为光的色散现象，D 为光的衍射 . 答案
3、 :B 3.红光和紫光相比() A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小解析 :红光的频率比紫光的频率小，由E=h可知红光的能量比紫光小，据此可排除选项A、C；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小，由 ncv可知在同一种介质中红光的传播速度比紫光的大，所以B 选项正确， D 选项错误 . 答案 :B 4.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是() A.一定频率的
4、光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C.质量为 103 kg、速度为 102 m/s 的小球，其德布罗意波波长约为1023 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相 同解析 :一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大， 单位时间内锌板上发射的光电子就越多，反映的是光电效应规律，体现光的粒子性，A 错误； C 项是单个物体的低速运动，也不能突出体现波动性，C 错误； B、D 正确 . 答案 :BD 5.下表给出了一些金属材料的逸出功. 金太阳新课标
5、资源网 第 2 页 共 7 页金太阳新课标资源网材料铯钙镁铍钛逸出功 (1019 J)3.04.35.96.26.6 现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.6 1034 J s，光速 c=3.0 108 m/s)() A.2 种B.3 种C.4 种D.5 种解析 :设入射光子的能量为E、频率为 、波长为 ，则存在E=h和 c=，两式联立代入数据可得 E=4.95 1019J.由此可见，波长为400 nm 的单色光可以使表中铯、钙两种金属发生光电效应 . 答案 :A 6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过.如果将其中的
6、一片旋转180 ，在旋转过程中，将会产生下列哪一种现象() A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C.透过的光强在整个过程中都增强D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析 :当两偏振片的偏振方向相同时，透过两偏振片的光强最强，当两偏振片的偏振方向垂直时，通过两偏振片的光强最弱，理想情况下可以认为是零.现在通过两偏振片的光强为零，说明两偏振片的偏振方向是互相垂直的.当其中一个偏振片转过180 的过程中，两偏振片的偏振方向由互相垂直到互相平行再到互相垂直，所以通过两偏振片的光强由零增强到最强再减弱到零，即选项A 正确 . 答案 :A 7.一束激光
7、以入射角i=30 照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图14-1所示 .如果反射光斑位置向左移动了2 cm，说明液面高度() 图 14-1 A.上升了cm6B.上升了cm3C.下降了cm2D.下降了cm3解析 :由题图可知，若光斑左移2 cm，则液面上升cm.3 tan30cm1h答案 :B 8.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0，则 () A.当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0C.当照射光的频率大于0时，若 增大，则逸出功增大D.当照射光的频率大于 0时，若 增大一倍，则光电子的最大
8、初动能也增大一倍解析 :由爱因斯坦光电效应方程Ekm=h W、逸出功W=h0知，当入射光频率为20时，一 定能产生光电子，其最大初动能Ekm=2h0h0=h0，故 A、B 正确， D 错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C 错. 答案 :AB 9.如图 14-2 所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材金太阳新课标资源网 第 3 页 共 7 页金太阳新课标资源网料的折射率沿y 轴正方向均匀减小.现有一束单色光a 从原点 O 以某一入射角由空气射入该材料内部，则单色光a 在该材料内部可能的传播途径是图14-3 中的 () 图 14-2 图 14-3 解
9、析 :我们可以将该光学材料分成水平的若干层，则光线每由下一层(光密介质 )射入上一层(光疏介质 )其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种全反射(形成蜃景 )一样，所以该单色光a 在该材料内部可能的传播途径为D 选项所示路线.本题正确选项为 D. 答案 :D 10.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为1和 2)制成，板面积为 S，间距为d.现用波长为 (1 2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q 正比于 () A.)(11SdB.)(22SdC.)(11dSD.)(22dS解析 :根据题意可知，波长为的单色光能够使钾发生光电效应，根
10、据光电效应方程有eUc hc h2( 式 ) ， Q=CU( 式 ) ， dkS C 4( 式 ) ， 由 式 联 立 有).( 422edkShcQ答案 :D 二、填空实验题(11 题 6 分， 12 题 12 分) 11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 () 14-4 A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d金太阳新课标资源网 第 4 页 共 7 页金太阳新课标资源网解析 :根据衍射图样特点“ 条纹不等间距且中央条纹最亮最宽” 可知本题正确选项为D. 答案 :D 12.现有毛玻璃屏A、双缝 B、白光光源C、单缝 D 和透红光的
11、滤光片E 等光学元件，要把它们放在图14-5 所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长. 图 14-5 (1)将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A. (2)本实验的步骤有: 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头 (其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离. 在操作步骤 时还应注意 _和_. (3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1 条亮纹，此时手轮
12、上的示数如图14-6 甲所示 .然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮纹中心对齐，记下此时图14-6 乙中手轮上的示数_mm， 求得相邻亮纹的间距 x 为_mm. 图 14-6 (4)已知双缝间距d 为 2.0 104 m， 测得双缝到屏的距离l 为 0.700 m， 由计算式 =_，求得所测红光波长为_nm. 解析 :(1)滤光片 E 是从白光中滤出单色红光，单缝屏作用是获取点光源，双缝屏作用是获得 相干光源，最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C、E、D、B、A. (2)在操作步骤 时应注意的事项有:放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为 510 cm. (3
13、)螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读 数为13.870 mm ，图 甲 读数 为2.320 mm ， 所以 相邻 条 纹间距.310.2 5320.2870.13mmmmx(4)由条纹间距离公式 dl x得:, lxd代入数值得 : =6.6 107 m=6.6 102 nm. 答案 :(1)E、D、B(2)见解析(3)13.8702.310 (4) lxd6.6 102三、计算题 (共 4 小题，共42 分) 13.(10 分)如图 14-7 所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近金太阳新课标资源网 第 5 页 共 7
14、页金太阳新课标资源网器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源 .靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分 .将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n. 图 14-7 解析 :若线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可看到线光源的底端，则有:AOO=其中 为此液体到空气的全反射临界角，由折射定律得: n1sin同理，线光源顶端在B1点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，则:B1OO=由图中几何
15、关系得:1sin ABAB解得 :.25.12 12ABBBABn答案 :1.25 14.(10 分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=3 的玻璃砖 ,如图 148 所示 .试问 : 图 14-8 (1)嵌入玻璃砖后 ,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少? (2)要想使外界180 范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖? 解析 :工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如图所示. 已知 d=34.64 cm,L=20 cm, 3164.3420tan,所以 =30 . (1)由折射定律有,3 sinsin得 =60即视野的张角最大为120 . 金太阳新课标资源网 第 6 页 共 7 页金太阳新课标资源网(2)要使视野的张角为180 ,即 =90由折射定律有, sin90sinn所以 n=2. 答案 :(1)120 (2)2 15.(10 分)用金属钠作阴极的光电管，如图14-9 所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为
