2013人教版本選修（3-4）第13章（光）單元測(cè)試

1、第十三章限時(shí)檢測(cè)本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1(2012·試題調(diào)研)在教室課桌的正上方天花板下，掛有一個(gè)點(diǎn)亮的日光燈，晚上將一支鋼筆平行于日光燈放于課桌正上方，當(dāng)鋼筆距課桌較近時(shí)，可在課桌上看到比較清晰的鋼筆影子，將鋼筆逐漸向日光燈靠近，鋼筆的影子逐漸模糊不清，這主要是由于()A發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象B桌面后來(lái)未處于鋼筆的影區(qū)C

2、桌面后來(lái)未處于鋼筆的半影區(qū)D桌面后來(lái)未處于鋼筆的本影區(qū)答案：D解析：鋼筆逐漸向日光燈移近，鋼筆的本影區(qū)減小，桌面不再處于鋼筆的本影區(qū)。2(2010·泉州七中高二檢測(cè))酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影，但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你的靠近而后退，對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是()A同海市唇樓具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C太陽(yáng)輻射到地面，使地表空氣溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D太陽(yáng)輻射到地面，使地表空氣溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射答案：D解析：可粗略地認(rèn)

3、為地表空氣是由許多水平的氣層組成，由于太陽(yáng)輻射，越接近地表空氣折射率越小，光線從上一氣層進(jìn)入下一氣層時(shí)就要偏離法線方向，入射角逐漸增大，直至發(fā)生全反射，故D選項(xiàng)說(shuō)法正確。3.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂泡薄膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈，往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是圖中的()答案：D解析：鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平線上厚度基本一致，如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng)，那么這一水平線上同一厚度處光波會(huì)加強(qiáng)，所以干涉條紋應(yīng)是基本水平的。4(江蘇啟東中學(xué)高二檢測(cè))下圖所示的4種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通

4、過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(灰黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是()A紅黃藍(lán)紫B紅紫藍(lán)黃C藍(lán)紫紅黃D藍(lán)黃紅紫答案：B5如圖所示，一束自然光通過起偏器照射到光屏上，則圖中光屏上發(fā)亮的有(起偏器上用箭頭表示其透射方向)()答案：ABD解析：自然光通過起偏器后成為偏振光，當(dāng)偏振光的振動(dòng)方向與起偏器的透振方向平行時(shí)能夠通過，否則不能通過，所以A、B、D正確。6(北京石景山模擬)在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來(lái)讀取的。若激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透

5、明介質(zhì)層時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向，如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A圖中光束是紅光，光束是藍(lán)光B在光盤的透明介質(zhì)層中，光束比光束傳播速度更快C若光束先后通過同一單縫衍射裝置，光束的中央亮紋比光束的窄D若光束先后通過同一雙縫干涉裝置，光束的條紋寬度比光束的寬答案：C解析：由圖可知，光束的折射率大于光束的折射率，即n1>n2，而n紅<n藍(lán)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由v得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；折射率大的光束波長(zhǎng)小，在單縫衍射、雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的條紋寬度要小，選項(xiàng)C對(duì)而D錯(cuò)。7.如圖所示，在水面下同一深度并排緊挨著放置分別能發(fā)出紅光、黃光、藍(lán)光和紫光的四個(gè)燈泡，一人站在這四盞燈正上方離水面有一定距離處觀察，

6、他感覺離水面最近的那盞燈發(fā)出的光是()A紅光B黃光C藍(lán)光D紫光答案：D解析：從空氣中觀察燈泡時(shí)，燈泡P發(fā)出的光經(jīng)水面折射后進(jìn)入觀察者的眼睛，折射光線的延長(zhǎng)線交于P點(diǎn)，P就是燈P的虛像，P的位置比實(shí)際位置P離水面的距離要近些，如圖所示。當(dāng)入射角較小時(shí)，P的位置在P的正上方，有：sin，sin，n豎直向下看時(shí)，d接近于零，故n，即：hH因紫光的折射率最大，故紫光的視深最小。8.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng)B在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色

7、光2通過玻璃板所需的時(shí)間D單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案：AD解析：由折射定律n，知n1>n2，1<2，由v知v1<v2，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。設(shè)玻璃板的厚度為h，光在玻璃板中的傳播時(shí)間t，n越大，t越大，即t1>t2，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，由sinC知，C1<C2，故選項(xiàng)D正確。9某棱鏡頂角41.30°，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入，通過棱鏡折射后從另一個(gè)側(cè)面射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角1逐漸減小到零的過程中，彩色光帶變化的情況是(根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)判斷)()色光紫藍(lán)綠黃

8、橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513臨界角40.75°40.88°41.17°41.23°41.34°41.37°A.紫光最先消失，最后只剩下紅光和橙光B紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光和紅光C紅光最先消失，最后只剩下紫光和藍(lán)光D紅光最先消失，最后只剩下紫光、藍(lán)光和綠光答案：A解析：各種色光均以相同的入射角射向某種介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，則折射角就不同。介質(zhì)對(duì)它的折射率越大，在AB界面上折射時(shí)的折射角越小，而在AC界面上對(duì)應(yīng)的入射角越大，當(dāng)入射角減小時(shí)，折射光在AC面上的入射角增大。

9、當(dāng)入射角減為零時(shí)，所有光線到AC面上時(shí)入射角均為41.30°，結(jié)合上表可知：紫、藍(lán)、綠、黃四色光均在AC面發(fā)生全反射，且紫光最先消失，故選項(xiàng)A正確。10如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)。已知入射方向與邊AB的夾角為30°，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則()A該棱鏡的折射率為B光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變小D從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行答案：AC解析：由幾何關(guān)系可知，入射角160°，折射角230°。由折射定律n，A選項(xiàng)正確；在BC界面上，入射角為30°，臨界角的正弦值為s

10、inC>sin30°，即C>30°，所以在F點(diǎn)，不會(huì)發(fā)生全反射，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；光從空氣進(jìn)入棱鏡，頻率f不變，波速v減小，所以減小，C選項(xiàng)正確；由上述計(jì)算結(jié)果，作出光路圖，可知D選項(xiàng)錯(cuò)誤。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11.(2011·江蘇南京模擬)如圖所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n_。有一同學(xué)把大頭針插在P1和P2位置時(shí)，沿著P4、P3 的方向看不到大頭針的像，其原因是_。答案：1.73經(jīng)過P1P2的光線

11、在MN處發(fā)生全反射解析：由圖可知，當(dāng)光由空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，入射角160°，折射角230°。所以n1.73當(dāng)光由玻璃射入空氣時(shí)，若1C，則發(fā)生全反射，而sinC，當(dāng)針插在P1、P2時(shí)，入射角160°>C，已發(fā)生全反射。12在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)以線狀白熾燈為光源，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：A燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B干涉條紋與雙縫垂直C干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)以上幾點(diǎn)中你認(rèn)為正確的是_。(2)當(dāng)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線對(duì)齊某條刻度線時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示

12、，該讀數(shù)為_mm。(3)如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示，則在這種情況下測(cè)量干涉條紋的間距x時(shí)，測(cè)量值_實(shí)際值。(填“大于”、“小于”或“等于”)答案：(1)ACD(2)0.702(3)大于解析：(1)為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置 ，所得到的干涉條紋與雙縫平行；由x可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離、光的波長(zhǎng)有關(guān)，所以A、C、D選項(xiàng)正確。(2)固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為20.2，所以測(cè)量結(jié)果為0.5mm20.2×0.01mm0.702mm。(3)測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識(shí)可知測(cè)量頭的

13、讀數(shù)大于條紋間的實(shí)際距離。13登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p傷視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n1.5，所要消除的紫外線的頻率為f8.1×1014Hz。(1)他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是_。(2)這種“增反膜”的厚度是_。(3)請(qǐng)判斷以下有關(guān)薄膜干涉的說(shuō)法正確的是()A薄膜干涉說(shuō)明光具有波動(dòng)性B如果薄膜的厚度不同，產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行C干涉條紋一定是彩色的D利用薄膜干涉也可以“增透”答案：(1)兩反射光疊加后加強(qiáng)(2)1.23×

14、107m(3)A、D解析：為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射出來(lái)形成的光疊加后加強(qiáng)，則光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即2dN(N1,2，)，因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的。紫外線在真空中的波長(zhǎng)是c/f3.7×107m。在膜中的波長(zhǎng)是/n2.47×107m，故膜的厚度至少是1.23×107m。干涉和衍射都證明光具有波動(dòng)性，如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行，白光的干涉為彩色條紋，單色光的干涉則為該色光顏色，當(dāng)膜的厚度為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，兩反射光疊加后減弱則會(huì)“增透”。三、論述·計(jì)

15、算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用波長(zhǎng)10.60m的光和另一波長(zhǎng)未知的光一起照射到兩個(gè)間距未知的狹縫上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)已知波長(zhǎng)的第4級(jí)明條紋和未知波長(zhǎng)的第5級(jí)明條紋重合，則未知光的波長(zhǎng)是多少？答案：0.48m解析：設(shè)未知光的波長(zhǎng)為2，出現(xiàn)明條紋的條件是：x，k0，±1，±2，有：x4x5，依題意有x4x5，故21×0.6m0.48m。15(10分)空中有一只小鳥，距水面3m，其正下方距水面4m深處的水中有一條魚。已知水的折射率

16、為4/3。(1)鳥從空中看到水中的魚離它的距離是多少？(2)魚在水中看空中的鳥離它的距離是多少？答案：(1)6m(2)8m解析：(1)首先作出鳥看魚的光路圖，如圖所示。由于是在豎直方向上看，所以入射角很小，即圖中的i和r均很小，故有tanisini，tanrsinr。由圖可得：h1tanrhtani，hh1tanr/tanih1sinr/sini4×m3m則鳥看水中的魚離它：H1(33)m6m(2)同理可得魚看鳥時(shí)：hnh23×m4m則H2(44)m8m16(10分)在厚度為d、折射率為n的大玻璃板下表面，有一個(gè)半徑為r的圓形發(fā)光面。為了從玻璃板的上方看不見這個(gè)圓形發(fā)光面，

17、可在玻璃板的上表面貼一塊圓形紙片，問所貼紙片的最小半徑應(yīng)為多大？答案：r解析：根據(jù)題述，光路如圖所示，圖中，S點(diǎn)為圓形發(fā)光面邊緣上一點(diǎn)。由該點(diǎn)發(fā)出的光線能射出玻璃板的范圍由臨界光線SA確定，當(dāng)入射角大于臨界角C時(shí)，光線就不能射出玻璃板了。圖中rdtanCd而sinC，則cosC所以r故應(yīng)貼圓紙片的最小半徑Rrrr17(12分)單色細(xì)光束射到折射率n的透明球面，光束在過球心的平面內(nèi)，入射角i45°，研究經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后，又經(jīng)內(nèi)表面反射一次，再經(jīng)球面折射后射出的光線，如下圖所示(圖上已畫出入射光和出射光)。(1)在圖上大致畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向。(2)求入射光與出射光之間的夾角(3)如果入射光是一束白光，透明球的色散情況與玻璃相仿，問哪種顏色光的角最大，哪種顏色光的角