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2018年高二物理下册期末考试相关

新民市2018年高二物理下册期末考试无纸试卷

有关光的现象,下列说法正确的是(  )
A. 光从水中到空气中折射时,频率不变而波长变长
B. 光在光导纤维中传播时,在纤维与空气的界面上发生全反射
C. 观看立体电影的眼镜利用光的干涉原理制成
D. 紫外线具有显著的荧光效应,波长比可见光更长

【答案】A
【解析】
立体电影是利用了光的偏振原理;光在光导纤维中传播时,光的频率由光源决定,与介质无关;紫外线的波长比可见光短。
A项:光从水中到空气中折射时,频率不变,波速变大,由v=λf可知,波长变长,故A正确;
B项:光在光导纤维中传播时,在纤维内部的外界面上发生全反射,故B错误;
C项:立体电影是利用了光的偏振原理,不是利用干涉原理,故C错误;
D项:紫外线具有显著的荧光效应,波长比可见光更短,故D错误。

公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是(  )
A. 红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小
B. 红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小
C. 红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大
D. 红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大

【答案】D
【解析】
试题红灯看起来较深,因为水对红光的折射率小于对绿光的折射率,根据视深与实深的关系式,折射率越小,看起来较深.由又由题意知,点光源照亮的水面边缘光线刚好发生全反射,由几何知识得,折射率越小,半径越大,
点光源照亮的水面面积为,故红灯照亮的水面面积较大,
故选D

一列声波在空气传播的过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,以下哪种情况可以使衍射现象更明显(  )
A. 增大障碍物的尺寸,同时增大波的频率
B. 增大障碍物的尺寸,同时缩小波的频率
C. 缩小障碍物的尺寸,同时增大波的频率
D. 缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率

【答案】D
【解析】
波长越长越容易发生衍射,所以增大波的频率可以,D对

如图所示,将等腰直角棱镜截去棱角,使截面平行于底面,制成“道威棱镜”,可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从M点发出一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知折射角γ=30°,则( )

A. 光在玻璃中的频率比空气中的频率大
B. 玻璃的折射率
C. 光在玻璃中的传播速度为
D. CD边不会有光线射出

【答案】D
【解析】
光的频率由光源决定,与介质无关.根据折射定律算出玻璃的折射率.根据v=计算光在玻璃中传播速度.根据全反射临界角公式求出棱镜的临界角C,由几何关系得到折射光线到达CD面的入射角,比较入射角与临界角C的大小,从而判断能否发生全反射。
A项:光的频率由光源决定,与介质无关,则知光在玻璃中的频率与在空气中的频率相等,故A错误;
B项:玻璃的折射率为,故B错误;
C项:光在玻璃中的传播速度为,故C错误;
D项:设光线在棱镜中发生全反射的临界角为C,有:

解得:
如图,

光线到达CD边时入射角:θ=75°>C,发生全反射,光线不能从CD边射出,故D正确。

一束复合光射向半圆形玻璃砖的圆心O,折射后分开为a、b两束不同颜色的单色光,下列判断中正确的是( )

A. 光束a的频率比光束b大
B. 在玻璃中传播,光束a的波长比光束b小
C. 玻璃对光束a的折射率比玻璃对光束b的折射率小
D. 若光束从玻璃中射向空气,则光束a的临界角比光束b的临界角小

【答案】C
【解析】A、由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较小,所以玻璃砖对a光的折射率小,C正确;折射率小,频率低,所以a光的频率小于b光的频率,A错误;
B、因为a光的频率大,根据 知,则a光的波长长,B错误;
C、a光在玻璃砖中的偏折程度较小,所以玻璃砖对a光的折射率小,C正确;
D、根据知,折射率小的临界角大,所以光束a的临界角比光束b的临界角大,D错误;
故选C。

光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是( )

A. 内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D. 内芯的折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用

【答案】A
【解析】试题分析:发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质,所以内芯的折射率大.且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射.故选A。

如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时,光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹;若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是(  )

A. P和P1都是亮纹
B. P是亮纹,P1是暗纹
C. P是暗纹,P1是亮纹
D. P和P1都是暗纹

【答案】B
【解析】
选B.根据形成明、暗条纹条件可知:无论换用哪种波长的色光,Δx=PS1-PS2=0,故P点总是明纹.橙色光在P1点形成第一级明条纹,有Δx=P1S2-P1S1=nλ=1×6×10-7 m=6×10-7 m,这对紫光来说:P1S2-P1S1=1.5λ紫,故P1为暗纹.

如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°,两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质,经OA面折射的光线都相交于M点,其中a光的折射光线恰好平行于0B,以下说法正确的是( )

A.该介质对a光的折射率为2/3
B.a光的折射光线不能在AB面发生全反射
C.在同一介质中,a光的光速大于b光的光速
D.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

【答案】B
【解析】
试题分析:由几何知识可知,入射角,折射角,根据折射定律得,故A错误;由几何知识求出光线在M点的入射角,临界角的正弦为,即有,故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射,故B正确;由图可知,a光的折射率要大于b光,由可知,a光的光速小于b光的光速,故C错误;因a光的折射率大,故a光的波长小于b光,由可知,用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光的条纹间距;故D错误;

下列说法正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是一种横波
B. 红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变
C. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
D. 光纤通信是一种现代通信手段,光纤内芯的折射率比外壳的大

【答案】ACD
【解析】
A、只有横波具有偏振现象,故光的偏振现象说明光是一种横波,故A正确;B、红光由空气进入水中,频率不变,则衍射不变,根据 ,知,波速减小,根据 知波长减小.故B错误.C、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,减弱反射光的强度,增加透射光的强度.故C正确.D、由光的全反射条件可知,光纤内芯材料的折射率比外套材料的折射率大,故D正确;故选ACD.

在物理学发展的过程中,许多物理学家的发现推动了人类历史的进步,下列说法正确的是(  )
A. 伽利略发现了单摆振动的周期性,惠更斯确定了计算单摆周期的公式
B. 杨氏干涉实验证明了光具有波动性
C. 泊松亮斑的发现有力地支持了光的粒子学说
D. 麦克斯韦预言并用实验证明了电磁波的存在
E. 爱因斯坦的相对论认为,长度、质量和时间都是随速度而变化的

【答案】ABE
【解析】
A项:伽利略惠更斯发现了单摆振动的周期性,惠更斯研究了单摆的振动规律,确定了单摆振动的周期公式,故A正确;
B项:干涉是波的特有现象,杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波,故B正确;
C项:泊松亮斑是光的衍射现象造成的,泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动说,故C错误;
D项:麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证明了电磁波的存在,故D错误;
E项:根据爱因斯坦的相对论,知长度、质量、时间都是变化的,故E正确。

下列说法正确的是(  )
A. 肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B. 刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象
C. 全息照相、光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D. 光的偏振现象说明光是横波
E. X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象

【答案】ABD
【解析】
A项:肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象,故A正确;
B项:光能绕过障碍物体继续传播而产生衍射现象,使得障碍物的轮廓模糊,所以刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象,故B正确;
C项:全息照相不是利用全反射,是和光的干涉有关的结果,故C错误;
D项:光的偏振现象说明光是横波,故D正确;
E项:X射线比无线电波的波长短,更不容易发生衍射现象,故E错误。

如图所示为一直角三棱镜的截面,∠B=90°,∠A=60°,现有一束单色光垂直照射到AC面上,从O点进入,经AB面反射,在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°.

①求棱镜对光的折射率;
②试证明光在AB面上会发生全反射.

【答案】(1) (2)见解析
【解析】
试题①光经AB面反射,在BC面上的折射与反射光路如图所示,

由几何关系可知,光在BC面上的入射角i=30°
由于在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°,
因此折射角为r=60°
由折射定律得
②由几何关系可知,光在AB面的入射角为60°,
光从棱镜进入空气发生全反射的临界角为

即60°>C,因此光线在AB面上会发生全反射

如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角I入射,第一次到达AB边恰好发生全反射,已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为,求:

(i)入射角i;
(ii)从入射角到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为v,可能用到sin75°=或sin15°=2﹣

【答案】(i)45°;
(ii)t=L
【解析】
试题由全反射定律求出临界角,由几何关系得到光线在BC面上的折射角,折射定律得到入射角;
根据正弦定理求出光线在介质中路程,由v=求出玻璃中的传播速度,进而求出所用时间.
解:(i)根据全反射定律可知,光线在AB面上的P点的入射角等于临界角C,由折射定律得:
sinC=
代入数据得:
C=45°
设光线在BC面上的折射角为r,由几何关系得:γ+C=90°﹣θ
所以:r=30°
n=
联立得:i=45°
(ii)在△OPB中,根据正弦定理得:
=
设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得:OP=VT
v=
联立得:t=L
答:(i)入射角i为45°;
(ii)从入射角到发生第一次全反射所用的时间t=L.

如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径,在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切.自B点发出的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,照射在接收屏上的Q点.另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求:

(ⅰ)玻璃的折射率;
(ⅱ)光由B传到M点与再由M传到Q点所需时间比;
(ⅲ)N点到直径AB的距离.

【答案】(i)(ii)6:1 (ⅲ)
【解析】
试题分析:(i)已知∠ABM=30°,由几何关系知入射角:α=30°
折射角:β=60°
则玻璃的折射率为:
(ii)光在玻璃中传播速度:
光由B传到M的时间:=
光由M传到Q的时间:=
则:=6
(iii)由题意知临界角C=∠ONB.
则:sinC=,cosC=
∴N点到直径AB的距离:d=2RcosC×sinC=

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