高中物理 第十三章 光章末測試 新人教版選修3-4

章末檢測(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分)1．下列關(guān)于單縫衍射圖樣的說法中正確的有 ()．A．它同雙縫干涉的圖樣完全相同B．亮條紋的寬度不同，但亮度相同C．亮條紋的寬度相同，但亮度不同D．亮條紋的寬度和亮度均不相同，且中央亮紋最寬最亮解析由干涉條紋和衍射條紋的特征可知D選項(xiàng)正確．答案D2．如圖1是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏．用綠光從左邊照射單縫S時(shí)，可在光屏P上觀察到干涉條紋．下列說法正確的是()．圖1A．減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B．增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C．將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離減小D．將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大解析由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，減小雙縫間的距離d，干涉條紋間的距離Δx增大，A錯(cuò)誤；增大雙縫到屏的距離L，干涉條紋間的距離增大，B正確；將綠光換為紅光，入射光的波長增大，干涉條紋間的距離應(yīng)增大，C錯(cuò)誤；將綠光換為紫光，入射光的波長變短，干涉條紋間的距離應(yīng)減小，D錯(cuò)誤．答案B3.圖1如圖2所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則 ()．圖1A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮解析自然光沿各個(gè)方向發(fā)散是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只有沿著某一特定方向振動(dòng)的光．從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯(cuò)；它通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆?，則B對；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動(dòng)，若B偏振片只能通過沿水平方向振動(dòng)的偏振片，則P點(diǎn)無光亮，將B轉(zhuǎn)過90°時(shí)，偏振光的振動(dòng)方向與B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通過偏振片，在P處就可看到光亮，D項(xiàng)正確．答案BD4．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛．下面關(guān)于激光的敘述正確的是 ()．A．激光是縱波B．頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同C．兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測量月球到地球的距離解析電磁波是橫波，A項(xiàng)錯(cuò)；光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，波長也不同，B項(xiàng)錯(cuò)；相干光的條件是頻率相同，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確．答案D5．下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是()．A．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大B．以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射C．紫光從空氣射向水中，只要入射角足夠大，就可以發(fā)生全反射D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距d與入射光波長成正比，所以入射光由紫光改為紅光時(shí)波長變長，條紋間距d變大，A項(xiàng)正確．全反射中的臨界角為C，由sinC＝eq\f(1,n)可知，折射率越大，臨界角越小，即紫光的臨界角小于紅光的臨界角，所以紫光能發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定能發(fā)生全反射，則B錯(cuò)誤．光從空氣射入水中為從光疏介質(zhì)射入到光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，所以C錯(cuò)誤．在鏡頭前加裝備偏振片是為減弱玻璃反射的光對拍攝的負(fù)面影響，所以D錯(cuò)誤．答案A6．很多公園的水池底都裝有彩燈，當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時(shí)，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是()．解析紅光、藍(lán)光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以藍(lán)光發(fā)生全反射的臨界角較紅光小，藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定發(fā)生，故只有C正確．答案C7.圖3如圖3所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條同一顏色、強(qiáng)度相同的光線均由空氣射入玻璃磚到達(dá)玻璃磚的圓心位置．下列說法正確的是 ()．圖3A．假若三條光線中有一條在O點(diǎn)發(fā)生了全反射，那么一定是aO光線B．假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線cO一定能發(fā)生全反射C．假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線aO一定能發(fā)生全反射D．假若光線aO恰能發(fā)生全反射，則光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度大解析三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻璃磚，在圓周界面，它們的入射角為零，均不會偏折．在直徑界面，光線aO的入射角最大，光線cO的入射角最小，它們都是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，都有發(fā)生全反射的可能．如果只有一條光線發(fā)生了全反射，那一定是aO光線，因?yàn)樗娜肷浣亲畲?，所以選項(xiàng)A正確．假若光線bO能發(fā)生全反射，說明它的入射角等于或大于臨界角，光線aO的入射角更大，所以，光線aO一定能發(fā)生全反射，光線cO的入射角可能大于臨界角，也可能小于臨界角，因此，cO不一定能發(fā)生全反射．所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．假若光線aO恰能發(fā)生全反射，光線bO和cO都不能發(fā)生全反射，但bO的入射角更接近于臨界角，所以，光線bO的反射光線較光線cO的反射光線強(qiáng)，即bO的反射光線亮度較大，所以選項(xiàng)D正確．答案ACD8．在一次討論中，老師問道：“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點(diǎn)光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大．關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學(xué)們能做出什么判斷？”有同學(xué)回答如下：①c光的頻率最大②a光的傳播速度最?、踒光的折射率最大④a光的波長比b光的短根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是 ()．A．①②B．①③C．②④D．③④解析b像最深說明折射率最小，頻率最小，波長最大，發(fā)生全反射的臨界角最大．c照亮水面的面積比a大，說明a折射率比c大，發(fā)生全反射的臨界角比c小，總之，頻率最大的是a，①錯(cuò)誤；傳播速度v＝eq\f(c,n)，故傳播速度最小的是a，②正確；折射率最大的是a，a光波長最短，b光波長最長，③錯(cuò)誤，④正確．故選項(xiàng)C正確．答案C9．一個(gè)等腰直角三棱鏡的截面如圖4所示，一細(xì)束藍(lán)光從AC面的P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入棱鏡后，經(jīng)AB面反射，再從BC面的Q點(diǎn)射出，且有PQ∥AB(圖中未畫光在棱鏡內(nèi)的光路)．如果將一細(xì)束綠光仍從P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入三棱鏡，則從BC面射出的光線()．圖4A．仍從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABB．仍從Q點(diǎn)射出，出射光線不平行于ABC．可能從Q′點(diǎn)射出，出射光線平行于ABD．可能從Q″點(diǎn)射出，出射光線平行于AB解析將藍(lán)光換成綠光，其折射率變小，在AC面的折射角變大，光路如圖所示，可能從Q″點(diǎn)射出且平行于AB，故D正確．答案D10.(·廣東中山市3月統(tǒng)考)如圖5所示，紅色細(xì)光束a射到折射率為eq\r(2)的透明球表面，入射角為45°，在球的內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角α為()．圖5A．30° B．45° C．60° D．75°解析由折射定律有eq\r(2)＝eq\f(sin45°,sinθ)，得折射角θ＝30°.畫出光路圖，由幾何關(guān)系知，夾角α＝30°，A正確．答案A二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(6分)某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行．正確操作后，做出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖6所示．①玻璃的折射率計(jì)算式為n＝________(用圖中的θ1、θ2表示)；②如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減少誤差，應(yīng)選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量．圖6解析對于玻璃磚的測定要明確原理，明確圖中哪個(gè)角是入射角，哪個(gè)角是折射角，因此n＝eq\f(cosθ1,cosθ2)；厚度不同的玻璃磚在入射角相同的情況下，厚度大的玻璃磚側(cè)移量大，出射光線越容易找準(zhǔn)，誤差?。鸢竐q\f(cosθ1,cosθ2)大12．(10分)在《用雙縫干涉測光的波長》的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖6所示，雙縫間的距離d＝3.0mm圖6(1)若測定紅光的波長，應(yīng)選用________色的濾光片，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測定的物理量有________和________．(2)若測得雙縫與屏之間的距離為0.7000m相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm如圖7甲所示，觀察第5條亮紋的位置如圖7乙所示．則可求出紅光的波長λ＝________m.圖6解析由于測紅光的波長，因此用紅色濾光片，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知要想測λ必須測定l和Δx.由測量頭的數(shù)據(jù)可知a1＝0，a2＝0.640mm所以Δx＝eq\f(a2－a1,n－1)＝eq\f(0.640,4)mm＝1.60×10－4m，λ＝eq\f(dΔx,l)＝eq\f(3×10－3×1.60×10－4,0.7000)m＝6.86×10－7m答案(1)紅lΔx(2)6.86×10－713．(10分)圖9為了測定某種材料制成的長方體的折射率，用一束光線從AB面以60°入射角射入長方體時(shí)，光線剛好不能從BD面射出，如圖9所示，求該材料的折射率．圖9解析如右圖所示，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sin60°,sinr) ①由題意可知sinC＝eq\f(1,n) ②而C＝90°－r ③聯(lián)立①②和③得n＝eq\f(\r(7),2).答案eq\f(\r(7),2)14.圖10(14分)如圖10所示，半徑為R的半圓柱形玻璃磚某一截面的圓心為O點(diǎn)．有兩條光線垂直于水平柱面射入玻璃磚中，其中一條光線通過圓心O，另一條光線通過A點(diǎn)，且OA＝eq\f(R,2).這兩條光線射出玻璃磚后相交于一點(diǎn)，該點(diǎn)到O點(diǎn)的