章末综合检测（四）光

章末综合检测（四）光(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)1．由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为()A．两个光源发出光的频率不同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源解析：选D题中两光源发出的光都是白光，频率不确定没法比较，选项A错误；光的强度对光是否产生干涉没有影响，选项B错误；光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误；题中是两个独立光源，根据物体的发光原理(原子跃迁)，二者产生的不是相干光源，选项D正确。2．在光的双缝干涉实验中，下列描述正确的是()A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D．在双缝干涉实验中，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽解析：选A条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确、B错误。双缝干涉实验中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等宽间距的，故C错误。红光的波长比紫光的波长大，所以换成紫光后，相邻两个亮条纹间距将变窄，故D错误。3．(2020·洛阳高二检测)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，形成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等B．干涉条纹中的暗条纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将薄片增厚，条纹变疏D．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧解析：选A干涉条纹的产生是光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，由于空气膜厚度是均匀变化的，故条纹间距都相等，选项A对；干涉条纹中的暗条纹是两列反射光的波峰与波谷叠加的结果，选项B错；将薄片增厚，条纹变密，选项C错；观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，选项D错。4.如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()A.eq\f(1,sin\f(θ,2)) B.eq\f(1,sinθ)C.eq\f(1,sin2θ) D．eq\f(1,2sinθ)解析：选B由题意，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，即有i＝C，而入射角i＝θ，则临界角C＝θ。由临界角公式sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sinθ)，故B选项正确。5．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。如图所示，一光导纤维内芯折射率为n1，外层折射率为n2，一束光信号与界面夹角α由内芯射向外层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是()A．n1＞n2，α小于某一值 B．n1＜n2，α大于某一值C．n1＞n2，α大于某一值 D．n1＜n2，α小于某一值解析：选A要使光信号在内芯与外层的界面上发生全反射，必须让内芯折射率n1大于外层折射率n2，同时入射角须大于某一值，故α应小于某一值，故A正确。6．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1＝0.75μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5μm。若用频率ν×1014Hz的黄光照射双缝，则()A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹B．P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹C．两点均出现亮条纹D．两点均出现暗条纹解析：选B由光的频率ν×1014Hz，知光的波长λ＝eq\f(c,ν)＝5×10－7m。P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1×10－7mλ。Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2＝1.5μm＝15×10－7m＝3λ，因此，P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹，本题的正确答案是选项B。7．(2020·天水高二期末)现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为eq\r(3)，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射——反射——折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是()A．15° B．30°C．45° D．60°解析：选D作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，n＝eq\f(sinθ,sinα)＝eq\f(2sinαcosα,sinα)，cosα＝eq\f(n,2)＝eq\f(\r(3),2)，α＝30°，所以θ＝60°。故选项D正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)8.双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹D．若将像屏向下平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化解析：选ACD双缝干涉发生后，并不只在有光屏处有干涉现象，而是在双缝右侧的空间，只要通过双缝后两列光在相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰，且A中条纹间距将变宽，B中条纹间距变窄，C、D中条纹间距不变，故A、C、D正确。9．下述现象哪些是由于全反射造成的()A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B．直棒斜插入水中时呈现弯折现象C．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮解析：选ACD露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下部分位置发生全反射，故格外明亮，A正确；直棒斜插入水中时呈弯折现象是光的折射，B错误；口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，是全反射现象，当靠近时此现象会消失，C正确；盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮，是由于发生了全反射，D正确。10.两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列结论中正确的是()A．在水中的传播速度，光束a比光束b大B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大解析：选AC由公式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，可得折射率na<nb，C正确，D错误；由v＝eq\f(c,n)，na<nb知va>vb，A正确，B错误。三、非选择题(本题共4小题，共48分)11．(9分)由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测量玻璃的折射率”实验，实验步骤如下：a．如图所示，先在—张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点O；b．标出P3、P4的位置；c．将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟a′b′对齐；d．在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像完全被P2的像挡住；e．在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像；f．过O点作一垂直ab的线段OA，在OA上垂直纸面插两枚大头针P1、P2；g．移去三棱镜和大头针，连接P3P4交a′b′于O′点，过O′点作与a′b′垂直的直线MN；h．作光路图，计算折射率n。(1)正确的实验步骤顺序为________；(2)请在图中画出准确完整的光路图；(3)请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n。解析：(1)利用插针法确定光路，注意有时挡住的是物体本身，有时挡住的是物体的像，目的是确定某一入射光线和对应的出射光线，以利用折射定律求解折射率。正确的实验步骤顺序为a、f、c、d、e、b、g、h。(2)光路图如图所示。(3)由几何关系及图中所给的数据，可得玻璃的折射率n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)。答案：(1)a、f、c、d、e、b、g、h(2)光路见解析图(3)eq\r(2)12．(12分)(2019·江苏高考)(1)将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的________(选填“折射”“干涉”或“衍射”)。当缝的宽度________(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时，这种现象十分明显。(2)如图所示，某L形透明材料的折射率n＝2。现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为θ。为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求θ的最大值。解析：(1)光能绕过障碍物或小孔的现象叫作衍射；产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波的波长小或相差不多。(2)光线不射入空气中，则在AB面发生全反射，有sinC＝eq\f(1,n)，且C＋θ＝90°，得θ＝60°。答案：(1)衍射接近(2)60°13．(15分)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OCR。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射。设光线在半球面的入射角为i，折射角为r。由折射定律有sini＝nsinr①由正弦定理有eq\f(sinr,2R)＝eq\f(sini－r,R)②由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有sini＝eq\f(L,R)③式中L是入射光线与OC的距离。由②③式和题给数据得sinr＝eq\f(6,\r(205))④由①③④式和题给数据得n＝eq\r(2.05)≈1.43。答案：14．(18分)湿地公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，截面图如图所示，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h＝8m。在距观景台右侧面x＝8m处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，现该点光源从距水面高6m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，若AB＝6m。求：(1)水的折射率n；(2)光能照亮的最远距离AC(计算结果可以保留根号)。解析：(1)点光源S在距水面高6m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，则：由于n＝eq\f(sini,sinr)，所以，水的折射率n＝eq\f(\f(x,\r(62＋x2)),\f(AB,\r(AB2＋h2)))＝eq\f(4,3)。(2)