20182019學(xué)年高中物理第十三章光測(cè)評(píng)含解析新人教版

測(cè)評(píng)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(每題4分,共40分。每題起碼有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)1.如下圖,空氣中有一折射率為的玻璃柱體,其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB。一束平行光平行于橫截面,以45°入射角照耀到OA上,OB不透光。若只考慮初次入射到圓弧上的光,則上有光顯出部分的弧長(zhǎng)為( )A.πRB.4πRC.πR5D.πR分析：由折射定律知45°=n=,解得γ=0°,則折射角為0°。過(guò)圓心的光芒是臨界光芒,此時(shí)的折射光芒ON和OB的夾角就是折射角,還要考慮到全反射的狀況,如下圖,射到M點(diǎn)的光芒的入射角為臨界角C=45°,則射到AM弧上的光芒發(fā)生了全反射,那么有光顯出部分的弧對(duì)應(yīng)的圓心角為45°,長(zhǎng)度為2πR×,B項(xiàng)對(duì)。4答案：B2.一束光芒穿過(guò)介質(zhì)1、2、3時(shí),光路如下圖,則( )A.介質(zhì)1的折射率最大B.介質(zhì)2是光密介質(zhì)C.光在介質(zhì)2中的速度最大D.當(dāng)入射角由45°漸漸增大時(shí),在1、2分界面上可能發(fā)生全反射答案：CD3.某種液體的折射率為,距液面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源,從液面上看液面被光源照亮的圓形地區(qū)的直徑為( )A.2hB.2hC.hD.h分析：從液面上看到液面被照亮是因?yàn)楣饷囊好嫔涑龊筮M(jìn)入人的眼睛。如下圖

,設(shè)光芒

OA在界面上恰巧發(fā)生全反射

,則

sin

C=

,所以

C=45°。由幾何關(guān)系得

r=h,故直徑為

d=2h。答案：B4.已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大,則兩種光A.在該玻璃中流傳時(shí),藍(lán)光的速度較大B.以同樣的入射角從空氣斜射入該玻璃中,藍(lán)光折射角較大C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí),紅蒞臨界角較大D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn),藍(lán)光的相鄰條紋間距較大

(

)答案：C5.如下圖,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θ=0°,E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn),則( )該棱鏡的折射率為光在F點(diǎn)發(fā)生全反射光從空氣進(jìn)入棱鏡,波長(zhǎng)變小從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行分析：由幾何關(guān)系可推理得入射角θ=90°-θ=0°,折射角θ=0°,由n=;由sin12C=,臨界角C>0°,故在F點(diǎn)不發(fā)生全反射;由n=0知光進(jìn)入棱鏡波長(zhǎng)變小;F點(diǎn)出射的光束與BC邊的夾角為0°,不與入射光芒平行。答案：AC6.如下圖,兩束不一樣的單色光P和Q,以適合的角度射向半圓形玻璃磚,其出射光芒都是從圓心O點(diǎn)沿方向射出,則下邊說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )OFA.P光束在玻璃磚中的折射率大B.Q光束的頻次比

P光束的頻次大C.P光束穿出玻璃磚后頻次變大D.Q光束穿過(guò)玻璃磚所需時(shí)間長(zhǎng)分析：依據(jù)圖知Q相對(duì)P偏折更少因?yàn)閮晒馐诓ＡТu中的行程相等時(shí),頻次不變,波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)。

,故Q光束在玻璃磚中的折射率更大,Q光束的頻次會(huì)更大,Q光束速率小,穿過(guò)的時(shí)間長(zhǎng),P、Q光束從玻璃磚進(jìn)入空中

,答案：BD7.如下圖,從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以必定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過(guò)三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏ab間形成一條彩色光帶。在光帶的a、b雙側(cè),下邊的說(shuō)法正確的是()A.a側(cè)是紅色光,b側(cè)是紫色光B.在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng)C.三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率D.在三棱鏡中a側(cè)光的流傳速率大于b側(cè)光的流傳速率分析：由題圖能夠看出,a側(cè)光偏折得較厲害,三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率較大,所以a側(cè)是紫色光,波長(zhǎng)較小,b側(cè)是紅色光,波長(zhǎng)較大;又v=,所以三棱鏡中a側(cè)光的流傳速率小于b側(cè)光的傳播速率。答案：BC8.用綠光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn),在光屏上體現(xiàn)出明暗相間的綠條紋,相鄰兩條綠條紋間的距離為x。以下說(shuō)法正確的有()A.假如增大單縫到雙縫間的距離,x將增大B.假如增大雙縫之間的距離,x將增大C.假如增大雙縫到光屏之間的距離,x將增大D.假如減小雙縫的每條縫的寬度,而不改變雙縫間的距離,x將增大分析：依據(jù)條紋間距與波長(zhǎng)關(guān)系的公式x=λ(此中l(wèi)表示雙縫到屏的距離,d表示雙縫之間的距離,λ表示光的波長(zhǎng))判斷,可知x與單縫到雙縫間的距離沒(méi)關(guān),與縫自己的寬度也沒(méi)關(guān),所以選項(xiàng)C正確。答案：C9.爬山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防備紫外線的過(guò)分照耀,特別是眼睛不可以長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射,不然將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害視力。有人想利用薄膜干預(yù)的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小對(duì)眼睛造成傷害的眼鏡。他采用的薄膜資料的折射率為n=1.5,所要除去的紫外線的頻次為8.×014Hz。那么他設(shè)計(jì)的這類“增反膜”的厚度起碼是( )A.9.5×0-8mB.1.5×0-7mC.1.×0-7mD.6.×0-8m分析：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)互相疊加后增強(qiáng),則行程差(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)λ'的整數(shù)倍,即2d=Nλ'(N=,,),所以,膜的厚度起碼是紫外線在膜中波長(zhǎng)的。紫外線在真空中的波長(zhǎng)是λ≈.7×0-7m,在膜中的波長(zhǎng)是λ'=≈.47×0-7m,故膜的厚度起碼是1.×0-7m。=答案：C10.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884130如圖甲所示,在一塊平板玻璃上擱置一凸薄透鏡,在二者之間形成厚度不平均的空氣膜,讓一束單色光垂直入射到該裝置上,結(jié)果在上方察看到如圖乙所示的齊心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干預(yù)條紋,稱為牛頓環(huán),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()干預(yù)現(xiàn)象是因?yàn)橥姑骁R下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的干預(yù)現(xiàn)象是因?yàn)橥姑骁R上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的干預(yù)條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇瞧骄兓母深A(yù)條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁瞧骄兓姆治觯罕∧じ深A(yù)中的“薄膜”指的是兩個(gè)玻璃面之間所夾的空氣膜,應(yīng)選項(xiàng)A是正確的,B誤的。兩列波的行程差知足必定的條件:如兩列波的行程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍,形成明條紋兩列波的行程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,形成暗條紋;明暗條紋間的距離由薄膜的厚度變化來(lái)決定膜厚度不平均,則干預(yù)條紋不等間距,應(yīng)選項(xiàng)C是正確的。答案：AC

是錯(cuò);如

,二、填空題(此題共2個(gè)小題,共20分)11.(12分)(1)激光擁有相關(guān)性好、平行度好、亮度高等特色,在科學(xué)技術(shù)和平時(shí)生活中應(yīng)用廣泛,下邊對(duì)于激光的表達(dá)正確的選項(xiàng)是。激光是縱波頻次同樣的激光在不一樣介質(zhì)中的波長(zhǎng)同樣兩束頻次不一樣的激光能產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象利用激光平行度好的特色能夠丈量月球到地球的距離(2)如圖甲所示,在楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中,激光的波長(zhǎng)為5.0×0-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的行程差為795×0-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是(選填“明條紋”或“暗條紋”),.現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.0×0-7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),保持其余條件不變,則屏上的條紋間距將(選填“變寬”“變窄”或“不變”)。如圖乙所示,一束激光從O點(diǎn)由空氣射入厚度平均的介質(zhì)中,經(jīng)下表面反射后,從上表面的A點(diǎn)射出。已知入射角為i,A與O相距l(xiāng),介質(zhì)的折射率為n,試求介質(zhì)的厚度d=。分析：(1)激光是電磁波的一種,是橫波,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;頻次同樣的激光在不一樣介質(zhì)中的波長(zhǎng)是不一樣的,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;產(chǎn)生干預(yù)的條件要求兩列光的頻次要同樣,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;測(cè)定距離就是利用激光的平行度高的特征,故D項(xiàng)正確。當(dāng)點(diǎn)到兩縫的行程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)暗條紋;x=λ,隨波長(zhǎng)變長(zhǎng),條紋間距變寬。(3)設(shè)折射角為γ,由折射定律得,由幾何關(guān)系可知2tanγ,解得-d=l。=nl=d答案：(1)D(2)暗條紋變寬(3)-l12.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884131(8分)如下圖,畫有直角坐標(biāo)系Oxy的白紙位于水平桌面上。M是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在座標(biāo)原點(diǎn),直邊與x軸重合。OA是畫在紙上的直線,P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針,α是直線與y軸正方向的夾角,β是POA直線OP與y軸負(fù)方向的夾角。只需直線OA畫得適合,且P的地點(diǎn)獲得正確,測(cè)出角α和β,33即可求得玻璃的折射率。某學(xué)生在用上述方法測(cè)定玻璃的折射率時(shí),在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的地區(qū)內(nèi),不論眼睛放在哪處,都沒(méi)法透過(guò)玻璃磚看到P、P的像,他應(yīng)采納的舉措12是。若他已透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像,確立P3的地點(diǎn)方法是。若他已正確地測(cè)得了α、β的值,則玻璃的折射率n=。分析：沒(méi)法看到P、P的像是因?yàn)镺A光芒的入射角過(guò)大發(fā)生全反射的緣由,P能擋住P、P12312的像說(shuō)明OP3是OA的折射光芒。答案：另畫一條更湊近y軸正方向的直線,把大頭針1、2豎直地插在所畫的直線上,直到OAPP在0地區(qū)內(nèi)透過(guò)玻璃磚能看到1、2的像插上大頭針3,使3恰巧能擋住1、2的像y<PPPPPP三、計(jì)算題(此題共4個(gè)小題,共40分)13.(8分)兩個(gè)狹縫相距0.3mm,位于離屏50cm處,現(xiàn)用波長(zhǎng)為600nm的光照耀雙縫。(1)求兩條相鄰暗條紋間的距離;(2)若將整個(gè)裝置放于水中,那么兩條相鄰暗條紋間的距離是多少。水的折射率為4分析：此題要求用公式x=λ進(jìn)行計(jì)算。(1)500-000-9-3m=1mm。x=λ=00-m=×0(2)λ'=004nm=450nmx'=λ'=500-4500-9m075mm。00-=.答案：(1)1mm(2)0.75mm14.(8分)如下圖,一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直光導(dǎo)纖維,它的折射率為n,光從它的一個(gè)端面射入,又從另一端面射出所需的最長(zhǎng)時(shí)間為多少?(設(shè)光在真空中的速度為c)分析：由題中的已知條件可知,要使光芒從光導(dǎo)纖維的一端射入,而后從它的另一端所有射出,一定使光芒在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射現(xiàn)象。要使光芒在光導(dǎo)纖維中經(jīng)歷的時(shí)間最長(zhǎng),就一定使光芒的路徑最長(zhǎng),即光芒對(duì)光導(dǎo)纖維的入射角最小,光導(dǎo)纖維的臨界角為C=arcsin。光在光導(dǎo)纖維中流傳的行程為d==nL。光在光導(dǎo)纖維中流傳的速度為v=。所需最長(zhǎng)時(shí)間為tmax=。答案：15.(12

分)如下圖

,一透明半圓柱體折射率為

n=2,半徑為

R、長(zhǎng)為

L。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入

,部分柱面有光芒射出。求該部分柱面的面積

S。分析：半圓柱體的橫截面如下圖,OO'為半圓的半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光芒在B點(diǎn)處恰巧知足全反射條件,由折射定律有sinθ=,sinθ=,θ=,θ為全反射臨界角。由幾何關(guān)系得O'OB=θS=2πR··L=RL。答案：RL16.導(dǎo)學(xué)號(hào)73884132(12分)一棱鏡的截面為直角三角形ABC,∠A=0°,斜邊AB=a。棱鏡資料的折射率為n=,在此截面所在的平面內(nèi),一條光芒以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡。畫出光路圖,并求光芒從棱鏡射出的點(diǎn)的地點(diǎn)(不考慮光芒沿原路線返回的狀況)。分析：設(shè)入射角為θ1,折射角為θ2,由折射定律得=n①由已知條件及①式得θ2=0°②假