章末检测5：章末验收卷（四）

章末验收卷(四)(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1.(2020·河南郑州高二学业考试)如图所示，让太阳光或白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这个实验能够说明()A.光是电磁波 B.光是一种横波C.光是一种纵波 D.光不沿直线传播答案B解析纵波振子是沿传播方向振动的，所以它可以通过那个纸板上的眼，也就不能偏振了。而横波振子是沿与传播方向垂直的方向振动的，而且振子的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的振子无法振动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象；这个实验能够说明光是一种横波。2.(2020·北京市二中高二期末)下列几个光现象中，属于衍射现象的是()A.水中的气泡看起来特别明亮B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹D.通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹答案D解析水中的气泡看起来特别明亮属于光的全反射，故A不符合题意；白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带属于光的色散，故B不符合题意；在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹属于薄膜干涉，故C不符合题意；通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹属于单缝衍射，故D符合题意。3.(2020·辽宁沈阳铁路实验中学高二月考)下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是()答案C解析图中牛顿环、增透膜和检查平面的平整度都是光的干涉现象；而泊松亮斑是光的衍射现象，则此现象与其它三种涉及到的光学原理不同。4.(2021·1月江苏新高考适应性考试，2)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A.① B.② C.③ D.④答案C解析当光从空气(真空)射入玻璃时，折射角小于入射角，由图可知可排除①②；当光从玻璃射入空气(真空)时，折射角大于入射角，且折射光线与入射光线分居法线的两侧，由图可知可排除④，应选③。5.(2021·1月辽宁普高校招生适应性测试，2)如图所示。一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的波长分别为λ1、λ2，频率分别为f1、f2，则()A.λ1＜λ2 B.λ1＞λ2C.f1＜f2 D.f1＞f2答案B解析光从一种介质进入另外一种介质时频率不变，故选项C、D错误；光从介质1进入介质2，折射光线靠近法线，可知介质2为光密介质，光进入介质2传播速度变小，波长变短，选项B正确，A错误。6.用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示。现使a光从水中斜射向水面上的O点，其入射角为i、折射角为r，如图丙所示。对于这两种单色光，下列说法正确的是()A.在真空中a光的波长较短B.水对a光的折射率n＝eq\f(sini,sinr)C.在水中a光的传播速度较大D.a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较小答案C解析甲光衍射明显，说明a光的波长比b光的波长长，即λa>λb，A错误；水对a光的折射率n＝eq\f(sinr,sini)，B错误；a光的波长比b的波长大，根据c＝λf可知a光的频率小，折射率小，根据v＝eq\f(c,n)可知在水中a光的传播速度较大，C正确；根据全反射定律sinC＝eq\f(1,n)可知a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较大，D错误。7.(2020·赣榆智贤中学高二月考)如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则()A.玻璃砖对a光的折射率为1.5B.玻璃砖对a光的折射率为eq\f(\r(2),2)C.b光在玻璃中的传播速度比a光大D.b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小答案D解析由折射定律可知，玻璃砖对a光的折射率为n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，故A、B错误；由题图可知玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，根据v＝eq\f(c,n)，可知在玻璃中b光的传播速度比a光小，故C错误；玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，根据sinC＝eq\f(1,n)，可知b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光的小，故D正确。二、多项选择题(共4个小题，每小题5分，共20分)8.纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除.在上述技术中，人们主要利用了激光的()A.单色性 B.单向性C.亮度高 D.粒子性答案BC解析激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”，所以A、D错误，B、C正确。9.(2020·湖北武汉月考)自然光以布儒斯特角入射，在介质界面上反射和折射，此时反射光与折射光垂直，且反射光是线偏振光。这个规律称为布儒斯特定律。如图所示，光从空气射入折射率n＝eq\r(2)的介质，入射角为i，光在真空中的传播速度c＝3×108m/s，下列说法正确的是()A.入射角i>45°时，会发生全反射现象B.无论入射角多大，折射角都不会超过45°C.布儒斯特角满足关系tani＝eq\r(2)D.光在介质中的传播速度v＝1.5×108m/s答案BC解析光从空气中射入介质中不可能会发生全反射现象，选项A错误；当入射角i＝90°时的折射角sinr＝eq\f(sin90°,n)＝eq\f(1,\r(2))，解得r＝45°，即无论入射角多大，折射角都不会超过45°，选项B正确；当反射光与折射光垂直时，则n＝eq\f(sini,sin（90°－i）)＝tani＝eq\r(2)，即布儒斯特角满足关系tani＝eq\r(2)，选项C正确；光在介质中的传播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,\r(2))m/s＝1.5eq\r(2)×108m/s，选项D错误。10.水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是()A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B.在真空中，a光的波长大于b光的波长C.水对a光的折射率大于对b光的折射率D.水下b光不能射到图中Ⅱ区域答案AB解析根据题述，b光发生全反射的临界角较小，由sinC＝eq\f(1,n)，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光折射角小，选项A正确，C错误；由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，选项B正确；水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，选项D错误。11.(2020·江苏宝应高二期中)某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图示入射光线与折射光线(CD边出射光线未画出)，若入射角i＝60°，测出折射角r＝30°，光在真空中的光速为c，则()A.玻璃砖的折射率n＝eq\r(3)B.光在玻璃中传播的时间为eq\f(2\r(3),3c)LC.光在玻璃中传播的时间为eq\f(2L,c)D.操作时误将玻璃砖向上平移一小段，则测得的折射率将偏小答案AC解析玻璃砖的折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，A正确；光在玻璃中传播的速度为v＝eq\f(c,n)，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为s＝eq\f(L,cosr)，则光在玻璃中传播的时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(nL,ccosr)＝eq\f(\r(3)L,ccos30°)＝eq\f(2L,c)，B错误，C正确；如图所示，实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)得知，测得的折射率将不变，D错误。三、实验题(共2小题，每小题10分，共20分)12.(2020·北京人大附中高二期末)利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d＝0.4mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。(1)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA＝11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm；②该单色光的波长λ＝________nm；(2)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值。(填“大于”“小于”或“等于”)答案(1)①15.60.75②600(2)大于13.(2020·浙江效实中学高二期中)如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1的像和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)画出对应的光路；(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，需要测量的量是________和________，在图上标出它们；(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n＝________。(4)若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置底边仍重合)，则以AB作为分界面，三棱镜材料折射率的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)见解析图(2)入射角θ1折射角θ2(3)eq\f(sinθ1,sinθ2)(4)大于解析(1)画出光路图如图所示(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，根据折射定律可知，需要测量的量是入射角θ1、折射角θ2。(3)棱镜玻璃材料折射率的计算公式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(4)在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，以AB作为分界面，入射角θ1与三棱镜平移后实际的入射角相等，但折射角θ2变小，则由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，可知折射率n偏大，即三棱镜材料折射率的测量值大于三棱镜玻璃材料折射率的真实值。四、计算题(共3个小题，共32分)14.（8分）(2020·古浪县二中高二期中)如图所示，某透明液体深1m，一束与水平面成30°角的光线照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°。试求：(1)该液体的折射率；(2)进入液面的光线经多长时间可以照到底面。答案(1)eq\f(\r(6),2)(2)eq\f(\r(3),3)×10－8s解析(1)根据几何关系可知，入射角i＝90°－30°＝60°折射角r＝90°－45°＝45°根据折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sin60°,sin45°)＝eq\f(\r(6),2)。(2)光在液体中传播的路程s＝eq\f(h,cosr)＝eq\r(2)m光在液体中传播的速度v＝eq\f(c,n)＝eq\r(6)×108m/s则光在液体中传播的时间t＝eq\f(s,v)＝eq\f(\r(3),3)×10－8s。15.（12分）如图所示，一只小船停在平静的水面上，小船正前方的水面上有O、B两点，O、B两点离船最前端A点的水平距离分别为x1＝5.4m和x2＝2.4m，B点处有一浮标，船最前端A点站着一名观察员，观察员的眼睛E距水面的高度为h1＝1.8m，一潜水员从O点下潜—定的深度达到M点时，观察员看到潜水员头顶的小灯泡刚好被浮标挡住，潜水员继续下潜h＝3.0m达到N点时，水面上能观察到的被小灯泡照亮的范围恰好达到船尾D点。已知水的折射率n＝eq\f(4,3)。求：(1)潜水员开始下潜的深度h2；(2)小船的长度L(最后结果可以保留根式)。答案(1)4m(2)(3eq\r(7)－5.4)m解析由题意作出光路图如图所示。(1)设过E点光线，恰好被浮标挡住时，则sini＝eq\f(x2,\r(xeq\o\al(2,2)＋heq\o\al(2,1)))＝eq\f(4,5)sinr＝eq\f(x1－x2,\r(（x1－x2）2＋heq\o\al(2,2)))＝eq\f(3,\r(9＋heq\o\al(2,2)))水的折射率为n＝eq\f(sini,sinr)联立解得h2＝4m。(2)潜水员与D点连线与竖直方向的夹角刚好为临界角C，则sinC＝eq\f(1,n)又tanC＝eq\f(x1＋L,h2＋h)，联立解得L＝(3eq\r(7)－5.4)m。16.（12分）(2020·江苏海安中学高二期中)一足够长且宽为