2024年新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)章末目標(biāo)檢測(cè)卷10光學(xué)含解析新人教版

PAGEPAGE9章末目標(biāo)檢測(cè)卷十光學(xué)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.(2024·福建福州華僑中學(xué)期中)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是()A.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象B.用三棱鏡視察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C.在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D.用透亮的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象2.公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈,在晚上視察不同顏色調(diào)燈的深度和水面上被照亮的面積,下列說(shuō)法正確的是()A.紅燈看起來(lái)較淺,紅燈照亮的水面面積較小B.紅燈看起來(lái)較深,紅燈照亮的水面面積較小C.紅燈看起來(lái)較淺,紅燈照亮的水面面積較大D.紅燈看起來(lái)較深,紅燈照亮的水面面積較大3.(2024·浙江杭師大附中月考)如圖甲、乙所示,將一塊平板玻璃ABCD放置在另一平板玻璃之上,在CD下夾入兩張紙片,當(dāng)光豎直向下射入后,從上往下看,下列說(shuō)法正確的是()A.視察到的條紋如圖丙所示B.干涉條紋由空氣薄膜上下兩個(gè)表面反射的光疊加而成C.抽去一張紙片,干涉條紋變密D.更換波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光,重新視察,干涉條紋變密4.(2024·山西太原五中階段考)如圖所示,一半徑為R的玻璃半球,折射率為1.5,現(xiàn)有一束勻稱的平行光垂直入射到整個(gè)半球的底面上,進(jìn)入玻璃半球的光線中不能干脆從半球面出射的百分比為()A.66.7% B.55.6% C.44.4% D.33.3%5.如圖所示,一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光,垂直等邊三棱鏡的AC邊射向BC邊O點(diǎn)后,分成a、b兩束光。下列說(shuō)法正確的是()A.紅光的臨界角肯定小于60°B.a光肯定為單色光,b光肯定為復(fù)色光C.用同一裝置進(jìn)行單縫衍射試驗(yàn)時(shí),紫光條紋比紅光條紋寬D.用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn)時(shí),紫光條紋比紅光條紋稀疏6.(2024·江蘇震澤中學(xué)月考)某一質(zhì)檢部門為檢測(cè)一批礦泉水的質(zhì)量,利用干涉原理測(cè)定礦泉水的折射率。方法是將待測(cè)礦泉水填充到特制容器中,放置在雙縫與熒光屏之間(之前為空氣),如圖所示,特制容器未畫(huà)出,通過(guò)比對(duì)填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率。單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)均位于雙縫S1和S2的中垂線上,屏上P點(diǎn)處是P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長(zhǎng)為λ,真空中的光速為c,雙縫S1與S2之間距離為d,雙縫到屏的距離為l,則下列說(shuō)法正確的是()A.來(lái)自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時(shí)間差為3B.x2>x1C.該礦泉水的折射率為xD.僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動(dòng)的過(guò)程中,P點(diǎn)處能視察到暗條紋7.(2024·浙江卷)如圖所示,圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上,光線從P點(diǎn)垂直界面入射后,恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射。當(dāng)入射角θ=60°時(shí),光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c,則()A.玻璃磚的折射率為1.5B.OP之間的距離為22C.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為33D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題5分,共15分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)8.下列說(shuō)法正確的是()A.假如地球表面沒(méi)有大氣層,太陽(yáng)照亮地球的范圍要比有大氣層時(shí)略大些B.雨后彩虹是陽(yáng)光通過(guò)水霧形成的衍射現(xiàn)象C.激光雷達(dá)能依據(jù)多普勒效應(yīng)測(cè)出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度,從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤D.從本質(zhì)上說(shuō)激光是橫波9.直線P1P2過(guò)勻稱玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖所示。a、b光相比()A.玻璃對(duì)a光的折射率較小B.玻璃對(duì)a光的臨界角較大C.b光在玻璃中的傳播速度較小D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短10.如圖所示,一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為l,玻璃磚的折射率n=3,若光從上表面AB射入的入射角i=60°,光在真空中的光速為c,則()A.折射角r=30°B.光在玻璃中傳播的時(shí)間為2C.光在玻璃中傳播的時(shí)間為2D.變更入射角i,光在下表面CD可能發(fā)生全反射三、非選擇題(本題共5小題,共57分)11.(8分)(2024·山東青島一中期末)試驗(yàn)小組要測(cè)定玻璃磚的折射率,試驗(yàn)室器材有:玻璃磚、大頭針4枚(P1、P2、P3、P4)、刻度尺、筆、白紙。(1)試驗(yàn)時(shí),先將玻璃磚放到白紙上,畫(huà)出玻璃磚的上、下兩個(gè)表面aa'和bb',在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2,如圖甲所示,再插大頭針P3、P4時(shí),要使。

A.P3要插在P1、P2的連線上B.P3要攔住透過(guò)玻璃磚視察到的P1、P2C.P4要插在P2、P3的連線上D.P4要攔住P3和透過(guò)玻璃磚視察到的P1、P2甲乙(2)作出光路如圖乙所示,過(guò)C點(diǎn)作法線交玻璃磚于A點(diǎn)和C點(diǎn),過(guò)O點(diǎn)延長(zhǎng)入射光線交AC于B點(diǎn)。設(shè)OA的長(zhǎng)度為l1,OB的長(zhǎng)度為l2,OC的長(zhǎng)度為l3,AB的長(zhǎng)度為l4,AC的長(zhǎng)度為l5,為便利地測(cè)量出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測(cè)量的量至少有,則計(jì)算玻璃磚折射率的表達(dá)式為n=。

12.(9分)(2024·天津一中期末)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件,要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。(1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,由左到右,表示各光學(xué)元件的字母排列依次應(yīng)為C、、、、A。

(2)已知測(cè)量頭是50分度的游標(biāo)卡尺。某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡看去,第1次映入眼簾的干涉條紋如圖甲所示,圖甲中的數(shù)字是該同學(xué)給各亮紋的編號(hào),此時(shí)圖乙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x1=1.16mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丙所示,此時(shí)圖丁中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)x2=mm。

(3)利用上述測(cè)量結(jié)果,該同學(xué)經(jīng)計(jì)算得這種色光的波長(zhǎng)λ=660nm。已知l=700mm,則該同學(xué)選用的雙縫屏的縫間距d=mm。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

13.(10分)如圖所示,一束寬度為d的平行光射向截面為正三角形的玻璃三棱鏡,入射光與AB界面夾角為45°,玻璃的折射率n=2,光束通過(guò)三棱鏡后到達(dá)與BC界面平行的光屏PQ,求光屏PQ上光斑的寬度d'。14.(14分)(2024·四川成都七中月考)如圖所示,ABCD是某種透亮材料的截面,AB面為平面,CD面是半徑為R的圓弧面,O1O2為對(duì)稱軸,一束單色光從O1點(diǎn)斜射到AB面上折射后照耀到圓弧面上E點(diǎn)時(shí)剛好發(fā)生全反射,AB面上入射角的正弦值為33,∠DO2C=120°,透亮材料對(duì)單色光的折射率為233(1)O1O2與O2E的夾角θ的大小;(2)光在透亮材料中傳播的時(shí)間(不考慮光在BC面的反射)(結(jié)果可以用根號(hào)表示)。15.(16分)(2024·遼寧沈陽(yáng)質(zhì)檢)右圖是一個(gè)水平橫截面為圓形的平底玻璃缸,玻璃缸深度為2h,缸底面圓心處有一單色點(diǎn)光源S,缸中裝有某種液體,深度為h,O點(diǎn)為液面的圓心,OS垂直于水平面。用面積為πh2的黑紙片覆蓋在液面上,則液面上方恰好無(wú)光線射出。若在上述黑紙片上,以O(shè)為圓心剪出一個(gè)面積為13πh2的圓孔,把余下的黑紙環(huán)仍放置在液面上原來(lái)的位置,使全部

章末目標(biāo)檢測(cè)卷十光學(xué)1.A解析:光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,故A正確。用三棱鏡視察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤。在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤。用透亮的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。2.D解析:光從水里射入空氣時(shí)發(fā)生折射,入射角相同時(shí),折射率越大,折射角越大,從水面上看感覺(jué)光源越淺,因水對(duì)紅光的折射率最小,故紅燈看起來(lái)最深;設(shè)光源的深度為d,光的臨界角為C,則光能夠照亮的水面面積大小為S=π(dtanC)2,可見(jiàn),臨界角越大的光,照亮的面積越大,各種色光中,水對(duì)紅光的折射率最小,紅光的臨界角最大,所以紅燈照亮的水面面積較大,選項(xiàng)D正確。3.B解析:隨意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等,故干涉條紋如圖丁所示,A錯(cuò)誤。劈尖干涉是由空氣薄膜上下兩個(gè)表面反射的光疊加而成,B正確。抽去一張紙片后,空氣薄膜的厚度變更范圍減小,以致干涉時(shí)的光程差的變更范圍減小,故條紋數(shù)削減,條紋變疏,C錯(cuò)誤。同理,更換波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光后,干涉時(shí)的光程差的變更范圍減小,故條紋數(shù)削減,條紋變疏,D錯(cuò)誤。4.B解析:由全反射臨界角的定義有sinα=1n=23,依據(jù)幾何關(guān)系,出射光線離光軸最遠(yuǎn)的距離為l=sinα·R=23R,光線能干脆射出的百分比為π23R25.B解析:復(fù)合光在O點(diǎn)入射角為60°,紫光頻率大,在同一介質(zhì)中折射率大,臨界角小,只有一條光線發(fā)生全反射,紅光臨界角大于60°,紫光臨界角小于60°,A錯(cuò)誤。光發(fā)生折射時(shí),肯定伴隨著反射現(xiàn)象,故b光既有全反射的紫光,也有部分反射的紅光,是復(fù)色光,B正確。紫光頻率大,波長(zhǎng)短,條紋更細(xì),C錯(cuò)誤。紫光頻率大,波長(zhǎng)短,條紋更密集,D錯(cuò)誤。6.C解析:第三條亮條紋對(duì)應(yīng)路程差s=3λ,但光在介質(zhì)中的傳播速度小于c,故A錯(cuò)誤。由公式x=ldλ,n=cv=λ0λ可知,光在水中的波長(zhǎng)小于空氣中的波長(zhǎng),所以在水中的干涉條紋間距x2小于填充前的干涉條紋間距x1,故B錯(cuò)誤。由公式x=ldλ、n=cv=λ0λ可知x1=ldλ0、x2=ldλ=l7.C解析:作出兩種狀況下的光路圖,如圖所示。設(shè)OP長(zhǎng)為x,在A處發(fā)生全反射,故有sinC=1n=xR,由出射光與入射光平行可知,光在B處射出,故n=sin60°sin∠OBP,由于sin∠OBP=xx2+R2,聯(lián)立可得n=3,x=8.CD解析:由于大氣對(duì)光的折射,可使光沿直線傳播時(shí)照不到的地方能夠被照亮,因此假如地球表面沒(méi)有大氣層,太陽(yáng)照亮地球的范圍要比有大氣層時(shí)略小些,A錯(cuò)誤。雨后彩虹是陽(yáng)光通過(guò)水霧形成的色散現(xiàn)象,B錯(cuò)誤。激光雷達(dá)能依據(jù)多普勒效應(yīng)測(cè)出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度,從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,C正確。從本質(zhì)上說(shuō)激光是電磁波,而電磁波都是橫波,因此激光是橫波,D正確。9.ABC解析:由題圖可推斷出玻璃對(duì)光束b的折射率大于對(duì)光束a的折射率,選項(xiàng)A正確。依據(jù)公式sinC=1n,可知玻璃對(duì)a光的臨界角大于b光的臨界角,選項(xiàng)B正確。依據(jù)公式n=cv可知b光在玻璃中的傳播速度比a光小,選項(xiàng)C正確。10.AC解析:由n=sinisinr得sinr=sinin=sin60°3=0.5,得r=30°,選項(xiàng)A正確。光在玻璃中傳播的速度為v=cn,由幾何學(xué)問(wèn)可知光在玻璃中傳播的路程為s=lcosr,則光在玻璃中傳播的時(shí)間為t=11.解析:(1)bb'一側(cè)視察P1、P2(經(jīng)aa'折射、bb'折射)的像,在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3,使得P3與P1、P2的像在一條直線上,即讓P3攔住P1、P2的像,再插上P4,讓其攔住P3及P2、P1的像,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。(2)設(shè)入射角為r,折射角為i,依據(jù)幾何關(guān)系可得sinr=OAOB=l依據(jù)折射定律有n=sin得玻璃的折射率n=l由表達(dá)式可知,要測(cè)量l2、l3。答案:(1)BD(2)l2、l3l12.解析:(1)為獲得單色線光源,白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫,即為E、D、B。(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.02×1mm=0.02mm,所以最終讀數(shù)為15.02mm。(3)相鄰亮條紋的間距Δx=x2-x依據(jù)Δx=ldλ得d=lΔxλ=700答案:(1)EDB(2)15.02(3)0.2013.解析:畫(huà)出光路圖如圖所示設(shè)AB面的入射角為θ,折射角為γ由n=sinθsinγ得光線射到BC邊時(shí)由幾何關(guān)系可知入射角γ'=30°。由折射定律n=sinθ'sinγ由幾何關(guān)系知光斑的寬度d'=dcos45°答案:2d14.解析:(1)由折射定律有n=sinαsinr光在圓弧面上E點(diǎn)剛好發(fā)生全反射,如圖所示則sinC=1n=3由幾何關(guān)系可知r+θ=C因此θ=30°。(2)由幾何關(guān)系可知O1E的長(zhǎng)l1=R光在E點(diǎn)的反射光線EF平行于AB,則EF的長(zhǎng)l2=Rsin60°-Rsin30°=(光在材料中的傳播速度v=c則光在材料中的傳播時(shí)間t=l1答案