新教材同步輔導(dǎo)2024年高中物理章末核心訓(xùn)練四第四章光及其應(yīng)用粵教版選擇性必修第一冊

章末核心訓(xùn)練(四)光及其應(yīng)用1．如圖所示，一束激光照耀在雙縫上，在縫后屏上得到干涉條紋，下列說法中正確的是()A．增大雙縫到光屏的距離，條紋間距變小B．入射光波長不變，光強(qiáng)增大，條紋間距不變C．增大激光器到雙縫的距離，條紋間距變大D．若僅將雙縫和光屏置于水中，同等條件下條紋間距變大解析：干涉條紋中相鄰兩條明條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ，增大雙縫到光屏的距離，即增大l，條紋間距變大，所以A錯(cuò)誤；入射光波長不變，光強(qiáng)增大，不會(huì)變更條紋間距，即條紋間距不變，所以B正確；條紋間距與激光器到雙縫的距離無關(guān)，所以增大激光器到雙縫的距離，條紋間距不變，所以C錯(cuò)誤；若僅將雙縫和光屏置于水中，依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，光的傳播速度變小，頻率不變，則依據(jù)λ＝eq\f(v,f)可知，光的波長變短，則條紋間距變小，所以D錯(cuò)誤．答案：B2．對(duì)如圖所示的圖片、示意圖或試驗(yàn)裝置圖，下列說法正確的是()A．甲圖屬于薄膜干涉，也被稱為“牛頓環(huán)”B．乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是暗條紋D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋解析：甲圖是小孔衍射的圖樣，不是牛頓環(huán)，故A錯(cuò)誤；乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來檢測平面的平整程度，若干涉條紋是直的干涉條紋則表示平面平整，故B正確；丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的偶數(shù)倍，則P是亮紋，若P到S1、S2的路程差是光的半波長的奇數(shù)倍，則P是暗紋，故C錯(cuò)誤；丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋，故D錯(cuò)誤．故選B.答案：B3.(2024·全國甲卷)(多選)等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac；一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點(diǎn)在乙光的下方，如圖所示．不考慮多次反射，下列說法正確的是()A．甲光的波長比乙光的長B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率解析：依據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖，如下圖所示．由圖可知，乙光的折射角較小，依據(jù)折射定律可知乙光的折射率大，則乙光的頻率大，依據(jù)c＝fλ可知，乙光的波長短，A正確，BD錯(cuò)誤；依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，C正確．答案：AC4．如圖為一橫截面為等腰梯形的容器，容器內(nèi)裝滿了水．當(dāng)一束平行單色光斜射到水面上且與水面的夾角θ＝37°時(shí)，恰好可以照耀到整個(gè)底部．已知容器內(nèi)水深h＝0.2m，水面寬d0＝0.5m，水的折射率為eq\f(4,3)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s.求：(1)容器底部的寬度；(2)光從水面折射后干脆射到容器底部的時(shí)間(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)依據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，其中入射角為i＝90°－37°＝53°，解得折射角為r＝37°.光恰好照耀到整個(gè)底部，依據(jù)幾何關(guān)系可知，容器側(cè)面與水平方向的夾角為53°，則tan53°＝eq\f(h,x)，解得x＝0.15m，容器底部寬度d＝d0－2x＝0.2m.(2)依據(jù)幾何關(guān)系可知，光從水面射到容器底部通過的距離等于側(cè)面的長度l，則有t＝eq\f(l,v)，其中l(wèi)＝eq\f(h,cos37°)，且光在水里的傳播速度為v＝eq\f(c,n)，聯(lián)立解得t≈1.1×10－9s.答案：(1)0.2m(2)1.1×10－9s5.(2024·全國乙卷)如圖，一折射率為eq\r(2)的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝l，BC邊所在底面上鍍有一層反射膜．一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A，求M點(diǎn)到A點(diǎn)的距離．解析：由題意可做出光路圖，如右圖所示．光線垂直于BC方向射入，依據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為45°；由于棱鏡折射率為eq\r(2)，依據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)，有sinr＝eq\f(1,2)，則折射角為30°；∠BMO＝60°，因?yàn)椤螧＝45°，所以光在BC面的入射角為θ＝90°－(180°－60°－45°)＝15°，依據(jù)反射定律可知∠MOA＝2θ＝30°，依據(jù)幾何關(guān)系可知∠BAO＝30°，即△MAO為等腰三角形，則eq\f(MO,AO)＝eq\f(\r(3),3).又因?yàn)椤鰾OM與△CAO相像，故有eq\f(BM,AC)＝eq\f(MO,AO)，由題知AB＝