1、章末检测一、选择题1.(多选)以下关于物理学知识的叙述中正确的是()A.超声波测量车速是利用了波的干涉原理B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在C.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偏振D.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的答案BD超声波测量车速是利用了波的反射,故选项A错误;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故选项B正确;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,故选项C错误;狭义相对论的两个基本假设之一是:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故选项D正确。2.(多选)电磁波与
2、声波比较,下列说法中正确的是()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,与频率无关答案ABCA、B均与事实相符,所以A、B正确;由空气进入水中时,电磁波速度变小,频率不变,根据=vf,波长变小;声波速度变大,频率不变,则波长变大,所以C正确;电磁波在介质中的速度与介质有关,也与频率有关,在同一种介质中,频率越大,波速越小,声波的传播速度是由介质决定的,所以D错误。3.如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O
3、时,下列情况不可能发生的是()答案A光从空气射入玻璃中时,在界面处发生反射和折射现象,且折射角小于入射角,故A不可能发生,B可能发生。光从玻璃射入空气中时,在界面处肯定发生反射现象,如果入射角等于或大于临界角,则可能发生全反射现象,故C、D选项都是可能的。综合以上分析可知本题答案为A。4.(多选)关于光的干涉、衍射及其应用,下列说法中正确的是()A.在光的干涉和衍射现象中,都出现明暗相间的条纹或彩色条纹,因此干涉现象和衍射现象是相同的B.水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象,泊松亮斑是衍射现象C.增透膜增加透射光、减小反射光是利用了光的干涉D.激光防伪商标,看起来是彩色的,这是光的
4、干涉现象答案BCD光的干涉和衍射虽然有很多共性,但属于不同的光现象,A项错误;油膜的彩色条纹是薄膜干涉产生的,泊松亮斑是光衍射产生的,B项正确;增透膜的作用是增加透射光的强度,减小反射光的损失,厚度应等于光波在膜中波长的1/4,其原理是光的干涉,C项正确;激光防伪商标的彩色条纹是薄膜干涉引起的,D项正确。5.两束单色光线a、b以相同的角度从某种玻璃射入空气,发现a发生了全反射、b没有发生全反射,则下列说法中正确的是()A.光线a的波长较大B.玻璃对光线a的折射率较大C.光线b的临界角较小D.光线b在玻璃中的速度较小答案B由题意知a的临界角小于b的临界角,由sin C=1n 知a的折射率大于b的
5、折射率,则a的频率大,波长短,再由n=cv 可得vavb,综上所述A、C、D错误,B正确。6.(多选)如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的答案AC由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反
6、射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确,B错误;由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故C正确,D错误。二、非选择题7.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。此玻璃的折射率计算式为n=(用图中的1、2表示);如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。答案cos1cos2大解析根据折射率定义可知n=sin(90-1)sin(90-2)=cos1cos2;玻璃砖宽度大些,光线穿过时的侧移量就会大些,故插针时便
7、于观察和插准。8.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图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。(1)本实验的实验步骤有: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。(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图(a)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,
8、记下此时图 (b)中手轮上的示数为mm,求得相邻亮纹的间距x=mm。 (3)已知双缝间距d为2.010-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算式=,求得所测红光的波长为nm。答案(1)见解析(2)13.8702.310(3)dxl6.6102(或660)解析(1)在操作步骤时还应注意的事项有: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。(2)图(b)读数为x2=13.5 mm+37.00.01 mm=13.870 mm,图(a)读数为x1=2.0 mm+32.00.01 mm=2.320 mm所以相邻亮纹间距x=x2-x1n-1=13.870-2.3205
9、 mm=2.310 mm(3)由条纹间距离公式x=ld得=dxl,代入数值得=6.610-7 m=6.6102 nm9.如图所示,一个半径为R的14透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点,已知OA=R2,该球体对蓝光的折射率为n=3,求:这束蓝光从球面射出时的出射角;若换用一束红光同样从A点射向该球体,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点在C点左边还是右边?答案见解析解析设ABO=,根据几何关系得:sin =OAOB=12RR=12,得=30,根据折射定律得:n=sinsin,sin =n sin =312=32,得:=60。红光的折射率
10、比蓝光的小,则光线射出后偏折程度减小,即变小,所以从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置偏右。10.如图所示,一个半径为r的圆木板静止在水面上,在圆木板圆心O的正下方H=3r处有一点光源S,已知水的折射率n=2。(1)求沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角。(2)若要在水面上方观察不到点光源S所发出的光,则应将点光源S至少竖直向上移多大的距离?(结果可用根式表示)答案(1)45(2)(3-1)r解析(1)设入射角为1,折射角为2,则tan 1=r3r即1=30sin1sin2=1n联立式得2=45(2)若在水面上方观察不到点光源所发出的光,则入射到圆木板边缘的光线将发生全反射,设临界角为C,点光源S离圆心的距离为h,则由sin C=1n得C=45由几何关系tan C=rh得h=r则点光源S至少上移h=(3-1)r
