2024-2025学年新教材高中物理阶段强化训练三光课时评价含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE6-阶段强化训练(三)光(40分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每题7分，共63分)1.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则()A．na＞nbB．na＜nbC．va＞vbD．va＝vb【解析】选A。由题图可知，a的折射角小于b的折射角，依据几何关系和折射定律有n＝eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(c,v)，故A正确，B、C、D错误。2．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，假如光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是()A．从水晶射入玻璃 B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中 D．从水射入水晶【解析】选C。光从水晶射入玻璃，是从光疏介质射入光密介质，不行能发生全反射，故选项A错误；光从水射入二硫化碳，是从光疏介质射入光密介质，不行能发生全反射，故选项B错误；光从玻璃射入水中，是光从光密介质射入光疏介质，有可能发生全反射，故选项C正确；光从水射入水晶，是从光疏介质射入光密介质，不行能发生全反射，故选项D错误。3．关于杨氏双缝干涉试验，下列说法正确的是()A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B．双缝的作用是获得两个振动状况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D．照耀到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽【解析】选B。单缝的作用是获得一束细光，故A错误；双缝的作用是将一束光分成两束完全相同的光，B正确；屏上出现暗条纹处距两狭缝的路程差等于半个波长的奇数倍，故C错误；单色光的频率越高，波长越短，依据Δx＝eq\f(l,d)λ，相邻条纹的间距越小，条纹越窄，故D错误。4．用单色光分别通过小圆盘与小圆孔做衍射试验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用前者做试验时中心是暗的，用后者做试验时中心是亮的B．用前者做试验时中心是亮的，用后者做试验时中心是暗的C．中心均为亮点的同心圆形条纹D．中心均为暗点的同心圆形条纹【解析】选C。前者为障碍物小圆盘的衍射，障碍物后的阴影中心是一个亮斑，这就是闻名的泊松亮斑，是光绕过盘的边缘后在中心叠加后形成的，在亮斑的四周有一个大的影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环。圆孔衍射形成的图样是明暗相间的同心圆环，中心是光明的。5．对于光的偏振，下列说法错误的是()A．自然光通过偏振片后成为偏振光B．偏振光不能再通过偏振片C．假如偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能通过偏振片D．偏振现象表明光是横波【解析】选B。自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振片的透振方向，故自然光通过偏振片后变为偏振光，A选项正确；只要偏振光的振动方向与偏振片的透振方向不垂直就能通过偏振片，当两者方向平行时，透射光强度最大，B选项错误；当两者方向垂直时，偏振光将不能通过偏振片，故C选项正确；偏振现象表明光是横波，D选项正确。6．如图所示，一小孩在河水澄澈的河面上沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知这条河的深度为eq\r(7)m，不考虑水面波动对视线的影响。t＝0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t＝6s时他恰好看不到小石块了，下列说法正确的是()A.6s后，小孩会再次看到河底的石块B．河水的折射率n＝eq\f(5,3)C．河水的折射率n＝eq\f(4,3)D．t＝0时小孩看到的石块深度为eq\f(4\r(7),3)m【解析】选C。t＝6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以小孩不会看到河底的石块，故A错误；如图，6s内小孩通过的位移为s＝vt＝0.5×6m＝3m，依据全反射临界角公式得sinC＝eq\f(1,n)，sinC＝eq\f(s,\r(s2＋h2))＝eq\f(3,\r(32＋7))＝eq\f(3,4)，则n＝eq\f(4,3)，选项B错误，C正确；t＝0时小孩看到的石块深度为h视＝eq\f(h,n)＝eq\f(3\r(7),4)m，故D错误。7.在用双缝干涉试验测量光的波长时，选用波长为6.0×10－7m的橙光，光屏上P点恰好出现亮纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做试验，P点是暗纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014A．8.0×10－7m B．4.8×10－C．4.0×10－7m D．3.4×10－【解析】选B。光源放射波长为6.0×10－7m的橙光时，光屏上的P点恰是距中心条纹的其次亮纹，当路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有光程差Δd＝2×6.0×10－7m＝12×10－7m。现改用其他颜色的可见光做试验，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么eq\f(λ,2)·n＝Δd＝12×10－7m，(n＝1，3，5……)。当n＝1时，则λ1＝24×10－7m，由ν＝eq\f(c,λ)可知，ν1＝1.25×1014Hz；当n＝3时，则λ2＝8×10－7m，由ν＝eq\f(c,λ)可知，ν2＝3.75×1014Hz；当n＝5时，则λ3＝4.8×10－7m，由ν＝eq\f(c,λ)可知，ν3＝6.25×1014Hz；当n＝7时，则λ4＝3.42×10－7m，依据ν＝eq\f(c,λ)可知，ν4＝8.77×1014Hz，故B正确，A、C、D错误。8．对光的衍射的定性分析，下列说法错误的是()A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象B．光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明白光具有波动性【解析】选C。只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象，选项A正确；光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等，中间宽，两侧窄，选项B正确；光的直线传播是近似规律，光的衍射现象并没有否定光的直线传播的结论，故C错误；光的衍射现象说明白光具有波动性，选项D正确。9.如图所示，用插针法测定玻璃折射率的试验中，以下说法中正确的是()A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高精确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高精确度C．入射角θ1适当小些可以提高精确度D．P1、P2的间距，入射角的大小均与试验的精确度无关【解析】选A。借助针的位置来确定试验中的入射光线和折射光线，针间的距离太小，简单出现偏差，故选项A正确，选项B错误；入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，可提高精确度，故选项C错误；针间的距离、入射角的大小对试验精确度有影响，故选项D错误。二、计算题(本题共2小题，共37分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)10.(17分)如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c。求：(1)该棱镜材料的折射率；(2)光在棱镜中的传播速度。【解析】(1)作出完整的光路如图依据几何关系可知：φ＝∠B＝30°，所以α＝60°因为α＝θ＝60°，所以β＝γ又：β＋γ＝∠A＝60°解得：β＝γ＝30°依据折射定律有：n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\f(sinθ,sinγ)解得：n＝eq\r(3)(2)光在棱镜中的传播速度：v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c答案：(1)eq\r(3)(2)eq\f(\r(3),3)c11.(20分)(2024·全国Ⅱ卷)直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。(1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由；(2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。【解析】(1)如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为θ，由几何关系，有θ＝90°－(30°－r)>60°①依据题给数据得sinθ>sin60°>eq\f(1,n)②即θ大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射。(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射