新教材同步輔導2024年高中物理章末核心訓練四第四章光及其應用粵教版選擇性必修第一冊

章末核心訓練(四)光及其應用1．如圖所示，一束激光照耀在雙縫上，在縫后屏上得到干涉條紋，下列說法中正確的是()A．增大雙縫到光屏的距離，條紋間距變小B．入射光波長不變，光強增大，條紋間距不變C．增大激光器到雙縫的距離，條紋間距變大D．若僅將雙縫和光屏置于水中，同等條件下條紋間距變大解析：干涉條紋中相鄰兩條明條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ，增大雙縫到光屏的距離，即增大l，條紋間距變大，所以A錯誤；入射光波長不變，光強增大，不會變更條紋間距，即條紋間距不變，所以B正確；條紋間距與激光器到雙縫的距離無關，所以增大激光器到雙縫的距離，條紋間距不變，所以C錯誤；若僅將雙縫和光屏置于水中，依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，光的傳播速度變小，頻率不變，則依據(jù)λ＝eq\f(v,f)可知，光的波長變短，則條紋間距變小，所以D錯誤．答案：B2．對如圖所示的圖片、示意圖或試驗裝置圖，下列說法正確的是()A．甲圖屬于薄膜干涉，也被稱為“牛頓環(huán)”B．乙圖是薄膜干涉的應用，用來檢測平面的平整程度C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是暗條紋D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的試驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋解析：甲圖是小孔衍射的圖樣，不是牛頓環(huán)，故A錯誤；乙圖是薄膜干涉的應用，用來檢測平面的平整程度，若干涉條紋是直的干涉條紋則表示平面平整，故B正確；丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的偶數(shù)倍，則P是亮紋，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的奇數(shù)倍，則P是暗紋，故C錯誤；丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的試驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋，故D錯誤．故選B.答案：B3.(2024·全國甲卷)(多選)等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac；一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示．不考慮多次反射，下列說法正確的是()A．甲光的波長比乙光的長B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率解析：依據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖，如下圖所示．由圖可知，乙光的折射角較小，依據(jù)折射定律可知乙光的折射率大，則乙光的頻率大，依據(jù)c＝fλ可知，乙光的波長短，A正確，BD錯誤；依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，C正確．答案：AC4．如圖為一橫截面為等腰梯形的容器，容器內(nèi)裝滿了水．當一束平行單色光斜射到水面上且與水面的夾角θ＝37°時，恰好可以照耀到整個底部．已知容器內(nèi)水深h＝0.2m，水面寬d0＝0.5m，水的折射率為eq\f(4,3)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s.求：(1)容器底部的寬度；(2)光從水面折射后干脆射到容器底部的時間(結果保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)依據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，其中入射角為i＝90°－37°＝53°，解得折射角為r＝37°.光恰好照耀到整個底部，依據(jù)幾何關系可知，容器側(cè)面與水平方向的夾角為53°，則tan53°＝eq\f(h,x)，解得x＝0.15m，容器底部寬度d＝d0－2x＝0.2m.(2)依據(jù)幾何關系可知，光從水面射到容器底部通過的距離等于側(cè)面的長度l，則有t＝eq\f(l,v)，其中l(wèi)＝eq\f(h,cos37°)，且光在水里的傳播速度為v＝eq\f(c,n)，聯(lián)立解得t≈1.1×10－9s.答案：(1)0.2m(2)1.1×10－9s5.(2024·全國乙卷)如圖，一折射率為eq\r(2)的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝l，BC邊所在底面上鍍有一層反射膜．一細光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點射入棱鏡，若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點A，求M點到A點的距離．解析：由題意可做出光路圖，如右圖所示．光線垂直于BC方向射入，依據(jù)幾何關系可知入射角為45°；由于棱鏡折射率為eq\r(2)，依據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)，有sinr＝eq\f(1,2)，則折射角為30°；∠BMO＝60°，因為∠B＝45°，所以光在BC面的入射角為θ＝90°－(180°－60°－45°)＝15°，依據(jù)反射定律可知∠MOA＝2θ＝30°，依據(jù)幾何關系可知∠BAO＝30°，即△MAO為等腰三角形，則eq\f(MO,AO)＝eq\f(\r(3),3).又因為△BOM與△CAO相像，故有eq\f(BM,AC)＝eq\f(MO,AO)，由題知AB＝