2019_2020学年高考物理主题3光及其应用检测试卷（四）（必修1）.docx

检测试卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，其中18为单项选择题，912为多项选择题)1.(2018厦门一中高二下学期期中)我国南宋时的程大昌在其所著的演繁露中叙述道：“凡风雨初霁(霁j，雨后转晴)，或露之未晞(晞x，干)，其余点缀于草木枝叶之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有所五色也.”这段文字记叙的是光的何种现象()A.反射B.色散C.干涉D.衍射答案B解析雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的水珠上，白光经过水球折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，选项B正确.2.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是()A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离答案D3.(2017宿迁高二检测)单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹()A.干涉、衍射条纹间距都是均匀的B.干涉、衍射条纹间距都是不均匀的C.干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀D.干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀答案D解析干涉条纹间距均匀，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽，D正确.4.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，要使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，最小厚度为d，那么绿光在真空中的波长0为()A.B.C.4dD.4nd答案D解析设绿光在膜中的波长为，则由d，得4d，由n，得绿光在真空中的波长为0n4nd.5.用a、b、c、d表示四种不同颜色的单色点光源，若：将a、b、c放在水中相同深度处，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大；则推断同种介质对a、b、c、d发出的光的折射率正确的是()A.nbndncnaB.nbnandncC.nanbncndD.nbnandnc答案A解析将a、b、c放在水中相同深度处，在水面上方同等条件下观测发现b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大，说明na、nb、nc相比nb最小，ncna；分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大，说明在b、c、d三种光中，b光的波长最长，频率最小，故nb、nc、nd相比，nb最小；a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大，说明na、nc、nd相比，nd最小；综上可知，nbndncna，故选项A正确.6.如图1所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()图1A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大答案D解析把发光小球放入口径较大、充满水的浅玻璃缸底的任何位置都会发生折射和全反射，逆着折射光线看能看到小球，在发生全反射的区域没有光射出，选项A、B均错误.光从水中进入空气不改变的是频率，改变的是波速和波长，由v和可知，波速、波长都变大，选项D正确，C错误.7.(2018唐山一中高二第二学期期中)如图2所示，一个棱镜的顶角为41.30，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见下表.当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光带的变化情况是()图2色光红橙黄绿蓝紫折射率1.5131.5141.5171.5191.5281.532临界角/()41.37041.34041.23041.17040.88040.750A.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光B.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光C.红光最先消失，最后只剩紫光D.红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光答案B8.如图3所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行.由光源S发出的一束白光沿半圆半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上.在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带.当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失.有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是()图3A.左紫右红，紫光B.左红右紫，紫光C.左紫右红，红光D.左红右紫，红光答案B9.(2018厦门一中高二下学期期中)2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”作出了突破性成就，高锟被誉为“光纤之父”.光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，下列说法正确的是()A.光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理B.光纤通信利用光作为载体来传递信号C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝答案BD解析光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射.最终实现传递信息的目的.10.(2017温州高二检测)如图4所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是()图4A.此时A、B的透振方向平行B.只有将B绕OO轴顺时针旋转90，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零C.将A或B绕OO轴旋转90，屏上透射光的强度最弱，几乎为零D.将A沿顺时针旋转180，屏上透射光的强度最弱，几乎为零答案AC解析当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上光的强度最强；当二者透振方向垂直时，光屏上光的强度最弱，几乎为零，由此可知A、C选项正确.11.(2018葫芦岛一中高二下学期期中)如图5所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是()图5A.A光的频率比B光的频率高B.在该玻璃体中，A光的速度比B光的速度小C.在该玻璃体中，A光的临界角大于B光的临界角D.用同一双缝干涉实验装置分别以A、B光做实验，A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距答案CD12.如图6所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光、，下列有关这三束光的判断正确的是()图6A.光束仍为复色光，光束、为单色光B.在玻璃中的传播速度，光束比光束小C.增大角且90，光束、会远离光束D.改变角且0，光束可能会在上表面发生全反射答案ABD解析由图可知光束是反射光线，所以仍是复色光，而光束、由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上、下表面是平行的，根据光的可逆性，知两光束仍然平行射出，且光束、是单色光，故A正确；由于光束的偏折程度大于光束的偏折程度，所以光束的折射率大于光束的折射率，根据n可知在玻璃中的传播速度，光束比光束小，故B正确；当增大角且90，即入射角减小，则光束、会靠近光束，故C错误；因为厚玻璃平面镜的上、下表面是平行的，根据光在反射时入射角与反射角相等和光的可逆性，可知改变角且0，根据折射定律，光线的折射角增大，根据光的可逆性，知光束不可能在上表面发生全反射，故E错误.二、填空题(本题共3小题，共19分)13.(5分)(2018全国卷)如图7所示，ABC为一玻璃三棱镜的横截面，A30.一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60，则玻璃对红光的折射率为_.若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角_(填“小于”“等于”或“大于”)60.图7答案(2分)大于(3分)解析根据光路的可逆性，在AC面，入射角为60时，折射角为30.根据光的折射定律有n.玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，r角仍为30不变，对应的i角变大，因此折射角大于60.14.(6分)如图8所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，需要从标尺上读出某条亮条纹的位置.图中所示的读数是_mm.图8若双缝相距为d，双缝到屏间的距离为l，相邻两个亮条纹中心的距离为x，则光的波长表示为_(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为：d0.20mm，l700mm，测量x的情况如图9所示.由此可计算出该光的波长为：_m.图9答案5.24(2分)x(2分)5.6107(2分)解析从题图可以看出，主尺示数为5mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：120.02mm0.24mm，游标卡尺的示数为：5mm0.24mm5.24mm.由干涉条纹间距的计算公式：x，解得光的波长表达式为：.由题图可以求出条纹间距为：xmm1.96mm，代入数据解得光的波长为：5.6107m.15.(8分)(2018河南省实验中学高二下学期期中)在“测玻璃的折射率”实验中：(1)为取得较好的实验效果，下列操作正确的是_.A.必须选用上、下表面平行的玻璃砖B.选择的入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些(2)某同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图10所示，若他测得AB7.5cm，CD5cm，则可求出玻璃的折射率n_.图10(3)有甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图11中、所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为界面画光路图.则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是_和_(填“偏大”、“偏小”或“不变”).图11答案(1)CD(2分)(2)1.5(2分)(3)偏小(2分)不变(2分)三、计算题(本题共3小题，共33分)16.(9分)(2018永年二中高二下学期期中)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图12所示，O点为圆心，与直径AB垂直的足够大的光屏CD紧靠住玻璃砖的左侧，OO与AB垂直.一细光束沿半径方向与OO成30角射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(1)R，求：图12(1)此玻璃的折射率；(2)当变为多大时，两光斑恰好变为一个.答案(1)(2)45解析(1)细光束在AB界面，一部分反射，另一部分折射，设折射角为，光路图如图所示，(2分)由几何关系得：L1R(2分)根据题意两光斑间的距离为(1)R(1分)所以L2R由几何关系知45(1分)根据折射定律，折射率n(1分)(2)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好在AB面发生全反射由sinC得临界角为C45(1分)即当45时，光屏上恰好只剩下一个光斑.(1分)17.(12分)(2018厦门一中高二下学期期中)如图13所示，半径为R的半圆形玻璃砖与一底角为30的直角ACB的玻璃砖平行且正对放置，点O和O分别是BC边的中点和半圆形玻璃砖的圆心.一束平行于AC边的单色光从AB边上的点D入射，经折射后从点O射出，最后从半圆形玻璃砖上的某点P射出.已知BC边与直径BC长度相等，二者相距R，点B、D间距离为R，两种玻璃砖的厚度与折射率均相同，若不考虑光在各个界面的反射.求：图13(1)玻璃砖的折射率n；(2)点P的位置和单色光的最后出射方向.答案(1)(2)见解析解析(1)连接DO，则三角形BOD恰为等边三角形，设单色光从AB边上的点D入射时的折射角为，由几何知识得30(1分)在AB界面，根据折射定律得n(1分)解得n(2分)(2)作出其余光路如图所示，光在O点发生折射，OO为法线(2分)根据折射定律得sin2nsin1而130解得260光在D点发生折射，DE为法线，由光路可逆知3130(2分)在直角OOD中，ODOOtan2R在ODP中，根据正弦定理得解得430(2分)光在P点发生折射，根据折射定律得sin5nsin4联立解得560(光线平行于OO连线向右射出).(2分)18.(12分)(2016全国卷)如图14所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为.图14(1)求池内的水深；(计算结果可用根式表示)(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0m.当