题目列表(包括答案和解析)
14.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图中①、②、③所示,其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均与aa′、bb′为界面画光路图.则
甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”);
乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不变”);
丙同学测得的折射率与真实值相比________.
[解析] 用图①测定折射率,玻璃中折射光线偏转大了,所以折射角增大,折射率减小;用图②测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关;用图③测折射率时,无法确定折射光线偏角偏折的大小,所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变.
[答案] 偏小 不变 可能偏大、可能偏小、可能不变
13.某同学设计了一个测定激光波长的实验装置,如图(甲)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图(乙)中的黑点代表亮点的中心位置.
(1)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.据资料介绍:若双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为L,感光片相邻两光点间的距离为b,则光的波长λ=.
该同学测得L=1.0000m,双缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点间距离时,尺与点的中心位置如图(乙)所示.
图(乙)中第1个光点到第4个光点的距离是________mm.实验中激光的波长λ=________m.(保留两位有效数字)
(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将________.
[解析] (1)由(乙)图可知第1个光点到第4个光点间的距离b′=8.7mm,b==2.9mm
由b=λ得:
λ=·b=×2.9×10-3m≈6.4×10-7m.
(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,λ变小了,由b=可得,屏上相邻两光点的间距将变小.
[答案] (1)8.7 (2)6.4×10-7 (2)变小
12.如图所示是研究光的双缝干涉用的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹,已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹,由P向上数,与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S1P1的长度为y1,S2P1的长度为y2,则y2-y1等于 ( )
A.5λ B.10λ C.20λ D.40λ
[解析] 由干涉加强区的点到两光源距离之差为半波长的偶数倍可知,第10号亮纹到两光源距离之差y2-y1=λ=10λ,B项正确.
[答案] B
11.一个半径为5m的圆形蓄水池装满水,水面与地面相平,在池的中心上空离水面3m处吊着一盏灯,一个身高1.8m的人离水池边缘多远的距离恰能看到灯在水中的像( )
A.1.8m B.2.5m C.3m D.5m
[解析] 水池面相当于平面镜,作反射光光路图如图所示,若人在某位置时恰能通过水池的边缘看到灯在水中的像,这时光源发出的光恰好通过水池反射入人的眼睛.
由反射定律可知α=β
由几何分析得:ΔSBO∽ΔDCO,
故有h/H=x/r
故x=hr/H=1.8×5/3m=3m.
[答案] C
10.如图所示为一直角棱镜的横截面,∠bac=90°,∠abc=60°,一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜.已知棱镜材料的折射率n=,若不考虑原入射光在bc面上的反射光,则有光线 ( )
A.从ab面射出
B.从ac面射出
C.从bc面射出,且与bc面斜交
D.从bc面射出,且与bc面垂直
[解析] 根据折射定律,光从棱镜射向空气,若发生全反射,入射角应大于临界角.先求临界角C,因sinC=,所以C=45°,n=,sinθ1=nsinθ2=·sin30°=,θ1=45°,因此光束在棱镜中的光路如图所示,故BD项正确.
[答案] BD
9.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置,所用单色光是普通光源加滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪个表面反射光线叠加而成的 ( )
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
[解析] 下面待查的厚玻璃和上面的标准板之间形成了一个劈型的空气膜,当光照到劈型膜上时,从膜的上表面(a的下表面)反射的光和从膜的下表面(b的上表面)反射的光的路程差不相等,于是出现明暗相间的干涉条纹.故选C项.
[答案] C
8.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx.下列说法正确的有 ( )
A.如果增大单缝到双缝间的距离,Δx将增大
B.如果增大单缝之间的距离,Δx将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大
D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大
[解析] 公式Δx=λ中l表示双缝到屏的距离,d表示双缝之间的距离,λ表示光波的波长.因此Δx与单缝到双缝间的距离无关,A项错误;双缝之间的距离d增大时,条纹间距将减小,B项错误;条纹间距与缝本身的宽度也无关,D项错误.增大双缝到屏的距离时条纹的宽度增大,故选C项.
[答案] C
7.一束复色光由空气射向一块平行的平面玻璃砖,经折射后分为两束单色光a和b,已知a光是红光,b光是蓝光,则如图中光路图可能正确的是 ( )
[解析] 当光射入平行平面玻璃砖后,出射光线应与入射光线平行,故CD错;出射光线相对入射光线发生侧移,折射率越大则侧移量越大,而玻璃对蓝光的折射率比红光的折射率大,侧移量大,故B正确,A错误.
[答案] B
6.(·江苏省宿迁)在以下各种说法中,正确的是 ( )
A.年5月12日四川汶川县发生8.0级强烈地震,地震波是机械波,其中即有横波也有纵波
B.地震波只有纵波
C.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明该星系正在远离我们而去
D.照相机镜头采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的衍射原理
[解析] 地震波既有纵波,故选项A对、B错;选项C与多普勒效应类似,是对的;选项D是利用了光的干涉原理,故选项D错.
[答案] AC
5.太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量,这些能量以电磁波(场)的形式向四面八方辐射出去,其总功率达到3.8×1026W.根据爱因斯坦的质能方程估算,单纯地由于这种辐射,太阳每秒钟减少的物质质量的数量级最接近于 ( )
A.1018kg B.109kg C.10-10kg D.10-17kg
[解析] 太阳每秒钟辐射的总能量ΔE=P·t=3.8×1026J,由质能方程ΔE=Δmc2,每秒钟减少的量Δm==kg≈4×109kg,故选B.
[答案] B
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