高中物理滬科版4第五章新時(shí)空觀的確立 章末綜合測(cè)評(píng)第4章

章末綜合測(cè)評(píng)(四)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的5個(gè)選項(xiàng)中，有3項(xiàng)符合題目要求.選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)1.一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖1所示.下列說(shuō)法中正確的是()圖1A.此介質(zhì)的折射率等于B.此介質(zhì)的折射率等于eq\r(2)C.當(dāng)光線從介質(zhì)射向真空中時(shí)，入射角大于45°時(shí)可發(fā)生全反射現(xiàn)象D.當(dāng)光線從介質(zhì)射向真空中時(shí)，入射角小于30°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象E.光進(jìn)入介質(zhì)時(shí)波長(zhǎng)變短【解析】n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，選項(xiàng)A錯(cuò)、B對(duì).當(dāng)光線從介質(zhì)中射向真空中時(shí)，隨入射角增大折射角增大，當(dāng)折射角等于90°時(shí)，即發(fā)生全反射，此時(shí)入射角為C，則有n＝eq\r(2)＝eq\f(sin90°,sinC)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C對(duì)D錯(cuò).因進(jìn)入介質(zhì)后光速變小，而頻率不變，故E對(duì).【答案】BCE2.一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()【解析】由折射定律可知，光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角，可能發(fā)生全反射，由此判斷A、C正確；B、E圖中光從空氣射到玻璃磚表面，應(yīng)有折射光線，且折射角小于λ射角，B、D錯(cuò)誤，E正確.【答案】ACE3.一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的()A.速度變慢 B.波長(zhǎng)變短C.頻率增高 D.波長(zhǎng)變長(zhǎng)E.頻率不變【解析】單色光由空氣射入玻璃時(shí)，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，光的速度v變慢，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的頻率不變，根據(jù)v＝λf知光從空氣射入玻璃時(shí)，波長(zhǎng)變短.【答案】ABE4.如圖2所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線.則()圖2A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【解析】通過(guò)光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對(duì)a光的折射率大于b光的折射率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.a光的頻率大于b光的頻率，波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確.由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項(xiàng)A正確.入射角增大時(shí)，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項(xiàng)D正確.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.【答案】ABD5.如圖3所示，一細(xì)束紅光和一細(xì)束藍(lán)光平行射到同一個(gè)三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個(gè)點(diǎn)M，若用n1和n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，下列說(shuō)法中正確的是()圖3＜n2為藍(lán)光，b為紅光＞n2為紅光，b為藍(lán)光、b兩種光在三棱鏡中的速度不同【解析】由題圖可知，b光線經(jīng)過(guò)三棱鏡后的偏折角較小，因此折射率較小，是紅光.【答案】ABE6.關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說(shuō)法正確的是()A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時(shí)不可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚(yú)，魚(yú)的實(shí)際深度比看到的要深D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬E.偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波【解析】根據(jù)光的性質(zhì)、折射率與光速的關(guān)系、光的折射、光的干涉解決問(wèn)題.在介質(zhì)中，紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各色光隨著頻率的增大，其折射率也增大，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，水中藍(lán)光的傳播速度比紅光慢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，才可能發(fā)生全反射，光從空氣射入玻璃時(shí)，不會(huì)發(fā)生全反射，選項(xiàng)B正確；在岸邊觀察水中的魚(yú)，視深h′＝eq\f(h,n)，故視深h′小于魚(yú)的實(shí)際深度h，選項(xiàng)C正確；藍(lán)光比紅光的波長(zhǎng)短，由干涉條紋寬度Δx＝eq\f(l,d)λ知，用紅光時(shí)得到的條紋間距比藍(lán)光的寬，選項(xiàng)D正確；偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.【答案】BCD7.某學(xué)習(xí)小組在探究三棱鏡對(duì)光的色散的實(shí)驗(yàn)中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖4所示.由此我們可以知道()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：38910061】圖4A.在同種介質(zhì)中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的小、B兩種光在水中的速度一樣大、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射光比B光易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【解析】由圖可知，B光折射率較大，B光的頻率大.同種介質(zhì)中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，選項(xiàng)A、E正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)D正確.【答案】ADE8.(2023·石家莊一中檢測(cè))直線P1P2過(guò)均勻玻璃球球心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5所示.a、b光相比()圖5A.玻璃對(duì)a光的折射率較小B.玻璃對(duì)a光的臨界角較大光在玻璃中的傳播速度較小光在玻璃中的傳播時(shí)間較短E.兩種光在玻璃中的傳播時(shí)間相等【解析】由圖可判斷出玻璃對(duì)光束b的折射率大于光束a，A正確；根據(jù)公式sinC＝eq\f(1,n)，可知玻璃對(duì)a光的臨界角大于b光的臨界角，B正確；根據(jù)公式n＝eq\f(c,v)，可知b光在玻璃中的傳播速度比a光小，C正確；根據(jù)以上分析可知，b光在玻璃中走過(guò)的距離比a光大，同時(shí)傳播速度比a光小，于是傳播時(shí)間比a光長(zhǎng)，D、E錯(cuò)誤.【答案】ABC二、非選擇題(本大題共4小題，共52分，按題目要求作答)9.(12分)在“雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板的中心刻線對(duì)齊中央亮條紋的中心，此時(shí)螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖6甲所示.轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第3條亮條紋的中心，此時(shí)螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖6乙所示.已知雙縫間距d＝mm，雙縫到屏的距離L＝m，則甲圖所示讀數(shù)為_(kāi)_______mm，乙圖所示讀數(shù)為_(kāi)_______mm.被測(cè)光波的波長(zhǎng)為_(kāi)_______.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：38910062】圖6【解析】圖甲讀數(shù)為mm，圖乙讀數(shù)為mm.亮條紋間距Δx＝eq\f－,3)mm＝mm.由公式Δx＝eq\f(L,d)λ得：λ＝eq\f(dΔx,L)＝eq\f×10－3××10－3,m＝×10－7m.【答案】×10－7m10.(12分)如圖7所示是利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)得到的光路圖.玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則()圖7(1)出射光線與入射光線________(選填“仍平行”或“不再平行”).(2)以入射點(diǎn)O為圓心，以R＝5cm長(zhǎng)度為半徑畫(huà)圓，與入射光線PO交于M點(diǎn)，與折射光線OQ交于F點(diǎn)，過(guò)M、F點(diǎn)分別向法線作垂線，量得MN＝cm，EF＝cm，則該玻璃磚的折射率n＝________.【解析】(1)由于玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，所以出射光線與入射光線不再平行.(2)該玻璃磚的折射率n＝eq\f(sin∠MON,sin∠EOF)＝eq\f(\f(MN,OM),\f(EF,OF))＝eq\f(MN,EF)＝eq\f,＝.【答案】(1)不再平行(2)11.(14分)(2023·海南高考)如圖8所示，半徑為R的半球形玻璃體置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面與桌面相切于A點(diǎn).一細(xì)束單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面)，入射角為45°，出射光線射在桌面上B點(diǎn)處.測(cè)得AB之間的距離為eq\f(R,2).現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移，求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時(shí)，光束在上表面的入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離.不考慮光線在玻璃體內(nèi)的多次反射.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：38910063】圖8【解析】當(dāng)光線經(jīng)球心O入射時(shí)，光路圖如圖(a)所示：圖(a)設(shè)玻璃的折射率為n，由折射定律有：n＝eq\f(sini,sinr) ①式中，入射角i＝45°，r為折射角，△OAB為直角三角形因此：sinr＝eq\f(AB,\r(OA2＋AB2)) ②發(fā)生全反射時(shí)，臨界角C滿足：sinC＝eq\f(1,n) ③在玻璃體球面上光線恰好發(fā)生全反射時(shí)，光路圖如圖(b)所示：圖(b)設(shè)此時(shí)光線入射點(diǎn)為E，折射光線射到玻璃體球面的D點(diǎn)，由題意有：∠EDO＝C ④在△EDO內(nèi)，根據(jù)正弦定理有：eq\f(OD,sin90°－r)＝eq\f(OE,sinC) ⑤聯(lián)立以上各式并利用題給條件得：OE＝eq\f(\r(2),2)R.【答案】eq\f(\r(2),2)R12.(14分)圖9為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，AB⊥BC.光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出.若兩次反