（課改地區(qū)專用）高考物理總復(fù)習(xí) 專題一 光及其應(yīng)用章末檢測 新人教版-新人教版高三物理試題

專題一光及其應(yīng)用章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分，其中1～6題為單項選擇題，7～10題為多項選擇題。)1.關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，正確的說法是()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可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實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驗，用紅光時得到的條紋間距較窄解析光在介質(zhì)中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，其中n是折射率，由于藍(lán)光折射率大于紅光折射率，所以藍(lán)光傳播速度比紅光慢，選項A錯誤；光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時，才可能發(fā)生全反射，選項B錯誤；視深h和實際深度H關(guān)系為h＝eq\f(H,n)，所以魚的實際深度比看到的要深，選項C正確；條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由于紅光波長大于藍(lán)光波長，所以紅光得到的條紋間距較寬，選項D錯誤。答案C2.與通常觀察到的月全食不同，小虎同學(xué)在一天晚上觀看月全食時，看到整個月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是()圖1A.地球上有人用紅色激光照射月球B.太陽照射到地球的紅光反射到月球C.太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球D.太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋解析月全食時不可能有人用很大能量的紅色激光照射月球，故A項錯誤；只有地球擋住了太陽光，才能形成月全食，不會是太陽光照射到地球，再反射到月球上，故B項錯誤；太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，符合物理原理，故C項正確；太陽光中的紅光在月球表面不滿足形成干涉的條件，故D項錯誤。答案C3.如圖2所示為雙縫干涉實驗，圖甲為用黃光照射時的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；圖乙為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實驗中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是()圖2A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較長C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較短D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短解析由題圖知圖甲中條紋間距大，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，在l和d相同的情況下，Δx大，則λ大；Δx小，則λ小，所以乙圖中所用單色光波長較短，因藍(lán)光比黃光波長短，故選項C正確。答案C4.如圖3所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直ab面入射，有光線從ab面射出。以O(shè)點為圓心，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過θ角時，恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚的折射率為()圖3A.eq\f(1,sin\f(θ,2)) B.eq\f(1,sinθ)C.eq\f(1,sin2θ) D.eq\f(1,2sinθ)解析玻璃磚轉(zhuǎn)過θ角，法線也轉(zhuǎn)過θ角，則光線的入射角為θ，此時恰好發(fā)生全反射，因而臨界角C＝θ。所以n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sinθ)，選項B正確。答案B5.如圖4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4A.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,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ－\f(α,2)))) D.eq\f(sinα,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α－\f(θ,2))))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。答案A6.如圖5所示，兩束激光a、b從水面下射向A點，光線經(jīng)折射后合成一束光，則正確的是()圖5A.在水中激光a的波速比激光b的波速小B.用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距C.用同一單縫衍射實驗裝置分別以a、b光做實驗時，b光的衍射現(xiàn)象更加明顯D.當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是a光解析激光a在水中的折射率較小，所以激光a在水中的波速比激光b的波速大，A項錯誤；a光的波長長，故用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，a光的衍射現(xiàn)象更加明顯，B項正確，C項錯誤；當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是b光，D項錯誤。答案B7.下列說法中正確的是()A.做簡諧運動的物體，其振動能量與振幅無關(guān)B.全息照相的拍攝利用了光的干涉原理C.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關(guān)D.醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來進行手術(shù)，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點解析做簡諧運動的物體的振幅由振動能量決定，所以A項錯誤；全息照相利用了光的干涉原理，B項正確；根據(jù)愛因斯坦狹義相對論的光速不變原理，可知C項正確；因為激光具有亮度高、能量大的特點，醫(yī)學(xué)上用其作“光刀”來進行手術(shù)，所以D項正確。答案BCD8.如圖6是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則()圖6A.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小C.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大D.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角小解析由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的波長小于b光的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，由n＝eq\f(c,v)可知，在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，選項A錯誤，選項B正確；由sinC＝eq\f(1,n)可知，從同種介質(zhì)中射入真空發(fā)生全反射時a光的臨界角小，選項C錯誤，D正確。答案BD9.如圖7為某復(fù)色光自水中射向空氣分成a、b兩光束的示意圖。下列說法中正確的是()圖7A.在水中光速較大的為a光束B.在水中光速較大的為b光束C.水對a光束的折射率較大D.水對b光束的折射率較大解析光從水中射向空氣，由圖可知，a光在水中的折射率小，由n＝eq\f(c,v)，故a光在水中傳播速度較大，故選項A、D正確，選項B、C錯誤。答案AD10.如圖8所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩單色光，則()圖8A.玻璃磚對a光的折射率為eq\r(2)B.玻璃磚對a光的折射率為1.5C.b光的頻率比a光大D.b光在玻璃中的傳播速度比a光大解析由折射率的定義n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知a光的折射率為eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，由題圖可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的頻率比a光的頻率大，在玻璃中b光的傳播速度比a光的小。答案AC二、實驗題(本大題共2小題，共10分)11.(5分)如圖9所示，用某種透光物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像________，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3______________，P4______________。記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°。則該透光物質(zhì)的折射率n＝____________，并在圖中畫出正確完整的光路圖。圖9解析在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像以及P3。則知P1、P2在入射光線上，P3、P4在出射光線上，連接P1、P2作為入射光線，連接P3、P4作為出射光線，再作出折射光線，如圖。由幾何知識得到入射角i＝30°，又折射角r＝45°，則折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\r(2)；畫出光路圖如圖。答案被P2的像擋住擋住P1、P2的像擋住P1、P2的像以及P3eq\r(2)光路圖見解析12.(5分)“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗裝置如圖10甲所示。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。圖10(1)如圖乙所示，移動測量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x1。轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板的中心刻線向右移動對準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x2如圖丙所示，則讀數(shù)x2＝________mm。(2)已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d。計算波長的公式λ＝________。(用題目中給出的字母表示)(3)對于某種單色光，為增加相鄰亮紋間的距離，可采取________或________的方法。答案(1)0.350(2)eq\f(d（x2－x1）,3L)(3)減小雙縫間距離增大雙縫到屏的距離三、計算題(本大題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13.(10分)頻率為6×1014Hz的激光從S1和S2投射到屏上，若屏上的點P到S1與到S2的路程差為3×10－6m，那么點P處是亮條紋還是暗條紋？設(shè)O為到S1和S2的路程相等的點，則PO間有幾條暗條紋、幾條亮條紋？(不含O、P兩點處)解析單色光的波長λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,6×1014)m＝5×10－7m，路程差為Δr＝3×10－6m，eq\f(Δr,\f(λ,2))＝eq\f(3×10－6,\f(5,2)×10－7)＝12，即路程差是半波長的偶數(shù)倍，P點出現(xiàn)亮條紋，而O點處為中央亮條紋，所以，在PO間有5條亮條紋，6條暗條紋。答案亮條紋6條暗條紋，5條亮條紋14.(10分)如圖11，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。圖11解析如圖所示，根據(jù)光路的對稱性與光路的可逆性知，與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行，故從半球面射入的折射光線，將從圓柱體中心C點反射。設(shè)光線在半球面的入射角為i，折射角為r，由折射定律有：sini＝nsinr；由正弦定理有：eq\f(sinr,2R)＝eq\f(sin（i－r）,R)由幾何關(guān)系，入射點的法線與OC的夾角為i。設(shè)入射光線與OC的距離為L，由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有：sini＝eq\f(L,R)；由以上幾式解得：sinr＝eq\f(6,\r(205))，n＝eq\r(2.05)≈1.43。答案1.4315.(10分)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸圖象信息的載體，要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？解析設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為θ1，折射角為θ2，折射光線射向側(cè)面時的入射角為θ3，如圖所示。由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)由幾何關(guān)系θ2＋θ3＝90°，則sinθ2＝cosθ3由全反射臨界角公式sinθ3＝eq\f(1,n)，故cosθ3＝eq\r(1－\f(1,n2))要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有θ1＝90°，sinθ1＝1故n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sinθ1,cosθ3)＝eq\f(1,\r(1－\f(1,n2)))＝eq\f(n,\r(n2－1))解得n＝eq\r(2)答案eq\r(2)16.(10分)如圖12為用某種透明材料制成的一塊柱體形棱鏡的水平截面圖，F(xiàn)D為eq\f(1,4)圓周，圓心為O。某單色光線a從AB面入射，入射角θ1＝60°，它射入棱鏡后射在BF面上的O點并恰好不從BF面射出。求：圖12(1)該棱鏡對單色光線a的折射率n。(2)改用波長λ更長的單色光線b從AB面入射，入射角同樣為θ1＝60°時，判斷單色光線b能從BF面射出嗎？說出理由。解析由題意畫出光路圖如圖所示。(1)設(shè)光線在AB面的折射角為θ2，折射光線與OD的夾角為C，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ