2020高中物理 第十三章 章末過(guò)關(guān)檢測(cè)（三）（含解析）-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE13-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(三）(時(shí)間：60分鐘，滿(mǎn)分：100分）一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分,共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．對(duì)于自然光和偏振光,以下認(rèn)識(shí)正確的是(）A．從太陽(yáng)、蠟燭等普通光源直接發(fā)出的光是自然光B．自然光通過(guò)一個(gè)偏振片后成為偏振光，偏振光再通過(guò)一個(gè)偏振片后又還原為自然光C．電燈發(fā)出的光透過(guò)偏振片，旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)看到透射光的亮度無(wú)變化，說(shuō)明透射光不是偏振光D．自然光只有在通過(guò)偏振片后才能成為偏振光解析：選A。太陽(yáng)、蠟燭等普通光源發(fā)出的光為自然光，包括在垂直光的傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，故選項(xiàng)A正確；自然光通過(guò)偏振片時(shí),只有與偏振片透振方向一致的光才能通過(guò),沿其他方向振動(dòng)的光被偏振片吸收，所以通過(guò)偏振片后的透射光是偏振光,不論通過(guò)幾個(gè)偏振片,所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的;由于自然光在各個(gè)振動(dòng)方向上的強(qiáng)度相同,所以旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)透射亮度不變，即旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)亮度不變是因?yàn)槿肷涔馐亲匀还猓皇且驗(yàn)橥干涔獠皇瞧窆?所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的;偏振現(xiàn)象是很普遍的，而不是只有通過(guò)偏振片后才能成為偏振光，平常見(jiàn)到的絕大多數(shù)光都是偏振光，故選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的．2．一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃的另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離．在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是（)A．紅光以30°的入射角入射B．紅光以45°的入射角入射C．紫光以30°的入射角入射D．紫光以45°的入射角入射解析：選D.因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí),紫光側(cè)移距離較大，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)入射角為i，折射率為n，平板玻璃厚度為d，側(cè)移距離為Δx，則Δx＝dsinieq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（1－\f(cosi，\r(n2－sin2i)））），可見(jiàn)對(duì)于同一種色光，入射角越大，側(cè)移距離越大，D項(xiàng)正確．3．下列應(yīng)用激光的事例中錯(cuò)誤的是（)A．利用激光進(jìn)行長(zhǎng)距離精確測(cè)量B．利用激光進(jìn)行通信C．利用激光進(jìn)行室內(nèi)照明D．利用激光加工堅(jiān)硬材料解析：選C.激光單向性好，不利于室內(nèi)照明,并且大功率的激光要靠專(zhuān)門(mén)的激光器產(chǎn)生，成本太高，且由于激光的能量集中,會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，因此選項(xiàng)C所述激光的應(yīng)用是錯(cuò)誤的．4．光導(dǎo)纖維由“內(nèi)芯"和“包層"兩個(gè)同心圓柱體組成,其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端進(jìn)入,從另一端射出．下列說(shuō)法正確的是（）A．內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率B．內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率C．不同頻率的可見(jiàn)光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r(shí)間相同D．若紫光以如圖所示角度入射時(shí)，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時(shí)，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射解析:選A.光線在內(nèi)芯和包層的界面上發(fā)生全反射，知光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，則內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率．故A正確，B錯(cuò)誤；不同頻率的光在界面上發(fā)生全反射，知經(jīng)過(guò)的路程相同，根據(jù)v＝eq\f(c，n)，知光在介質(zhì)中傳播的速度不同，則傳播的時(shí)間不同．故C錯(cuò)誤;根據(jù)sinC＝eq\f（1，n），知折射率越大,臨界角越小，紅光的折射率小，則臨界角大，若紫光恰能發(fā)生全反射，則紅光不能在分界面上發(fā)生全反射．故D錯(cuò)誤．5．在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤(pán)是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介．光盤(pán)上的信息通常是通過(guò)激光束來(lái)讀取的．若激光束不是垂直投射到盤(pán)面上,則光線在通過(guò)透明介質(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①是紅光，光束②是藍(lán)光B．在光盤(pán)的透明介質(zhì)層中，光束①比光束②傳播速度更快C．若光束①②先后通過(guò)同一單縫衍射裝置，光束①的中央亮紋比光束②的窄D．若光束①②先后通過(guò)同一雙縫干涉裝置,光束①的條紋寬度比光束②的寬解析：選C。由題圖可知，光束①的折射率大于光束②的折射率，即n1＞n2，而n紅＜n藍(lán)，A錯(cuò)；由v＝eq\f(c,n）得，B錯(cuò)；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,C對(duì)、D錯(cuò)．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選或不答的得0分)6．下列說(shuō)法中正確的是（)A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度B．全息照片往往用激光來(lái)拍攝,主要是利用了激光的相干性C．“門(mén)鏡”可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象D．通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象解析：選BD.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)在鏡頭前加一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，選項(xiàng)A錯(cuò);全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性，選項(xiàng)B對(duì);“門(mén)鏡”可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)；通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D對(duì)．7．用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（)A．入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),相鄰兩亮條紋中心的距離越大B．入射光的頻率越高，相鄰兩亮條紋中心的距離越大C．把入射光由綠光變成紫光，相鄰兩亮條紋中心的距離變小D．把入射光由綠光變成紅光，相鄰兩亮條紋中心的距離變小解析：選AC。由Δx＝eq\f(l,d)λ知，對(duì)于一確定的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，單色光的干涉條紋相鄰兩亮條紋中心的距離Δx跟波長(zhǎng)λ成正比,由c＝λf知，光的頻率f越大，λ越小,Δx越小，紫光的波長(zhǎng)比綠光?。还氏噜弮闪翖l紋中心的距離比綠光的小，紅光的波長(zhǎng)最大,Δx最大．8．一束復(fù)合光射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后分開(kāi)為a、b兩束不同顏色的單色光，下列判斷中正確的是(）A．光束a的頻率比光束b大B．在玻璃中傳播，光束a的波長(zhǎng)比光束b大C．玻璃對(duì)光束a的折射率比玻璃對(duì)光束b的折射率小D．若光束從玻璃中射向空氣，則光束a的臨界角比光束b的臨界角小解析：選BC.由題圖可知a光在玻璃磚中的偏折程度較小，所以玻璃磚對(duì)a光的折射率小，C正確;折射率小，頻率低，所以a光的頻率小于b光的頻率，A錯(cuò)誤；因?yàn)閍光的頻率小，根據(jù)c＝λf知，則a光的波長(zhǎng)長(zhǎng),B正確；根據(jù)sinC＝eq\f（1,n）知，折射率小的臨界角大，所以光束a的臨界角比光束b的臨界角大，D錯(cuò)誤．9．下列有關(guān)光現(xiàn)象的解釋正確的是（）A．光在同一介質(zhì)中沿直線傳播B．海市蜃樓是全反射的結(jié)果C．任何兩束光都可以發(fā)生干涉D．為了司機(jī)在夜間安全行駛，汽車(chē)前窗玻璃常采用偏振玻璃解析：選BD.光在同一種均勻介質(zhì)中才會(huì)沿直線傳播,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時(shí)發(fā)生全反射而產(chǎn)生的，所以選項(xiàng)B正確;只有相干波才可以發(fā)生干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；汽車(chē)前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜間行駛時(shí)可以減弱對(duì)面車(chē)輛照射過(guò)來(lái)的光強(qiáng)，選項(xiàng)D正確．三、非選擇題(本題共4小題，共46分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)10．(6分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1________Δx2（填“>”“＝”或“〈”）．若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630nm，雙縫與屏幕的距離為1。00m，測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10。5mm，則雙縫之間的距離為_(kāi)_______mm。解析:根據(jù)Δx＝eq\f（l,d）λ，因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)比綠光的長(zhǎng),所以紅光的干涉條紋間距Δx1比綠光的干涉條紋間距Δx2大；由題意得相鄰亮條紋的間距為Δx＝eq\f(x，5）＝eq\f（10。5，5）mm＝2.1×10－3m，再由Δx＝eq\f(l,d）λ可以解得d＝0.300mm.答案：＞0。30011．（12分）在“測(cè)定玻璃的折射率"實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖甲所示．（1)在圖丙中畫(huà)出完整的光路圖；(2)對(duì)你畫(huà)出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n＝________（保留3位有效數(shù)字)；（3）為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象,某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn),經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖乙所示．圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和______(選填“A"或“B”）．解析：(1)分別連接玻璃磚兩側(cè)的大頭針?biāo)诘狞c(diǎn)，并延長(zhǎng)與玻璃磚兩邊分別相交，標(biāo)出傳播方向，然后連接玻璃磚邊界的兩交點(diǎn)，即為光線在玻璃磚中傳播的方向．光路如圖所示．(2）設(shè)方格紙上正方形的邊長(zhǎng)為1，光線的入射角為i，折射角為r，則sini＝eq\f(5。3,\r（5。32＋42）)＝0。798，sinr＝eq\f（2.2，\r（2。22＋3。62)）＝0.521所以玻璃磚的折射率n＝eq\f(sini,sinr）＝eq\f（0.798,0。521）≈1.53.（3）由題圖乙可知，光線P1P2入射到玻璃磚上時(shí)，相當(dāng)于光線射到了一個(gè)三棱鏡上，因此出射光線將向底邊偏折,所以出射光線過(guò)P3和A.答案:（1)見(jiàn)解析圖(2）1。53（說(shuō)明：±0。03范圍內(nèi)都可)（3）A12．(14分)(2019·高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m．距水面4m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°（取sin53°＝0.8）．已知水的折射率為eq\f(4,3).（1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離；（2)船向左行駛一段距離后停止,調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí),從水面射出后仍然照射在桅桿頂端，求船行駛的距離．解析：(1)設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1，到P點(diǎn)的水平距離為x2；桅桿高度為h1，P點(diǎn)處水深為h2;激光束在水中與豎直方向的夾角為θ.由幾何關(guān)系有eq\f（x1,h1）＝tan53°①eq\f（x2，h2）＝tanθ②由折射定律有sin53°＝nsinθ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x，則x＝x1＋x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x＝7m．⑤(2）設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水面出射的方向與豎直方向夾角為i′,由折射定律有sini′＝nsin45°⑥設(shè)船向左行駛的距離為x′,此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x′1，到P點(diǎn)的水平距離為x′2，則x′1＋x′2＝x′＋x⑦eq\f(x′1,h1)＝tani′⑧eq\f(x′2，h2）＝tan45°⑨聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入題給數(shù)據(jù)得x′＝(6eq\r(2)－3)m≈5.5m．⑩答案：（1)7m(2)5.5m13．（14分）一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上．已知圓紙片恰好能完全擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線（不考慮反射),求平板玻璃的折射率．解析：如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線,假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A′點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有nsinθ＝sinα①式中,n是玻璃的折射率，θ是入射角