資源簡介 物理第十四章 核心素養提升練1.(2024·貴州高考)一種測量液體折射率的V形容器,由兩塊材質相同的直角棱鏡粘合,并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體,一激光束從左邊棱鏡水平射入,通過液體后從右邊棱鏡射出,其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n,光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v,則( )A.nv0 B.nC.n>n0,v>v0 D.n>n0,v2.(2025·八省聯考內蒙古卷)增透膜被廣泛應用于各種光學透鏡。如圖,入射光1以接近法線方向入射鍍膜鏡片,反射光2和3在P處相干減弱,則2和3在P處的光振動圖像可能為( )3.在光的雙縫干涉實驗中,在雙縫后面各放置一個偏振片,若兩個偏振片的透振方向相互垂直,則下列說法正確的是( )A.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度減弱B.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度增強C.光屏上的干涉條紋消失,但仍有光射到光屏上D.光屏上的干涉條紋消失,且光屏上一片黑暗4.(2023·浙江1月選考)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊AB以角度θ入射,依次經AC和BC兩次反射,從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉了α角,則α( )A.等于90° B.大于90°C.小于90° D.與棱鏡的折射率有關5.如圖1所示,某種油量計是由許多透明等厚、長度不等的薄塑料片疊合而成的,每個薄片的形狀如圖2所示,其底部為等腰直角三角形。原理可以解釋為光豎直向下射入固定在容器中的油量計,當容器內有油時,光大部分折射進入油中,只有少部分反射回觀察窗口,當容器內無油時,光在塑料和空氣的界面發生全反射而返回油量計上端,這樣就可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。下列說法正確的是( )A.這款油量計對所有液體都適用B.隨著油量的減少,觀察窗右邊最先開始亮C.觀察窗亮的部分越長,說明剩余油量越多D.可以用折射率為1.35的透明塑料來制作這款油量計6.(2025·山東省濰坊市高三上開學調研監測)線膨脹系數是表征物體受熱時長度增加程度的物理量。利用單縫衍射實驗裝置可以測量金屬的線膨脹系數。如圖是該實驗的裝置示意圖,擋光片a固定,擋光片b放置在待測金屬棒上端,讓激光通過a、b間的平直狹縫后在光屏上形成衍射圖樣。已知中央亮條紋寬度D、單縫寬度d、光的波長λ、縫到屏的距離L滿足關系式D=λ。關于該實驗,下列說法正確的是( )A.激光通過狹縫后在光屏上可以形成明暗相間的等距條紋B.其他實驗條件不變,使用頻率更大的激光,中央亮條紋寬度變大C.其他實驗條件不變,對金屬棒加溫,中央亮條紋寬度變大D.其他實驗條件不變,增大光屏到狹縫的距離,中央亮條紋寬度變小7.(2024·廣東高考)如圖所示,紅綠兩束單色光,同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質,折射光束在NP面發生全反射,反射光射向PQ面。若θ逐漸增大,兩束光在NP面上的全反射現象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是( )A.在PQ面上,紅光比綠光更靠近P點B.θ逐漸增大時,紅光的全反射現象先消失C.θ逐漸增大時,入射光可能在MN面發生全反射D.θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大8.(多選)如圖,一束單色光從空氣中與某種材料表面成45°角入射,每次反射的光能量為入射光能量的k倍,0A.該材料折射率為B.該材料折射率為C.光在該材料中的傳播速度為cD.光從空氣進入該材料,光的頻率變小9.(2021·山東高考)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜,觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像,可能正確的是( )10.由于大氣層的存在,太陽光線在大氣中折射,使得太陽“落山”后我們仍然能看見它。某同學為研究這一現象,建立了一個簡化模型。將折射率很小的不均勻大氣等效成折射率為的均勻大氣,并將大氣層的厚度等效為地球半徑R。根據此模型,一個住在赤道上的人在太陽“落山”后還能看到太陽的時間是(地球自轉周期為24小時,地球上看到的太陽光可以看成平行光)( )A.3小時 B.2小時C.1.5小時 D.1小時11.1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究光波的性質。菲涅耳利用雙面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結果,即菲涅耳雙面鏡干涉實驗,實驗裝置及光路如圖所示,將兩塊邊緣磨光的平面鏡M1和M2的邊緣對齊,之后傾斜微小的角度θ,用單色光源S向它們照射,則在雙面鏡對面的光屏L上會出現干涉條紋(D為遮光板,使光源S發出的光不能直接照射到光屏上,S剛好位于M1與M2夾角的角平分線上)。根據實驗裝置及光路回答下列問題:若增大線光源S到O點的距離,其余條件不變,則屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將________(填“增大”或“減小”);若換用光子能量較小的單色光,則光屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將________(填“增大”或“減小”)。12.(2022·湖南高考)如圖,某種防窺屏由透明介質和對光完全吸收的屏障構成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可實現對像素單元可視角度θ的控制(可視角度θ定義為某像素單元發出的光在圖示平面內折射到空氣后最大折射角的2倍)。透明介質的折射率n=2,屏障間隙L=0.8 mm。發光像素單元緊貼屏下,位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。(1)若把發光像素單元視為點光源,要求可視角度θ控制為60°,求屏障的高度d;(2)若屏障高度d=1.0 mm,且發光像素單元的寬度不能忽略,求像素單元寬度x最小為多少時,其可視角度θ剛好被擴為180°(只要看到像素單元的任意一點,即視為能看到該像素單元)。第十四章 核心素養提升練1.(2024·貴州高考)一種測量液體折射率的V形容器,由兩塊材質相同的直角棱鏡粘合,并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體,一激光束從左邊棱鏡水平射入,通過液體后從右邊棱鏡射出,其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n,光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v,則( )A.nv0 B.nC.n>n0,v>v0 D.n>n0,v答案:A解析:由題圖可知,光從棱鏡進入液體中時,入射角小于折射角,則相對于液體,棱鏡為光密介質,即nv0,故選A。2.(2025·八省聯考內蒙古卷)增透膜被廣泛應用于各種光學透鏡。如圖,入射光1以接近法線方向入射鍍膜鏡片,反射光2和3在P處相干減弱,則2和3在P處的光振動圖像可能為( )答案:C解析:2和3兩束光在P處相干減弱,則兩束光在P處振動方向時刻相反,可知C正確。3.在光的雙縫干涉實驗中,在雙縫后面各放置一個偏振片,若兩個偏振片的透振方向相互垂直,則下列說法正確的是( )A.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度減弱B.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度增強C.光屏上的干涉條紋消失,但仍有光射到光屏上D.光屏上的干涉條紋消失,且光屏上一片黑暗答案:C解析:在雙縫后面各放置一個偏振片,透過偏振片的光為偏振光,偏振片的透振方向相互垂直時,透過雙縫后偏振片的兩偏振光的振動方向相互垂直,不能發生干涉現象,因此光屏上沒有干涉條紋,但仍有光射到光屏上,故C正確,A、B、D錯誤。4.(2023·浙江1月選考)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊AB以角度θ入射,依次經AC和BC兩次反射,從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉了α角,則α( )A.等于90° B.大于90°C.小于90° D.與棱鏡的折射率有關答案:A解析:如圖所示,設光線在AB邊的折射角為β,棱鏡對黃光的折射率為n,根據折射定律可得n=;設光線在BC邊的入射角為φ,光線在AC邊的入射角為γ,折射角為i,由反射定律和幾何知識可知β+φ=45°,β+2φ+γ=90°,聯立解得γ=β,根據折射定律可得=n,結合前面分析可得i=θ。過AB邊上入射點作出射光線的平行線,則該平行線與AB的夾角為i=θ,由幾何知識可知,入射光線與出射光線的夾角α=90°,故選A。5.如圖1所示,某種油量計是由許多透明等厚、長度不等的薄塑料片疊合而成的,每個薄片的形狀如圖2所示,其底部為等腰直角三角形。原理可以解釋為光豎直向下射入固定在容器中的油量計,當容器內有油時,光大部分折射進入油中,只有少部分反射回觀察窗口,當容器內無油時,光在塑料和空氣的界面發生全反射而返回油量計上端,這樣就可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。下列說法正確的是( )A.這款油量計對所有液體都適用B.隨著油量的減少,觀察窗右邊最先開始亮C.觀察窗亮的部分越長,說明剩余油量越多D.可以用折射率為1.35的透明塑料來制作這款油量計答案:B解析:若換做其他液體,則光線在塑料和液體的界面可能發生全反射,即這款油量計不是對所有液體都適用,A錯誤;當油面下降,塑料片露出油面時,如圖所示,光豎直向下射入塑料片中,在直角部分發生全反射時從油量計上端看起來才會明亮,因為右邊塑料片最短,可知隨著油量的減少,觀察窗右邊最先開始亮,B正確;觀察窗亮的部分越長,說明油面越低,剩余油量越少,C錯誤;光在從透明塑料射向空氣時發生全反射的條件是透明塑料的折射率n>=,D錯誤。6.(2025·山東省濰坊市高三上開學調研監測)線膨脹系數是表征物體受熱時長度增加程度的物理量。利用單縫衍射實驗裝置可以測量金屬的線膨脹系數。如圖是該實驗的裝置示意圖,擋光片a固定,擋光片b放置在待測金屬棒上端,讓激光通過a、b間的平直狹縫后在光屏上形成衍射圖樣。已知中央亮條紋寬度D、單縫寬度d、光的波長λ、縫到屏的距離L滿足關系式D=λ。關于該實驗,下列說法正確的是( )A.激光通過狹縫后在光屏上可以形成明暗相間的等距條紋B.其他實驗條件不變,使用頻率更大的激光,中央亮條紋寬度變大C.其他實驗條件不變,對金屬棒加溫,中央亮條紋寬度變大D.其他實驗條件不變,增大光屏到狹縫的距離,中央亮條紋寬度變小答案:C解析:由光的衍射現象可知,激光通過狹縫后在光屏上得到的是中間寬、兩側窄的明暗相間的條紋,故A錯誤;根據D=λ,其他實驗條件不變,使用頻率更大的激光,則激光的波長λ變小,中央亮條紋寬度D變小,故B錯誤;根據D=λ,其他實驗條件不變,對金屬棒加溫,則單縫寬度d變小,中央亮條紋寬度D變大,故C正確;根據D=λ,其他實驗條件不變,增大光屏到狹縫的距離L,則中央亮條紋寬度D變大,故D錯誤。7.(2024·廣東高考)如圖所示,紅綠兩束單色光,同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質,折射光束在NP面發生全反射,反射光射向PQ面。若θ逐漸增大,兩束光在NP面上的全反射現象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是( )A.在PQ面上,紅光比綠光更靠近P點B.θ逐漸增大時,紅光的全反射現象先消失C.θ逐漸增大時,入射光可能在MN面發生全反射D.θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大答案:B解析:由題意可知,在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率,在MN面,兩光的入射角相同,設折射角為α,根據折射定律有n=,可知綠光在MN面的折射角較小,根據光路圖可知,綠光比紅光更靠近P點,故A錯誤;根據全反射臨界角C與折射率n的關系sinC=,可知紅光發生全反射的臨界角較大,由幾何關系可知,θ逐漸增大時,在MN面紅光的折射光線射向NP面的入射角恒小于綠光的折射光線射向NP面的入射角,所以紅光的全反射現象先消失,故B正確;在MN面,光是從光疏介質射入光密介質,無論θ多大,在MN面都不可能發生全反射,故C錯誤;根據折射定律可知,當入射角θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小,故D錯誤。8.(多選)如圖,一束單色光從空氣中與某種材料表面成45°角入射,每次反射的光能量為入射光能量的k倍,0A.該材料折射率為B.該材料折射率為C.光在該材料中的傳播速度為cD.光從空氣進入該材料,光的頻率變小答案:BC解析:這束光最終進入材料的能量恰好為入射光能量的(1-k2)倍,說明光在材料外表面會經過兩次反射,進入材料后從材料射向空氣時恰好會發生全反射,光路圖如圖所示,設該材料的折射率為n,光在B點的折射角為θ,由折射定律可得n=,在C點恰好發生全反射,則全反射的臨界角為C=90°-θ,又sinC=,聯立解得n=,A錯誤,B正確;光在該材料中的傳播速度為v==c,C正確;光從空氣進入該材料,光的頻率不變,D錯誤。9.(2021·山東高考)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜,觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像,可能正確的是( )答案:D解析:來自薄膜前后表面的反射光是相干光,其光的路程差為Δx=2d,當光的路程差Δx=nλ時,出現亮條紋,故相鄰亮條紋之間的薄膜厚度差為λ;由圖可知,隨坐標x變大,相鄰亮條紋之間的距離變大,則在d x圖像中,隨x的變大,d每變化λ,對應的Δx逐漸變大,即d x圖線的斜率逐漸變小,故選D。10.由于大氣層的存在,太陽光線在大氣中折射,使得太陽“落山”后我們仍然能看見它。某同學為研究這一現象,建立了一個簡化模型。將折射率很小的不均勻大氣等效成折射率為的均勻大氣,并將大氣層的厚度等效為地球半徑R。根據此模型,一個住在赤道上的人在太陽“落山”后還能看到太陽的時間是(地球自轉周期為24小時,地球上看到的太陽光可以看成平行光)( )A.3小時 B.2小時C.1.5小時 D.1小時答案:D解析:太陽“落山”后,住在赤道上的人恰好能看到太陽的臨界光路圖如圖所示,由幾何關系可得臨界光線的折射角r滿足sinr==,可知臨界光線的折射角為r=30°;根據折射定律有n==,可得臨界光線的入射角i=45°。設太陽“落山”后地球多轉α角度時住在赤道上的人恰好看不見太陽,由幾何關系,有α=i-r=15°,則一個住在赤道上的人在太陽“落山”后還能看到太陽的時間為t=×24 h=1 h,故選D。11.1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究光波的性質。菲涅耳利用雙面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結果,即菲涅耳雙面鏡干涉實驗,實驗裝置及光路如圖所示,將兩塊邊緣磨光的平面鏡M1和M2的邊緣對齊,之后傾斜微小的角度θ,用單色光源S向它們照射,則在雙面鏡對面的光屏L上會出現干涉條紋(D為遮光板,使光源S發出的光不能直接照射到光屏上,S剛好位于M1與M2夾角的角平分線上)。根據實驗裝置及光路回答下列問題:若增大線光源S到O點的距離,其余條件不變,則屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將________(填“增大”或“減小”);若換用光子能量較小的單色光,則光屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將________(填“增大”或“減小”)。答案:減小 增大解析:光源S在平面鏡M1和M2中成虛像S1和S2,S發出的光經M1反射后的光線可看作是從虛像S1發出的;S發出的光經M2反射后的光線可看作是從虛像S2發出的。這兩束反射光在光屏上疊加可形成干涉條紋,而S1和S2等效于兩個相干光源,因此S1和S2間的距離相當于雙縫間距d。當平面鏡傾斜θ角后,根據光的反射定律知,同一入射光線的反射光線轉過2θ角,則題圖中S1O、S2O與水平軸線的夾角均為2θ。設光源S到O點距離為a,根據幾何關系可得S1、S2間距d=2asin2θ,設線段OO1長為L,則雙縫到屏的距離l=L+acos2θ。因此相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距Δx的表達式為Δx=。由上式可知,當a增大時,屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距將減小;當換用光子能量較小的單色光時,波長變長,所以屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的間距將增大。12.(2022·湖南高考)如圖,某種防窺屏由透明介質和對光完全吸收的屏障構成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可實現對像素單元可視角度θ的控制(可視角度θ定義為某像素單元發出的光在圖示平面內折射到空氣后最大折射角的2倍)。透明介質的折射率n=2,屏障間隙L=0.8 mm。發光像素單元緊貼屏下,位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。(1)若把發光像素單元視為點光源,要求可視角度θ控制為60°,求屏障的高度d;(2)若屏障高度d=1.0 mm,且發光像素單元的寬度不能忽略,求像素單元寬度x最小為多少時,其可視角度θ剛好被擴為180°(只要看到像素單元的任意一點,即視為能看到該像素單元)。答案:(1) mm (2) mm解析:(1)發光像素單元射到屏障上的光被完全吸收,則經過屏障頂端的光線折射到空氣后的折射角最大,設為r,由題意可知θ=60°,則最大折射角r==30°設對應的入射角為i,則n=由幾何關系知sini=聯立并代入數據解得d= mm。(2)若可視角度θ剛好被擴為180°,則最大折射角r′==90°,即此時光線恰好在界面發生全反射,光線在界面處的入射角為臨界角C,有sinC=畫出此時的臨界光路圖如圖,其中xmin為發光像素單元寬度x的最小值。由幾何關系知sinC=聯立并代入數據解得xmin= mm。8(共23張PPT)第十四章 核心素養提升練1.(2024·貴州高考)一種測量液體折射率的V形容器,由兩塊材質相同的直角棱鏡粘合,并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體,一激光束從左邊棱鏡水平射入,通過液體后從右邊棱鏡射出,其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n,光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v,則( )A.nv0 B.nC.n>n0,v>v0 D.n>n0,v2.(2025·八省聯考內蒙古卷)增透膜被廣泛應用于各種光學透鏡。如圖,入射光1以接近法線方向入射鍍膜鏡片,反射光2和3在P處相干減弱,則2和3在P處的光振動圖像可能為( )解析:2和3兩束光在P處相干減弱,則兩束光在P處振動方向時刻相反,可知C正確。3.在光的雙縫干涉實驗中,在雙縫后面各放置一個偏振片,若兩個偏振片的透振方向相互垂直,則下列說法正確的是( )A.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度減弱B.光屏上仍有干涉條紋,但條紋的亮度增強C.光屏上的干涉條紋消失,但仍有光射到光屏上D.光屏上的干涉條紋消失,且光屏上一片黑暗解析:在雙縫后面各放置一個偏振片,透過偏振片的光為偏振光,偏振片的透振方向相互垂直時,透過雙縫后偏振片的兩偏振光的振動方向相互垂直,不能發生干涉現象,因此光屏上沒有干涉條紋,但仍有光射到光屏上,故C正確,A、B、D錯誤。4.(2023·浙江1月選考)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊AB以角度θ入射,依次經AC和BC兩次反射,從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉了α角,則α( )A.等于90° B.大于90°C.小于90° D.與棱鏡的折射率有關光大部分折射進入油中,只有少部分反射回觀察窗口,當容器內無油時,光在塑料和空氣的界面發生全反射而返回油量計上端,這樣就可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。下列說法正確的是( )A.這款油量計對所有液體都適用B.隨著油量的減少,觀察窗右邊最先開始亮C.觀察窗亮的部分越長,說明剩余油量越多D.可以用折射率為1.35的透明塑料來制作這款油量計5.如圖1所示,某種油量計是由許多透明等厚、長度不等的薄塑料片疊合而成的,每個薄片的形狀如圖2所示,其底部為等腰直角三角形。原理可以解釋為光豎直向下射入固定在容器中的油量計,當容器內有油時,7.(2024·廣東高考)如圖所示,紅綠兩束單色光,同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質,折射光束在NP面發生全反射,反射光射向PQ面。若θ逐漸增大,兩束光在NP面上的全反射現象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是( )A.在PQ面上,紅光比綠光更靠近P點B.θ逐漸增大時,紅光的全反射現象先消失C.θ逐漸增大時,入射光可能在MN面發生全反射D.θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大9.(2021·山東高考)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜,觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關于該區域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像,可能正確的是( )11.1801年,托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究光波的性質。菲涅耳利用雙面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結果,即菲涅耳雙面鏡干涉實驗,實驗裝置及光路如圖所示,將兩塊邊緣磨光的平面鏡M1和M2的邊緣對齊,之后傾斜微小的角度θ,用單色光源S向它們照射,則在雙面鏡對面的光屏L上會出現干涉條紋(D為遮光板,使光源S發出的光不能直接照射到光屏上,S剛好位于M1與M2夾角的角平分線上)。根據實驗裝置及光路回答下列問題:若增大線光源S到O點的距離,其余條件不變,則屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將_____ (填“增大”或“減小”);若換用光子能量較小的單色光,則光屏上相鄰兩條亮紋(暗紋)中央的距離將______ (填“增大”或“減小”)。減小增大12.(2022·湖南高考)如圖,某種防窺屏由透明介質和對光完全吸收的屏障構成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可實現對像素單元可視角度θ的控制(可視角度θ定義為某像素單元發出的光在圖示平面內折射到空氣后最大折射角的2倍)。透明介質的折射率n=2,屏障間隙L=0.8 mm。發光像素單元緊貼屏下,位于相鄰兩屏障的正中間。不考慮光的衍射。(1)若把發光像素單元視為點光源,要求可視角度θ控制為60°,求屏障的高度d;(2)若屏障高度d=1.0 mm,且發光像素單元的寬度不能忽略,求像素單元寬度x最小為多少時,其可視角度θ剛好被擴為180°(只要看到像素單元的任意一點,即視為能看到該像素單元)。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第十四章 核心素養提升練.docx 第十四章 核心素養提升練.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫