2025高考物理 人教版選擇性必修第1冊專項復(fù)習(xí)第4章　6含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第1冊專項復(fù)習(xí)第4章6含答案第四章6基礎(chǔ)強化練(時間25分鐘滿分60分)一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．關(guān)于自然光和偏振光，以下說法正確的是(B)A．自然光包含著垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不相同B．偏振光是在垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光C．自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光D．晚上月光是自然光解析：光源發(fā)出的光，沿著各個方向振動的光的強度都相同的光，叫作自然光。沿某個特定方向振動的光叫作偏振光，故A錯，B對；偏振光不能通過偏振片還原為自然光，C錯；月光是偏振光，D錯。2．如圖所示，兩光屏間放有兩個透振方向相互平行的偏振片，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通過偏振片Q。現(xiàn)以光的傳播方向為軸使偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90°度，下列說法正確的是(D)A．MN間為偏振光B．PQ間為自然光C．PQ間的光線亮度逐漸變暗D．光屏N上的亮線逐漸變暗解析：MP間為自然光，PN間為偏振光，故A、B錯；PQ間亮度不變，光屏上亮度逐漸變暗，故C錯，D正確。3．小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光，轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化，下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是(B)A．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起起偏器的作用B．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起檢偏器的作用C．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用D．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用解析：發(fā)現(xiàn)反射光強弱變化，說明水面上反射的陽光是偏振光，而陽光本身是自然光，在反射時發(fā)生了偏振，當偏振片的方向與光的偏振方向平行時，通過的光最強，而當偏振片的方向與光的偏振方向垂直時，透過的光最弱，因此鏡片起到檢偏器的作用。4．(多選)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)。將α的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品中的含糖量。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是(AD)A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．到達O處光的強度會明顯增強D．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的最小角度等于α解析：自然光通過偏振片后得到垂直于光的傳播方向與偏振片的透振方向平行的偏振光，該偏振光經(jīng)被測樣品后，其偏振方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，即相對于光的傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)了一個角度α，到達B的光的偏振方向與B的透振方向不完全一致，故O處光的強度會明顯減弱，A正確，B、C錯誤；若將B轉(zhuǎn)動一個最小角度，使得O處光的強度仍為最大，說明它轉(zhuǎn)過的角度等于α，D正確。5．(多選)關(guān)于激光與自然光，下列說法正確的是(ACD)A．激光的頻率單一，而自然光是含有各種頻率的光，所以激光的相干性好B．自然光是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的，而激光是人工產(chǎn)生的，所以激光不是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的C．激光和自然光都具有相同的本質(zhì)，它們都是由原子的躍遷產(chǎn)生的D．相干性好是激光與普通光的根本區(qū)別解析：激光的頻率單一，相干性很好，自然光中含有各種頻率的光，故A、D正確；激光和自然光都是由原子的躍遷產(chǎn)生的，故B錯誤，C正確。6．(多選)如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，讓太陽光或白熾燈光通過狹縫S形成細光束從空氣射向柱體的O點(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和折射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將玻璃柱體繞通過O點垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動，使反射光束1和折射光束2恰好垂直，在入射光線的方向上加偏振片P，偏振片與入射光線垂直，其透振方向在紙面內(nèi)，這時看到的現(xiàn)象是(AD)A．反射光束1消失B．折射光束2消失C．反射光束1和折射光束2都消失D．偏振片P以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°，折射光束2消失解析：當反射光束1和折射光束2恰好垂直時，反射光束1和折射光束2都是偏振光，且偏振方向垂直，反射光振動方向垂直紙面，折射光振動方向在紙面內(nèi)，當加上偏振片P，其透振方向在紙面內(nèi)，即沒有反射光束1，當偏振片P以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°，折射光束2消失，故A、D正確。二、非選擇題(共24分)7．(10分)如圖所示為玻璃厚度檢測儀的原理簡圖，其原理是：固定一束激光AO以不變的入射角θ1照到MN表面，折射后從PQ表面射出，折射光線最后照到光電管C上，光電管將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺罁?jù)激光束在C上移動的距離，可以確定玻璃厚度的變化。設(shè)θ1＝45°，玻璃對該光的折射率為eq\r(2)，C上的光斑向左移動了Δs，則可確定玻璃的厚度比原來變_厚__(選填“厚”或“薄”)了eq\f(3＋\r(3),2)Δs。解析：如圖所示，由折射定律可知，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，且射出玻璃的光線和進入玻璃的光線是平行的，當玻璃變厚時(圖中虛線所示)，光斑向左移動；設(shè)玻璃增加厚度為h，由圖知htanθ1－h(huán)tanθ2＝Δs，得到h＝eq\f(3＋\r(3),2)Δs。8．(14分)一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時間為1.0×10－11s，波長為694.3nm，發(fā)射功率為1.0×1010W，求：(1)每列光脈沖的長度是多少？(2)用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量達到60J以后，色斑便逐漸消失，一塊色斑的面積為50mm2，則它要吸收多少個(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？答案：(1)3.0×10－3m(2)300個解析：(1)光脈沖持續(xù)時間即為發(fā)射一個光脈沖所需的時間，所以一個光脈沖長度Δl＝c·Δt＝3×108×1.0×10－11m＝3.0×10－3m。(2)面積為1cm2色斑吸收的能量E＝60J，色斑便逐漸消失。而1個光脈沖的能量為ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11J＝0.1J，消除50mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為n＝eq\f(ES1,SΔE)＝eq\f(60×50,100×0.1)＝300(個)。能力提升練(時間15分鐘滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每小題9分，共27分)1．(多選)小明同學(xué)在假期旅游期間學(xué)習(xí)攝影，他發(fā)現(xiàn)照相機鏡頭呈現(xiàn)淡紫色。如圖所示是他拍攝的兩張照片：甲圖的湖泊遠景照中，能看到遠處拱橋的清晰倒影，看不到水面下的景物；乙圖的湖水近景照中，能清楚看到魚、石頭等水下景物，則(AD)A．鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是鏡頭表面所鍍膜使光發(fā)生干涉的結(jié)果B．甲圖拱橋倒影非常清晰是因為來自拱橋的光在水面發(fā)生了全反射C．乙圖水下景物的光射到水面時因入射角較小致反射光強而折射光弱D．拍攝乙圖時若安裝透振方向與水面反射光偏振方向垂直的偏振片將更清晰解析：照相機鏡頭鍍了多層的增透膜，增強了可見光的透過性，由于高頻的藍光和紫光等并不能完全地干涉抵消，因此鏡頭呈現(xiàn)淡紫色，故A正確；甲圖中的倒影是因為來自拱橋的光通過水面反射進入鏡頭而引起的，而全反射在光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)才會發(fā)生，故B錯誤；當光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時，只有當入射角增大才會使反射光增強而折射光減弱，故C錯誤；拍攝乙圖時，來自水下魚的光通過水面的折射再進入鏡頭，為了使照片更清晰，可以利用偏振片來減少在水面發(fā)生反射而進入鏡頭的光，故D正確。2．如圖所示，S為一點光源，P、Q是偏振片，R是一光敏電阻，R的阻值隨光照強度的增強而減小，R1、R2是定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。則當偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動90°的過程中，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況為(B)A．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大D．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小解析：當偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動90°的過程中，照射到光敏電阻上的光的亮度從亮到暗，因此導(dǎo)致光敏電阻的阻值從小到大，則電路中總電阻增大，那么總電流減小，路端電壓則增大，因此電壓表示數(shù)變大，而R1兩端的電壓變小，所以R2兩端的電壓增大，故電流表示數(shù)變大，故B正確。3．(多選)如圖所示是一種利用溫度敏感光纖測量物體溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的偏振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強度就會變化。關(guān)于這種溫度計的工作原理，正確的說法是(AC)A．到達檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大B．到達檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小C．到達檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越大，表示溫度變化越小D．到達檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越大，表示溫度變化越大解析：溫度變化越大，光纖的各個物理參量變化越大，光的偏振方向變化越大，光接收器接收的光強度會越小。二、非選擇題(共13分)4．(13分)如圖所示，楊氏雙縫實驗中，下述情況能否看到干涉條紋？簡單說明理由。(1)在單色自然光源S后加一偏振片P。(2)在(1)情況下，再加P1、P2，P1與P2透射光方向垂直。答案：(1)能。到達S1、S2的光是從同一偏振光分解出來的，它們滿足相干條件，能看到干涉條紋，且由于偏振片很薄，對路程差的影響可忽略，干涉條紋的位置與間距和沒有P時基本一致，只是強度由于偏振片的吸收作用而減弱。(2)不能。由于從P1、P2射出的光方向相互垂直，不滿足干涉條件，故光屏E被均勻照亮，但無干涉現(xiàn)象。第四章學(xué)業(yè)質(zhì)量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．下列關(guān)于光的干涉、衍射、偏振以及激光的說法中，不正確的是(B)A．激光全息照相利用了激光相干性好的特性B．3D電影利用了光的干涉特性C．日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象解析：激光全息照相利用了激光相干性好的特性，獲得兩頻率相同的光，從而進行光的干涉，故A正確；3D電影利用了光的偏振現(xiàn)象，出現(xiàn)立體畫面，故B錯誤；日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰，這是利用光的偏振現(xiàn)象，故C正確；通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故D正確。2.豎直放置的肥皂膜在陽光照耀下，由于前后表面反射光通過的路程不同，形成兩列相干光，薄膜上會呈現(xiàn)出彩色條紋。若一肥皂膜由于受重力和液體表面張力的共同影響，其豎直方向的截面如圖所示(曲率半徑變小)，則光通過該肥皂膜產(chǎn)生的干涉條紋與下列哪個圖基本一致(B)解析：薄膜干涉是前后兩個面反射回來的光疊加形成干涉條紋，故從肥皂膜觀察到水平干涉條紋，復(fù)色光照射時出現(xiàn)彩色條紋，由于重力和液體表面張力的共同作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，曲率半徑變小，條紋間距變小，選項B正確。3.如圖所示，兩單色光Ⅰ、Ⅱ分別沿半徑方向由空氣射入半圓形玻璃磚，出射光合成一束復(fù)色光Ⅲ，已知單色光Ⅰ、Ⅱ與法線間的夾角分別為45°和30°，則關(guān)于單色光Ⅰ與Ⅱ，下列說法正確的是(B)A．在玻璃磚中的折射率之比為nⅠ∶nⅡ＝eq\r(2)∶1B．在玻璃磚中的傳播時間之比為tⅠ∶tⅡ＝1∶eq\r(2)C．在玻璃磚中的波長之比為λⅠ∶λⅡ＝eq\r(2)∶1D．由該玻璃磚射向真空時臨界角之比為CⅠ∶CⅡ＝1∶eq\r(2)解析：假設(shè)兩單色光Ⅰ、Ⅱ的折射角為θ，則單色光Ⅰ的折射率nⅠ＝eq\f(sinθ,sin45°)，單色光Ⅱ的折射率nⅡ＝eq\f(sinθ,sin30°)，則nⅠ∶nⅡ＝sin30°∶sin45°＝1∶eq\r(2)，A錯誤；據(jù)v＝eq\f(c,n)和t＝eq\f(x,v)得t＝eq\f(xn,c)，則tⅠ∶tⅡ＝nⅠ∶nⅡ＝1∶eq\r(2)，B正確；根據(jù)v＝eq\f(c,n)和λ＝eq\f(v,f)得λ＝eq\f(c,fn)，可知λⅠ∶λⅡ＝nⅡfⅡ∶nⅠfⅠ>eq\r(2)∶1，C錯誤；據(jù)sinC＝eq\f(1,n)可得sinCⅠ∶sinCⅡ＝nⅡ∶nⅠ＝eq\r(2)∶1，D錯誤。4．如圖甲所示，倒掛的彩虹被叫作“天空的微笑”，實際上它不是彩虹，而是日暈，專業(yè)名稱叫“環(huán)天頂弧”，是由薄而均勻的卷云里面大量扁平的六角片狀冰晶(直六棱柱)折射形成，因為大量六角片狀冰晶的隨機旋轉(zhuǎn)而形成“環(huán)天頂弧”。光線從冰晶的上底面進入，經(jīng)折射從側(cè)面射出，當太陽高度角α增大到某一臨界值，側(cè)面的折射光線因發(fā)生全反射而消失不見。簡化光路如圖乙所示，以下分析正確的是(D)A．光線從空氣進入冰晶后傳播速度變大B．紅光在冰晶中的傳播速度比紫光在冰晶中的傳播速度小C．若太陽高度角α等于30°時側(cè)面光恰好發(fā)生全反射，可求得冰晶的折射率為eq\f(2\r(3),3)D．若太陽高度角α等于30°時側(cè)面光恰好發(fā)生全反射，可求得冰晶的折射率為eq\f(\r(7),2)解析：由n＝eq\f(c,v)可知，v＝eq\f(c,n)，所以光線進入冰晶后傳播速度減小，A錯；由于在同一介質(zhì)中紫光折射率大于紅光折射率，所以，在冰晶中紅光速度大，B錯；光路如圖所示。當α＝30°時，∠1＝60°，由折射定律得n＝eq\f(sin∠1,sin∠2)，由全反射的臨界條件知：sin∠3＝eq\f(1,n)，又sin2∠3＋sin2∠2＝1，聯(lián)立解得n＝eq\f(\r(7),2)，故C錯誤，D正確。5．(2020·山東卷，3)雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為λ的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為Δt。玻璃片厚度為10λ，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是(A)A．Δt＝eq\f(5λ,c) B．Δt＝eq\f(15λ,2c)C．Δt＝eq\f(10λ,c) D．Δt＝eq\f(15λ,c)解析：光在玻璃中的傳播速度為v＝eq\f(c,n)，可知時間差Δt＝eq\f(10λ,v)－eq\f(10λ,c)＝eq\f(5λ,c)，故選A。6．在圓心為O、半徑為R的光學(xué)介質(zhì)圓環(huán)內(nèi)有一點光源P，可以向紙面內(nèi)各方向發(fā)光，已知OP＝eq\f(3,4)R，介質(zhì)折射率n＝eq\f(5,3)，則從圓周上有光線射出的范圍是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(B)A．πR B．eq\f(53,45)πRC．eq\f(3,2)πR D．2πR解析：由介質(zhì)的折射率可求得光線發(fā)生全反射的臨界角sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,5)，解得C＝37°，由正弦定理得eq\f(R,sinθ)＝eq\f(\f(3,4)R,sinC)，解得θ＝53°，或θ＝127°，如圖所示如圖甲∠OPA＝53°，如圖乙∠OPM＝127°，由甲圖知，AB左側(cè)光線能射出，由乙圖知圓弧eq\x\to(MN)上有光線射出，求得∠MON＝32°，所以光線能射出的圓弧對應(yīng)的圓心角為180°＋32°＝212°，則從圓周上有光線射出的范圍是l＝eq\f(212°,360°)×2πR＝eq\f(53,45)πR，故B正確，ACD錯誤。7．如圖所示是指紋識別原理圖，其原理是利用光學(xué)棱鏡的全反射特性，在指紋谷線(凹部)，入射光在棱鏡界面發(fā)生全反射，在指紋脊線(凸部)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到別的地方，這樣，在指紋模塊上形成明暗相間的指紋圖像。已知水的折射率約為1.33，透明玻璃的折射率約為1.5。下列說法正確的是(BD)A．指紋模塊接收光線較暗的部位是指紋谷線B．指紋模塊接收光線較亮的部位是指紋谷線C．沒有手指放入時，若光源正常發(fā)光，指紋模塊會接收到全暗圖像D．手指濕潤時，指紋識別率低，是因為部分光在棱鏡界面不能發(fā)生全反射解析：在指紋凸部(脊線)，入射光的某些部分被吸收或者漫反射到別的地方，指紋模塊接收到光線較暗，在指紋凹部(谷線)，入射光在棱鏡界面發(fā)生全反射，指紋模塊接收到光線較亮，因此指紋模塊接收光線較暗的部位是指紋脊線，較亮的部位是指紋谷線，選項A錯誤，B正確；沒有手指放入時，若光源正常發(fā)光，入射光在棱鏡界面發(fā)生全反射，指紋模塊上會接收到全亮圖像，選項C錯誤；因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指濕潤時，棱鏡界面仍然有部分光能發(fā)生全反射，也可能有部分光無法發(fā)生全反射，使得指紋識別率低，選項D正確。故選BD。8．(多選)(2023·山東濱州高二階段練習(xí))如圖所示，對于圖片中所描述的物理情境，下列分析中正確的是(ABD)A．甲圖：全息影像的原理和用標準平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原理相同B．乙圖：在同一雙縫干涉裝置中，P處是紫光的第一條干涉條紋，綠光的第一條干涉條紋應(yīng)在P處的上方C．丙圖：用光照射不透明圓板時將在后面屏上出現(xiàn)一亮點，亮斑周圍是等間距的同心圓形條紋D．丁圖：偏振片正對工作的液晶顯示器，透過偏振片看到顯示器亮度正常，將鏡片轉(zhuǎn)動90°，透過鏡片看到的屏幕漆黑，則說明顯示器發(fā)出的光是偏振光解析：全息影像的原理和用標準平面檢查光學(xué)平面的平整程度的原理相同，均為光的干涉，故A正確；在同一雙縫干涉裝置中，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，由于紫光的波長小于綠光的波長，則相鄰紫光明條紋的間距小于相鄰綠光明條紋的間距，可知，若P處是紫光的第一條干涉條紋，綠光的第一條干涉條紋應(yīng)在P處的上方，故B正確；用光照射不透明圓板時將在后面屏上出現(xiàn)一亮點，這是著名的泊松亮斑，該現(xiàn)象為光的衍射現(xiàn)象，亮斑周圍是不等間距的同心圓形條紋，故C錯誤；偏振片正對工作的液晶顯示器，透過偏振片看到顯示器亮度正常，將鏡片轉(zhuǎn)動90°，透過鏡片看到的屏幕漆黑，表明顯示器發(fā)出的光的振動方向與偏振片的方向相同時，透射光的強度最強，若與偏振片的方向垂直時，透射光的強度最弱，即為零，說明顯示器發(fā)出的光是偏振光，故D正確。9.一種“光開關(guān)”的“核心區(qū)”如圖中虛線所示，其中1、2是兩個完全相同的截面為等腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛線框平行，兩斜面平行，略拉開一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實現(xiàn)開關(guān)功能。單色光a從1的左側(cè)垂直于棱鏡表面射入，若能通過2，則為“開”，否則為“關(guān)”。已知棱鏡對a的折射率為1.5，下列說法正確的是(BC)A．單色光a在棱鏡中的波長是在真空中波長的1.5倍B．若不充入介質(zhì)，則實現(xiàn)“關(guān)”功能C．若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光疏介質(zhì)，則有可能實現(xiàn)“開”功能D．若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光密介質(zhì)，則有可能實現(xiàn)“關(guān)”功能解析：據(jù)v＝λf，光在棱鏡中比在真空中的波長短，A錯誤；等腰直角三棱鏡的臨界角滿足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(2,3)<sin45°，若不充入介質(zhì)，光在棱鏡中發(fā)生全反射，則光從棱鏡1入射后不能通過2，為“關(guān)”功能，B正確；若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光疏介質(zhì)，在斜邊的入射角45°有可能小于臨界角而不發(fā)生全反射，光線有可能通過2，實現(xiàn)“開”功能，C正確；若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光密介質(zhì)，則光在介質(zhì)中不會發(fā)生全反射，光能通過2，不能實現(xiàn)“關(guān)”功能，D錯誤。10．為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示，一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成θ角射入。CD為光學(xué)傳感器，可以探測光的強度，從AB面反射回來的光強隨角θ變化的情況如圖乙所示?，F(xiàn)在將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中(假設(shè)空氣中的折射率與真空相同)，設(shè)半圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為r。則下列說法正確的是(AD)A．該新材料的折射率n>1B．該新材料的折射率n<1C．圖甲中若減小入射角θ，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小D．用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，如圖丙，若該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形半徑R與纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系為R≥10r解析：由題圖乙知，當θ＝53°時發(fā)生全反射，則有：n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sin53°)＝1.25，故選項A符合題意，B不符合題意；圖甲中若減小入射角θ，根據(jù)反射定律和折射定律可知反射角和折射角都減小，則反射光線和折射光線之間的夾角將變大，故選項C不符合題意；激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄的臨界條件是入射光在外側(cè)面處發(fā)生全反射，臨界光路如圖所示，可得：sinC＝eq\f(R－2r,R)，解得：R＝10r，所以該束激光不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形半徑R與纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系為R≥10r，故選項D符合題意。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(本題共2小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11.(8分)某同學(xué)在做“測定玻璃折射率”實驗時，在水平桌面上鋪放一張白紙，將一橫截面是直角三角形的玻璃磚平放在白紙上，并用鉛筆將其邊緣畫在白紙上，得到如圖所示的直角三角形ABC，在白紙上作一條垂直于BC邊的直線，在該直線上豎直插上P1、P2兩枚大頭針，然后從玻璃磚的另一個面透過玻璃磚觀察P1、P2的像，在白紙上豎直插上P3、P4兩枚大頭針，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，大頭針的位置如圖所示。(1)在圖中作出該實驗完整的光路圖；(2)測得出射光線與AB邊的夾角為θ(θ為銳角)，測出直角三角形頂角A的角度為α，則該玻璃磚的折射率為n＝eq\f(cosθ,cos2α)。解析：(1)光路如圖所示。(2)由光路圖及幾何關(guān)系得：折射角γ＝eq\f(π,2)－θ，入射角i＝eq\f(π,2)－2α，玻璃的折射率為n＝eq\f(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－θ)),sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)－2α)))＝eq\f(cosθ,cos2α)。12．(10分)在“用雙縫干涉測單色光的波長”的實驗中。(1)如圖甲所示是“用雙縫干涉測光波波長”的實驗設(shè)備示意圖，圖中①是光源，②是濾光片，③是單縫，④是雙縫，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮紋之間距離的是_BC__。A．增大③和④之間的距離B．增大④和⑤之間的距離C．將綠色濾光片改成紅色濾光片D．增大雙縫之間的距離(2)下列說法正確的是_AC__。A．如果將燈泡換成激光光源，去掉單縫，該實驗照樣可以完成B．毛玻璃屏上的干涉條紋與雙縫垂直C．毛玻璃屏上的干涉條紋與雙縫平行D．去掉濾光片，不可能觀察到干涉圖樣(3)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準第1條亮紋，讀出手輪的示數(shù)如圖乙所示，x1＝0.045mm。繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對準第10條亮紋，讀出手輪的示數(shù)如圖丙所示。則相鄰兩亮條紋的間距是_1.61__mm。(保留三位有效數(shù)字)(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30mm，雙縫和光屏之間的距離是900mm，則待測光的波長是_5.37×10－7__m。(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)雙縫干涉條紋間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ，增大雙縫到屏的距離l或?qū)⒕G色濾光片改成紅色濾光片增大波長，都可以增大條紋間距，故B、C正確。(2)將燈泡換成激光光源，激光是相干光源，單色性好，所以可以去掉單縫，A正確；干涉條紋與雙縫是平行的，B錯誤，C正確；去掉濾光片，能夠觀察到干涉圖樣，只不過是各色光重疊產(chǎn)生的彩色條紋，D錯誤。(3)圖丙的讀數(shù)：14.5mm＋3.0×0.01mm＝14.530mm，所以條紋間距：Δx＝eq\f(14.530－0.045,10－1)mm＝1.61mm。(4)據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ得波長λ＝eq\f(dΔx,l)＝5.37×10－7m。三、論述、計算題(本題共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(8分)將自然光引入室內(nèi)進行照明是一種新型的綠色能源技術(shù)。某科技興趣小組設(shè)計了一種接收太陽光的實驗裝置，如圖為過裝置中心軸線的截面，上部的集光球是半徑為R的某種均勻透明材料的半球體，下部為導(dǎo)光管，兩部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度h＝eq\f(\r(3),2)R范圍內(nèi)的光束平行于PQ射入后，能直接通過PQ面進入導(dǎo)光管(不考慮集光球內(nèi)表面的反射)，求該材料的折射率。答案：eq\r(3)解析：由于不考慮集光球內(nèi)表面的反射，所以最上面的一束光線的光路圖如圖所示。由幾何關(guān)系可知sinθ＝eq\f(h,R)＝eq\f(\r(3),2)，解得θ＝60°，可知入射角θ1＝θ＝60°，折射角θ2＝eq\f(θ,2)＝30°，根據(jù)折射定律可知，材料的折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\r(3)。14．(10分)我國的光伏產(chǎn)業(yè)很發(fā)達，街道上的很多電子顯示屏，其核心部件是發(fā)光二極管。有一種發(fā)光二極管，它由半徑為R＝4mm的半球體介質(zhì)和發(fā)光管芯組成，發(fā)光管芯區(qū)域是一個圓面，其圓心與半球體介質(zhì)的球心O重合，圓弧ABC是半球體介質(zhì)過球心O的縱截面，B為圓弧ABC的中點，D為圓弧BDC的中點，PQ為發(fā)光管芯圓面的直徑，如圖所示。由PQ上的某點發(fā)出的一條光線與半徑OC的夾角為θ＝75°，這條光線經(jīng)D點后的出射光線平行于半徑OB。為使從發(fā)光圓面射向半球面上的所有光線都能直接射出，求發(fā)光管芯區(qū)域圓面的最大面積。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：2.5×10－5m2解析：由幾何關(guān)系得到光線射到D點的入射角i＝30°，折射角γ＝45°，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinr,sini)；解得n＝eq\r