同步備課套餐之物理人教浙江專3-4講義：第十三章光 章末檢測

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測(第十三章）（時間:90分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分)1．（多選)“東亞度假山莊”位于臺州黃巖區(qū)最西部的大寺基林場，它以獨特的歐洲風(fēng)情小鎮(zhèn)建筑（如圖1甲所示）吸引了大量的游客．某一游客在一游泳池邊游玩時，發(fā)現(xiàn)池水非常清澈，游泳池側(cè)壁的水下瓷磚和水上側(cè)壁的瓷磚一樣清晰，就想拍一張游泳池側(cè)壁的照片，發(fā)現(xiàn)畫面中有周圍房屋的倒影，水下側(cè)壁的瓷磚不清晰，該游客在相機鏡頭前安裝了一個薄片并旋轉(zhuǎn)了幾下后，水下側(cè)壁的瓷磚變得非常清晰，此后又發(fā)現(xiàn)水面以下的瓷磚比水面以上的短(如圖乙所示），已知瓷磚的規(guī)格是統(tǒng)一的，以上現(xiàn)象主要涉及到的原理有()圖1A．光的折射 B．光的全反射C．光的干涉 D．光的偏振答案AD2．為了減少光學(xué)元件的反射損失，可在光學(xué)元件表面鍍上一層增透膜，利用薄膜的干涉相消來減少反射光．如果照相機鏡頭所鍍膜對綠光的折射率為n，要使綠光在垂直入射時反射光完全抵消,最小厚度為d,那么綠光在真空中的波長λ0為()A。eq\f(d,4)B.eq\f(nd,4)C．4dD．4nd答案D解析設(shè)綠光在膜中的波長為λ，則由d＝eq\f（1,4）λ，得λ＝4d，則綠光在真空中的波長為λ0＝nλ＝4nd.3．用a、b、c、d表示四種不同顏色的單色點光源，若：①將a、b、c放在水中相同深度處,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②分別用b、c和d發(fā)出的單色光在相同條件下做雙縫干涉實驗，b光的亮條紋間距最大③a、c和d發(fā)出的光在同種玻璃中傳播,d光的傳播速度最大；則推斷a、b、c、d的折射率正確的是()A．nb＜nd＜nc＜na B．nb＜na＜nd＜ncC．na＝nb＝nc＝nd D．nb＝na＜nd＝nc答案A解析將a、b、c放在水中相同深度處，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，說明na、nb、nc相比nb最小，nc＜na；分別用b、c和d發(fā)出的單色光在相同條件下做雙縫干涉實驗，b光的亮條紋間距最大，說明在b、c、d三種光中，b光的波長最長，頻率最小，故nb、nc、nd相比,nb最小；a、c和d發(fā)出的光在同種玻璃中傳播，d光的傳播速度最大，說明na、nc、nd相比,nd最?。痪C上可知,nb＜nd＜nc＜na，故選項A正確．4．（2016·嘉興一中高二第二學(xué)期期中)一束復(fù)色光由空氣射向玻璃,發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖2所示．則下列關(guān)于a、b兩束光的說法，正確的是（)圖2A．玻璃對a光的折射率比b小B．真空中,a光的波長比b長C．b光在該玻璃中的傳播速度比a大D．如果a光是綠光，b光可能是紫光答案C5．（2016·寧波效實中學(xué)高二第二學(xué)期期中）某物理興趣小組用實驗探究色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有a和b兩束單色光射向光屏P,如圖3所示，他們根據(jù)實驗現(xiàn)象提出了以下四個猜想，你認(rèn)為正確的是(）圖3A．單色光a的波長小于單色光b的波長B．在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度C．單色光a通過玻璃磚所需的時間大于單色光b通過玻璃磚所需的時間D．在光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動的過程中，在光屏P上最早消失的是a光答案B6．(多選)（2016·杭州五縣七校聯(lián)考第一學(xué)期期中）如圖4甲所示,在平靜的水面下有一個點光源S，它發(fā)出的是兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光的圓形區(qū)域，周邊為環(huán)狀區(qū)域,且為a光的顏色(如圖乙），則下列說法中正確的是(）圖4A．a(chǎn)光的頻率比b光大B．水對a光的折射率比b光大C．a(chǎn)光在水中的傳播速度比b光大D．在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中,a光的干涉條紋比b光寬答案CD7。(多選）把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入(如圖5),這時可以看到明暗相間的條紋，下面關(guān)于條紋的說法中正確的是()圖5A．將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏B．將上玻璃板平行上移,條紋遠離劈尖移動C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D．將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏答案CD解析劈角變小時,由于形成亮條紋（或暗條紋）的兩束光間的路程差恒定，當(dāng)傾角變小后形成該路程差的水平距離變大，如圖所示，因此干涉條紋變疏，選項A錯誤，D正確；將玻璃板平行上移,路程差變大,條紋向著劈尖移動，選項B錯誤，C正確．8．(多選)（2016·富陽二中高二第二學(xué)期月考）為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo)，在厚度為20cm的坦克壁上開了一個直徑為12cm的孔,若在孔內(nèi)分別安裝由同一種材料制成的如圖6所示的三塊玻璃，其中兩塊玻璃的厚度相同．坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍是(）圖6A．圖1的大于圖2的 B．圖1的小于圖3的C．圖2的小于圖3的 D．圖2的等于圖3的答案AD9．（多選)（2016·浙江名校協(xié)作體模擬)某大學(xué)研制出了正六棱柱“隱形衣”，有同學(xué)將正六棱柱放進裝滿水的透明魚缸，向著棱的方向看,可以看到魚缸另一側(cè)大學(xué)的?；?用一支鉛筆穿過正六棱柱中心軸線的孔洞,再向棱方向觀察，鉛筆插進孔洞的那段消失不見了（如圖7甲所示，圖乙為光路說明圖)，關(guān)于此實驗說法正確的是()圖7A．隱形的原理是光發(fā)生了全反射B．光由水進入該介質(zhì)，折射角大于入射角C．隱形的原理是光被玻璃吸收了D．光在該介質(zhì)中的傳播的速度大于在水中傳播速度答案BD解析隱形的原理是光發(fā)生了折射，A、C不正確；由題圖乙可知，正六棱柱可看成由六個三棱鏡組合而成且相對于水為光疏介質(zhì)，光線由水射入該棱鏡向頂尖偏折,由折射定律知折射角大于入射角且光在該介質(zhì)中的傳播速度大于在水中的傳播速度，即B、D正確．10。如圖8所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上,經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣．當(dāng)出射角i′和入射角i相等時,出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α，則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為()圖8A。eq\f（sin\f(α＋θ，2），sin\f（α，2）） B。eq\f（sin\f(α＋θ,2），sin\f(θ,2)）C.eq\f(sinθ，sinθ－\f(α，2)） D。eq\f（sinα，sinα－\f(θ，2)）答案A解析由幾何關(guān)系可知入射角i＝eq\f（α＋θ,2)，折射角β＝eq\f(α，2），所以該棱鏡的折射率n＝eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2）),A正確．11．(多選)圖9中給出了“用雙縫干涉測量光的波長"實驗示意圖,雙縫S1和S2間距為0.80mm，雙縫到屏的距離為0。80m．波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上，在屏上形成干涉條紋．中心軸線OO′上方第1條亮條紋中心位置在P1處，第3條亮條紋中心位置在P2處．現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從S1和S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達屏后,沿屏直線爬行到P1,2號蟲子到達屏后,沿屏直線爬行到P2.假定兩只蟲子爬行速率均為10－3m/s。下列說法正確的是()圖9A．1號蟲子運動路程比2號短B．兩只蟲子運動的時間差為0.2sC．兩只蟲子運動的時間差為1.0sD．已知條件不夠,兩只蟲子運動時間差無法計算答案AB12.（多選）如圖10所示，在空氣中,一束單色光由兩面平行的玻璃板的a表面射入,從b表面射出，則以下說法中正確的是（）圖10A．出射光線一定與入射光線平行B．隨著θ角的增大(θ〈90°)，光可能在a表面發(fā)生全反射C．隨著θ角的增大(θ〈90°）,光可能在b表面發(fā)生全反射D．無論如何改變θ角，光線從a表面射入，不可能在b表面發(fā)生全反射答案AD解析光線通過兩面平行的玻璃板時，光的傳播方向不變，只是發(fā)生了側(cè)移，故選項A正確；光線在a表面是由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，故不會發(fā)生全反射．當(dāng)光線射到b表面時，入射角等于光在a表面時的折射角,由光路可逆知，它在b表面的折射角等于在a表面的入射角,故在b表面也不會發(fā)生全反射，故B、C錯誤，D正確．二、實驗題(本題共2小題，共12分）13．（6分）用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置如圖11甲所示，已知單縫與雙縫間的距離L1＝100mm，雙縫與屏的距離L2＝700mm，雙縫間距d＝0.25mm。用測量頭來測量亮條紋中心的距離．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮條紋的中心（如圖乙所示)，記下此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)．圖11（1)分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮條紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖丙所示，則對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)x1＝____mm，對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)x2＝____mm.（2)寫出計算波長λ的表達式，λ＝________(用符號表示），λ＝________m.答案（1)2。1907。870（2）eq\f(x2－x1d，3L2)6。76×10－714．（6分)在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖12所示．圖12（1）在圖13中畫出完整的光路圖；圖13（2)對你畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率n＝________（保留3位有效數(shù)字）．(3）為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實驗,經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖14所示．圖中P1和P2是同一入射光線上的兩枚大頭針，對應(yīng)其出射光線上的兩枚大頭針是P3和________(填“A”或“B"）．圖14答案（1)見解析圖(2)1。53（說明：±0。03范圍內(nèi)都可)（3)A解析(1)分別連接玻璃磚兩側(cè)的大頭針?biāo)诘狞c并延長，與玻璃磚兩平行邊分別相交，標(biāo)出傳播方向,然后連接玻璃磚邊界的兩交點，即為光線在玻璃磚中的傳播線路．光路圖如圖所示．(2)設(shè)方格紙上正方形的邊長為1,光線的入射角為θ1,折射角為θ2，則sinθ1＝eq\f(5.3，\r(5.32＋42））≈0.798，sinθ2＝eq\f（2。2,\r（2.22＋3。62))≈0.521，所以該玻璃磚的折射率n＝eq\f（sinθ1，sinθ2)＝eq\f(0.798，0。521)≈1.53（3)由題圖可知，光線P1P2入射到玻璃磚上時，相當(dāng)于光線射到了一個三棱鏡上,因此出射光線將向底邊偏折,所以出射光線過P3和A。三、計算題（本題共4小題,共52分．計算時必須有必要的文字說明、方程式和重要解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15.(12分）如圖15所示,AB為空氣與某種介質(zhì)的界面,直線MN垂直于界面AB.某單色光由空氣射入折射率n＝eq\r（3)的這種介質(zhì)．已知此單色光在空氣中的光速約為3。0×108m/s。求：圖15(1）當(dāng)入射角i＝60°時,折射角r；（2)此單色光在這種介質(zhì)中的光速v；(3)此單色光由這種介質(zhì)射向空氣時臨界角的正弦值sinC。答案（1)30°(2）1.73×108m/s（3）0.58解析（1）由折射定律n＝eq\f(sini，sinr)得：sinr＝eq\f（sini，n)＝eq\f(sin60°，\r（3))＝eq\f(1，2)所以,當(dāng)入射角i＝60°時,折射角r＝30°(2)由n＝eq\f(c，v）得v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3。0×108，\r（3)）m/s≈1。73×108m/s（3)sinC＝eq\f（1,n）＝eq\f（1，\r(3））≈0.58。16.(12分）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,光線剛好不能從BD面射出，如圖16所示，求該材料的折射率．圖16答案eq\f(\r(7），2）解析如圖所示，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①②③解得n＝eq\f(\r（7），2）。17．(14分)(2016·舟山中學(xué)高二第二學(xué)期期中）如圖17所示，為玻璃材料制成的一棱鏡的截面圖,AB為四分之一圓?。患毠馐鴱膱A弧AB的中點E點沿半徑射入棱鏡后，恰好在圓心O點發(fā)生全反射，經(jīng)CD面反射，再從圓弧的F點射出，已知，OA＝a，OD＝eq\f（\r(2），4）a.求:圖17(1)出射光線與法線夾角的正弦值；(2)光在棱鏡中傳播的時間t.答案見解析解析(1)作出光路圖如圖根據(jù)幾何關(guān)系可知，臨界角為C＝45°,根據(jù)全反射規(guī)律得，n＝eq\f（1,sinC）＝eq\r(2），OG＝eq\r（2)OD＝eq\f（1,2）a,sinα＝eq\f（OG,OF）＝eq\f(1,2）,根據(jù)折射定律得n＝eq\f（sinβ,sinα)，解得sinβ＝eq\f（\r(2)，2),（2）光在棱鏡中的傳播速度v＝eq\f（c，n）＝eq\f(\r(2)，2）c由幾何知識得，光線傳播的長度為l＝a＋eq\f（1,2)a＋eq\f（\r(3)，2）a，光在棱鏡中傳播的時間t＝eq\f（