高中物理沪科版4第五章新时空观的确立 章末综合测评第4章

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分.在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求.选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分.每选错1个扣3分，最低得分为0分)1.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图1所示.下列说法中正确的是()图1A.此介质的折射率等于B.此介质的折射率等于eq\r(2)C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象E.光进入介质时波长变短【解析】n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，选项A错、B对.当光线从介质中射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于90°时，即发生全反射，此时入射角为C，则有n＝eq\r(2)＝eq\f(sin90°,sinC)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时发生全反射现象，选项C对D错.因进入介质后光速变小，而频率不变，故E对.【答案】BCE2.一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()【解析】由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生全反射，由此判断A、C正确；B、E图中光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，且折射角小于λ射角，B、D错误，E正确.【答案】ACE3.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的()A.速度变慢 B.波长变短C.频率增高 D.波长变长E.频率不变【解析】单色光由空气射入玻璃时，根据v＝eq\f(c,n)知，光的速度v变慢，光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，根据v＝λf知光从空气射入玻璃时，波长变短.【答案】ABE4.如图2所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线.则()图2A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距【解析】通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误.a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确.由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确.入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确.做双缝干涉实验时，根据Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误.【答案】ABD5.如图3所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是()图3＜n2为蓝光，b为红光＞n2为红光，b为蓝光、b两种光在三棱镜中的速度不同【解析】由题图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光.【答案】ABE6.关于下列光学现象，说法正确的是()A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时不可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽E.偏振现象说明光是纵波【解析】根据光的性质、折射率与光速的关系、光的折射、光的干涉解决问题.在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v＝eq\f(c,n)知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h′＝eq\f(h,n)，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝eq\f(l,d)λ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确；偏振现象说明光是横波，选项E错误.【答案】BCD7.某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有两种A、B不同颜色的光束以一定的角度从三棱镜的一边射入，并从另一面射出，如图4所示.由此我们可以知道()【导学号：38910061】图4A.在同种介质中，A光的波长比B光的波长长B.从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的小、B两种光在水中的速度一样大、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射光比B光易发生明显的衍射现象【解析】由图可知，B光折射率较大，B光的频率大.同种介质中，A光的波长比B光的波长长，选项A、E正确；从空气中以相同的入射角射入同样的介质，A光的折射角比B光的大，选项B错误；A、B两种光在水中的速度，A光较大，选项C错误；由于B光的折射率较大，B光的全反射临界角较小，A、B两种光从相同的介质入射到空气中，逐渐增大入射角，B光先发生全反射，选项D正确.【答案】ADE8.(2023·石家庄一中检测)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图5所示.a、b光相比()图5A.玻璃对a光的折射率较小B.玻璃对a光的临界角较大光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播时间较短E.两种光在玻璃中的传播时间相等【解析】由图可判断出玻璃对光束b的折射率大于光束a，A正确；根据公式sinC＝eq\f(1,n)，可知玻璃对a光的临界角大于b光的临界角，B正确；根据公式n＝eq\f(c,v)，可知b光在玻璃中的传播速度比a光小，C正确；根据以上分析可知，b光在玻璃中走过的距离比a光大，同时传播速度比a光小，于是传播时间比a光长，D、E错误.【答案】ABC二、非选择题(本大题共4小题，共52分，按题目要求作答)9.(12分)在“双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6甲所示.转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图6乙所示.已知双缝间距d＝mm，双缝到屏的距离L＝m，则甲图所示读数为________mm，乙图所示读数为________mm.被测光波的波长为________.【导学号：38910062】图6【解析】图甲读数为mm，图乙读数为mm.亮条纹间距Δx＝eq\f－,3)mm＝mm.由公式Δx＝eq\f(L,d)λ得：λ＝eq\f(dΔx,L)＝eq\f×10－3××10－3,m＝×10－7m.【答案】×10－7m10.(12分)如图7所示是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图.玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则()图7(1)出射光线与入射光线________(选填“仍平行”或“不再平行”).(2)以入射点O为圆心，以R＝5cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝cm，EF＝cm，则该玻璃砖的折射率n＝________.【解析】(1)由于玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，所以出射光线与入射光线不再平行.(2)该玻璃砖的折射率n＝eq\f(sin∠MON,sin∠EOF)＝eq\f(\f(MN,OM),\f(EF,OF))＝eq\f(MN,EF)＝eq\f,＝.【答案】(1)不再平行(2)11.(14分)(2023·海南高考)如图8所示，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点.一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处.测得AB之间的距离为eq\f(R,2).现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离.不考虑光线在玻璃体内的多次反射.【导学号：38910063】图8【解析】当光线经球心O入射时，光路图如图(a)所示：图(a)设玻璃的折射率为n，由折射定律有：n＝eq\f(sini,sinr) ①式中，入射角i＝45°，r为折射角，△OAB为直角三角形因此：sinr＝eq\f(AB,\r(OA2＋AB2)) ②发生全反射时，临界角C满足：sinC＝eq\f(1,n) ③在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图(b)所示：图(b)设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点，由题意有：∠EDO＝C ④在△EDO内，根据正弦定理有：eq\f(OD,sin90°－r)＝eq\f(OE,sinC) ⑤联立以上各式并利用题给条件得：OE＝eq\f(\r(2),2)R.【答案】eq\f(\r(2),2)R12.(14分)图9为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC.光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出.若两次反