高中物理 第十三章 光章末测试 新人教版选修3-4

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)1．下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有 ()．A．它同双缝干涉的图样完全相同B．亮条纹的宽度不同，但亮度相同C．亮条纹的宽度相同，但亮度不同D．亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中央亮纹最宽最亮解析由干涉条纹和衍射条纹的特征可知D选项正确．答案D2．如图1是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是()．图1A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大解析由双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，减小双缝间的距离d，干涉条纹间的距离Δx增大，A错误；增大双缝到屏的距离L，干涉条纹间的距离增大，B正确；将绿光换为红光，入射光的波长增大，干涉条纹间的距离应增大，C错误；将绿光换为紫光，入射光的波长变短，干涉条纹间的距离应减小，D错误．答案B3.图1如图2所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则 ()．图1A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振片，则P点无光亮，将B转过90°时，偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P处就可看到光亮，D项正确．答案BD4．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解析电磁波是横波，A项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B项错；相干光的条件是频率相同，C项错，D项正确．答案D5．下列有关光现象的说法正确的是()．A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析在双缝干涉实验中，条纹间距d与入射光波长成正比，所以入射光由紫光改为红光时波长变长，条纹间距d变大，A项正确．全反射中的临界角为C，由sinC＝eq\f(1,n)可知，折射率越大，临界角越小，即紫光的临界角小于红光的临界角，所以紫光能发生全反射时，红光不一定能发生全反射，则B错误．光从空气射入水中为从光疏介质射入到光密介质，不会发生全反射，所以C错误．在镜头前加装备偏振片是为减弱玻璃反射的光对拍摄的负面影响，所以D错误．答案A6．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是()．解析红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C正确．答案C7.图3如图3所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均由空气射入玻璃砖到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是 ()．图3A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那么一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大，所以选项A正确．假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射．所以选项C正确，选项B错误．假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大，所以选项D正确．答案ACD8．在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，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．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大②a光的传播速度最小③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是 ()．A．①②B．①③C．②④D．③④解析b像最深说明折射率最小，频率最小，波长最大，发生全反射的临界角最大．c照亮水面的面积比a大，说明a折射率比c大，发生全反射的临界角比c小，总之，频率最大的是a，①错误；传播速度v＝eq\f(c,n)，故传播速度最小的是a，②正确；折射率最大的是a，a光波长最短，b光波长最长，③错误，④正确．故选项C正确．答案C9．一个等腰直角三棱镜的截面如图4所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路)．如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线()．图4A．仍从Q点射出，出射光线平行于ABB．仍从Q点射出，出射光线不平行于ABC．可能从Q′点射出，出射光线平行于ABD．可能从Q″点射出，出射光线平行于AB解析将蓝光换成绿光，其折射率变小，在AC面的折射角变大，光路如图所示，可能从Q″点射出且平行于AB，故D正确．答案D10.(·广东中山市3月统考)如图5所示，红色细光束a射到折射率为eq\r(2)的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为()．图5A．30° B．45° C．60° D．75°解析由折射定律有eq\r(2)＝eq\f(sin45°,sinθ)，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，A正确．答案A二、非选择题(本题共4小题，共40分)11．(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图6所示．①玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．图6解析对于玻璃砖的测定要明确原理，明确图中哪个角是入射角，哪个角是折射角，因此n＝eq\f(cosθ1,cosθ2)；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大的玻璃砖侧移量大，出射光线越容易找准，误差小．答案eq\f(cosθ1,cosθ2)大12．(10分)在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图6所示，双缝间的距离d＝3.0mm图6(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片，实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.7000m相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm如图7甲所示，观察第5条亮纹的位置如图7乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图6解析由于测红光的波长，因此用红色滤光片，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知要想测λ必须测定l和Δx.由测量头的数据可知a1＝0，a2＝0.640mm所以Δx＝eq\f(a2－a1,n－1)＝eq\f(0.640,4)mm＝1.60×10－4m，λ＝eq\f(dΔx,l)＝eq\f(3×10－3×1.60×10－4,0.7000)m＝6.86×10－7m答案(1)红lΔx(2)6.86×10－713．(10分)图9为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时，光线刚好不能从BD面射出，如图9所示，求该材料的折射率．图9解析如右图所示，根据折射定律n＝eq\f(sin60°,sinr) ①由题意可知sinC＝eq\f(1,n) ②而C＝90°－r ③联立①②和③得n＝eq\f(\r(7),2).答案eq\f(\r(7),2)14.图10(14分)如图10所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖某一截面的圆心为O点．有两条光线垂直于水平柱面射入玻璃砖中，其中一条光线通过圆心O，另一条光线通过A点，且OA＝eq\f(R,2).这两条光线射出玻璃砖后相交于一点，该点到O点的