人教版物理选择性必修一第4章光含答案.docx
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人教版物理选择性必修一第4章光含答案
人教物理选择性必修第一册第4章 光
1、红光和紫光相比较，下列说法正确的是（ ）
A．红光波长大于紫光波长
B．红光频率大于紫光频率
C．在真空中传播时，红光波速大于紫光波速
D．用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距小于紫光的干涉条纹间距
2、如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是（ ）
A．光的反射B．光的折射
C．光的直线传播D．小孔成像
3、一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是（ ）
A．该介质的折射率是
B．该介质的折射率是
C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°
D．光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象
4、如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为（ ）
A.
B.
C.
D.
5、某次实验中,测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2m,若双缝间距为0.1mm,双缝到屏的距离为l=4.0m,则光波的波长为（ ）
A.8.0×10-8mB.5.0×10-7m
C.1.5×10-8mD.1.0×10-7m
6、下列对衍射现象的定性分析,不正确的是（ ）
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B.光的衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
7、若某一介质的折射率较大，那么（ ）
A．光由空气射入该介质时折射角较大
B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大
D．光在该介质中的速度较小
8、一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示．图中O为圆心，MN为竖直方向的直径．有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失。
则此玻璃的折射率为（ ）
A.
B.
C.
D.
9、如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法正确的是（ ）
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
10、用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是（ ）
A.相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等
B.中央亮条纹的宽度是两侧亮条纹宽度的2倍
C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
11、（多选）在单缝衍射实验中,下列说法正确的是（ ）
A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变大,衍射条纹间距变宽
C.换用频率较小的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
12、一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4m，在距观景台右侧面x＝4m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3m处下移到接近水面，在移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3m，求：
（1）水的折射率n.
（2）光能照亮的最远距离AC.（结果可以保留根式）
13、在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。
（1）甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是 。
（2）将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上,组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
丙
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为 。
（填写元件代号）
（3）已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图丁所示,分划板的中心刻线在图中A位置时,游标卡尺如图戊所示,则其示数为 mm;分划板的中心刻线在B位置时,游标卡尺如图己所示。
由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m。
答案
1、红光和紫光相比较，下列说法正确的是（ ）
A．红光波长大于紫光波长
B．红光频率大于紫光频率
C．在真空中传播时，红光波速大于紫光波速
D．用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距小于紫光的干涉条纹间距
【答案】A
解析：
不同颜色的光有不同的频率，从红光到紫光，频率依次增大，波长依次减小，故A正确，B错误；因红光的波长长，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝
λ可知，用同一装置做双缝干涉实验时，红光的干涉条纹间距大于紫光的干涉条纹间距，D错误；各种光在真空中传播时，速度是一样的，故C错误．
2、如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是（ ）
A．光的反射B．光的折射
C．光的直线传播D．小孔成像
【答案】B
解析：
太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，而使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．
3、一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是（ ）
A．该介质的折射率是
B．该介质的折射率是
C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°
D．光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象
【答案】B
解析：
由题意知，入射角α＝30°，折射角β＝60°，由折射定律可得：
n＝
＝
＝
，A项错误，B项正确；发生全反射的临界角为C，sinC＝
，sin45°＝
，
<
，C<45°，C项错误；光线按如图所示的方向入射，当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射现象，D项错误．
4、如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
解析：
由题中条件可知，r2－r1＝
λ，又因为λ＝
，则可得D项正确．
5、某次实验中,测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2m,若双缝间距为0.1mm,双缝到屏的距离为l=4.0m,则光波的波长为（ ）
A.8.0×10-8mB.5.0×10-7m
C.1.5×10-8mD.1.0×10-7m
【答案】B 根据公式Δx=
λ,Δx=m=2.0×10-2m,l=4.0m,d=0.1mm=1.0×10-4m,有λ=
=5.0×10-7m,故选B。
6、下列对衍射现象的定性分析,不正确的是（ ）
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B.光的衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
【答案】D 光的衍射是光在传播过程中,能绕过障碍物继续向前传播的现象,说明光已偏离直线传播方向,但没有否定光沿直线传播的结论,为光的波动说提供了有力的证据,故A、C说法正确,D说法错误;衍射条纹图样是光波相互叠加的结果,故B说法正确。
7、若某一介质的折射率较大，那么（ ）
A．光由空气射入该介质时折射角较大
B．光由空气射入该介质时折射角较小
C．光在该介质中的速度较大
D．光在该介质中的速度较小
【答案】D
解析：
由n＝
可知，光由空气射入介质时的折射角是由折射率n和入射角θ1共同决定，因此A，B均错；由n＝
可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小，故C错，D对．
8、一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示．图中O为圆心，MN为竖直方向的直径．有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失。
则此玻璃的折射率为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
解析：
根据题意可知，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图，
根据几何知识得：
sinC＝
，sinC＝
，
联立得：
n＝
，所以选C.
9、如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图．图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹．若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短．则以下说法正确的是（ ）
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
【答案】A
解析：
根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大．由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此A正确，B、C、D错误．
10、用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是（ ）
A.相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等
B.中央亮条纹的宽度是两侧亮条纹宽度的2倍
C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
【答案】A 因为相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=
λ,其中d为双缝间的距离,l为双缝到屏的距离,λ为光波波长,可见相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离相等,A正确,B错误。
由公式Δx=
λ可知,l减小,屏上条纹间距减小,C错误。
因为λ红>λ蓝,所以Δx红>Δx蓝,D错误。
11、（多选）在单缝衍射实验中,下列说法正确的是（ ）
A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变大,衍射条纹间距变宽
C.换用频率较小的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
【答案】ACD 在单缝衍射实验中,当单缝宽度一定时,光波波长越长,频率越小,衍射现象越明显,衍射条纹间距越宽,而黄光的波长比绿光的波长长,故A、C正确;当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹间距越宽,B错误;当光的波长一定、单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会变宽,D正确。
12、一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝4m，在距观景台右侧面x＝4m处有一可沿竖直方向上下移动的单色点光源S，点光源S可从距水面高3m处下移到接近水面，在移动过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝3m，求：
（1）水的折射率n.
（2）光能照亮的最远距离AC.（结果可以保留根式）
【答案】
（1）
（2）
m
解析：
（1）点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，由于n＝
，
所以水的折射率n＝
＝
.
（2）点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90°，折射角为临界角C
则：
n＝
＝
＝
可得sinC＝
由数学知识得tanC＝
＝
，
解得AC＝htanC＝
m.
13、在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。
（1）甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是 。
（3）将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上,组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
丙
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为 。
（填写元件代号）
（3）已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图丁所示,分划板的中心刻线在图中A位置时,游标卡尺如图戊所示,则其示数为 mm;分划板的中心刻线在B位置时,游标卡尺如图己所示。
由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m。
【答案】
（1）甲
（2）CEDBA （3）111.20 6.4×10-7
解析：
（1）双缝干涉条纹的特点是等间距、等宽度、等亮度;衍射条纹的特点是中间宽两边窄、中间亮两边暗,且不等间距。
根据以上特点知甲图是干涉条纹。
（2）为获取单色线光源,白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝,所以各光学元件的排列顺序应为CEDBA。
（3）游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数,故xA=111mm+0.05mm×4=111.20mm,xB=115mm+0.05mm×13=115.65mm;
相邻两个亮条纹的间距Δx=
=
m≈0.64mm
根据公式Δx=
λ,有λ=
=
m=6.4×10-7m
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