资源描述
第十四章检测光学电磁波(加试)(时间:60分钟满分:100分)一、不定项选择题(每小题可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,共75分)1.一束单色光经空气射入玻璃,这束光的()A.速度减小,波长变短B.速度不变,波长变短C.频率增大,波长变长D.频率不变,波长变长2.如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则()A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线a首先消失3.关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述中,正确的是()A.甲图中,沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的B.乙图中,演示简谐运动的图象实验中,若匀速拉动木板的速度较大,则由图象测得简谐运动的周期较大C.丙图中,可利用薄膜干涉检查样品的平整度D.丁图中,由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大,振幅越大4.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大5.关于麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是()A.稳定的电场产生稳定的磁场B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C.变化的电场产生的磁场一定是变化的D.振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的6.关于电磁波及其应用,下列说法正确的是()A.麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D.微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的7.关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.红外线比红光波长长,它的热作用很强B.X射线就是伦琴射线C.阴极射线是一种频率极高的电磁波D.紫外线的波长比伦琴射线的长,它的显著作用是荧光作用8.电磁波与声波比较,下列说法正确的是()A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关9.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时,反射光是偏振C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景物更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹10.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是()A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变D.B有变化11.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是()A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同12.以下说法正确的是()A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉13.让太阳光垂直照射一块遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现()A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失B.由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的条纹,直至黑白色条纹消失D.由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失14.关于下列光学现象,说法正确的是()A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽15.如图所示,一束复色光从空气射入水面,进入水中分成a、b两束。已知它们与水面间的夹角分别是、,则a、b两束光在水中的传播速度之比vavb为()A.sinsinB.sinsinC.coscosD.coscos二、非选择题(共25分)16.(6分)如图甲为光学实验用的长方体玻璃砖,它的面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙。计算折射率时,用(选填“d”或“e”)点得到的值较小,用(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小。 甲乙17.(10分)在用双缝干涉测量单色光的波长实验中,某同学准备的实验仪器包括以下元件:A.白炽灯;B.单缝;C.毛玻璃屏;D.双缝;E.遮光筒;F.红色滤光片;G.凸透镜;(其中双缝和光屏连在遮光筒上)。(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:AEC。(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时10等分的游标卡尺位置如图甲所示,其读数为 mm,继续转动测量头,使分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,此时游标卡尺位置如图乙所示,其读数为 mm。(3)若已知双缝间距为0.2 mm,测得双缝到屏的距离为70.00 cm,则所测红光波长为。18.(9分)一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率。第十四章检测光学电磁波(加试)1.A光在玻璃中的传播速度为v=cn,所以光经空气进入玻璃,传播速度减小;由波长、波速和频率三者的关系v=f,光经空气进入玻璃,频率f不变,波长变短。2.ABD由题图可知,a光的折射角大于b光的折射角,根据折射定律可以判断出玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,故C错误;根据n=cv可知,在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故A正确;a光的频率大于b光的频率,根据=cv可知,在真空中a光的波长小于b光的波长,故B正确;若改变光束的入射方向使角逐渐变大,因为a光的折射率大,则折射光线a首先消失,故D正确。3.C4.D光从水中进入空气,只要在没有发生全反射的区域,就可以看到光线射出,所以A、B错误;光的频率是由光源决定的,与介质无关,光从一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,所以C错误;由v=cn得,光从水中进入空气后传播速度变大,所以D正确。5.D麦克斯韦的电磁场理论要点是:变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场),若磁场(电场)的变化是均匀的,产生的电场(磁场)是稳定的,若磁场(电场)的变化是振荡的,产生的电场(磁场)也是振荡的,由此可判定正确答案为D项。6.BD麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,A错;电磁波是横波,能够发生干涉和衍射现象,B正确;电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程,C错误;微波的频率与水分子的固有频率接近,使水分子发生共振,通过加剧水分子的热运动而实现加热目的,D正确。7.ABD在电磁波谱中,红外线的波长比可见光的长,而红光属于可见光,故选项A正确。阴极射线与电磁波有着本质的不同,电磁波在电场、磁场中不偏转,而阴极射线在电场、磁场中可能会偏转,电磁波在真空中的速度是3108 m/s,而阴极射线的速度总是小于3108 m/s,阴极射线实际是高速电子流,故选项C错误。X射线就是伦琴射线,是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波,故选项B正确。紫外线的显著作用是荧光作用,而伦琴射线的显著作用是穿透作用,且紫外线的波长比伦琴射线的长,故选项D正确。8.ABC9.D在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,A、B选项反映了光的偏振特性,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象。10.CD自然光通过起偏振器,在另一侧看到偏振片是透明的,只是透射光暗了一些。在起偏振器后面再放另一个检偏振器,以光的传播方向为轴旋转检偏振器,观察到通过的透射光的强度:起偏振器与检偏振器的透振方向平行时,透射光最强;两透振方向垂直时,透射光最弱,几乎为零。11.B电磁波和声波都能传递信息,比如人们之间的语言交流,选项A错误;太阳光中的可见光属于电磁波,而“B超”中的超声波属于机械波,它们的传播速度不同,选项C错误;遥控器发出的红外线波长比X射线波长大得多,选项D错误,正确选项为B。12.AD对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去;白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象;红光由空气进入水中,波长变短、颜色不变;用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉。13.D当孔足够大时,由于光的直线传播,所以屏上首先出现的是三角形光斑,之后随着孔的继续缩小,出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑,随着孔的进一步缩小,当尺寸与光波波长相当时,出现明暗相间的衍射条纹,最后随孔的闭合而全部消失,所以只有D正确。14.CD在介质中,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光频率按次序增大,其折射率也增大,根据v=cn知,水中蓝光的传播速度比红光慢,选项A错误;光从光密介质射入光疏介质时,才可能发生全反射,光从空气射入玻璃时,不会发生全反射,选项B错误;在岸边观察水中的鱼,视深h=hn,故视深h小于鱼的实际深度h,选项C正确;蓝光比红光的波长短,由干涉条纹宽度x=ld知,用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽,选项D正确。15.C设入射角为,由折射定律可得nb=cvb=sinsin(90-)=sincos,na=cva=sinsin(90-)=sincos,两式相比可得vavb=coscos,故选项C正确。16.答案 光学de解析 玻璃砖的光学面不能用手直接接触,接触面的污渍会影响接触面的平整,进而影响折射率的测定,连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线,交点为出射点,入射点与出射点的连线即为折射光线,入射角一定,用d点时,折射角大,折射率小;对于两光学面平行的玻璃砖,入射光线和出射光线平行,ec连线与入射光线平行,误差小。如图所示。17.答案 (1)GFBD(2)19.830.3(3)510-7 m解析 (1)该实验中各元件的作用分别是:A.白炽灯光源;B.单缝产生相干光;C.毛玻璃屏呈现能观察的像;D.双缝作为产生干涉现象的两个波源;E.遮光筒避免外界光线干扰,便于观察;F.红色滤光片将白炽灯的其他色光过滤掉,只剩下红光;G.凸透镜将光源的发散光束会聚,产生放大的效果。所以正确的排列顺序是AGFBDEC。(2)甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐,读数为19 mm+1mm108=19.8 mm;乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐,读数为30 mm+1 mm103=30.3 mm。(3)在双缝干涉现象中,条纹间距x=ld,由(2)可知,条纹间距为x=30.3-19.86 mm=1.75 mm,所以=dlx=0.2mm700 mm1.75 mm=0.000 5 mm=510-7 m。18.答案 1.55解析 设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1,折射角为r1,在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接CD,交反光壁于E点,由光源射向E点的光线,反射后沿ED射向D点;光线在D点的入射角为i2,折射角为r2,如图所示;设液体的折射率为n,由折射定律:nsin i1=sin r1nsin i2=sin r2依题意:r1+r2=90联立解得:n2=1sin2i1+sin2i2由几何关系:sin i1=l24l2+l24=117sin i2=3l24l2+9l24=35联立解得:n=1.55。
展开阅读全文