人教版高中物理选修3-4第13章单元测试题带答案
人教版物理选修3-4《第13章-光》单元综合试题及答案【4】
(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．利用激光很容易实现光的干涉现象，这是因为( )A ．激光的亮度高B ．激光的方向性好C ．激光的频率、偏振方向几乎相同D ．激光的能量集中解析：选C.为了更好地出现干涉现象，应尽可能用频率、偏振方向相同的光作为相干光．2．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C ．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析：选D.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉的原理，故选项A 错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散，故选项B 错；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射，故选项C 错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D 对． 3.图13－5(2019年皖南八校联考)a 、b 两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图13－5所示，则下列说法正确的是( )A ．逐渐增大入射角α的过程中，a 光先发生全反射B ．通过同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹间距比b 光的宽C ．在该介质中b 光的传播速度大于a 光的传播速度D ．在该介质中a 光的波长小于b 光的波长答案：B 4.图13－6(2019年宁波高二检测)如图13－6所示， OO′是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于O O′轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO′下方的P 点，由此可以得出的结论是( )A ．在玻璃中，A 光比B 光的速度小B ．玻璃对A 光的折射率比对B 光的折射率小C ．在空气中，A 光的波长比B 光的波长长D ．A 光的频率比B 光的频率大解析：选AD.由图可知，A 光的偏折程度更大，折射率较大，频率较大，故B 错、D 正确．由n ＝c v可知在玻璃中的光速A 较小，故A 正确．再由c ＝λf 可知，频率越大，波长越小，故A 光的波长较短，故C 错．5．(2019年高考安徽理综卷)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋B λ2＋C λ4，其中A 、B 、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图13－7所示．则( )A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光解析：选D.由公式可知，光的波长越长，折射率越小．而在太阳光的可见光范围内，从红光到紫光的波长越来越短，即折射率越来越大，所以a处是红光，d处是紫光，则A、B、C错误，D正确．6.图13－8(2019年苏州高二检测)如图13－8所示，某棱镜顶角A＝60°，一束白光以较大的入射角，从棱镜的一个侧面入射，通过后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的七色光谱．已知各光在该介质中临界角都不超过42°，当入射角逐渐变小的过程中，屏上光谱的变化情况是( )A．变窄，保持七色B．变宽，逐渐呈白色C．下移，逐渐消失D．上移，逐渐消失解析：选C.如题图所示，入射角i减小，r也减小．光在AC面上的入射点下移，出射光线也将下移，且介质中的入射角θ随之增大．当增大到紫光的临界角时，紫光发生全反射，屏上的紫光消失，随着i进一步减小，θ进一步增大，靛、蓝、绿、黄、橙、红光依次在屏上消失，故C正确．7．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象( )A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：选A.起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强达到最大．当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．8．如图13－9所示是研究光的双缝干涉的示意图．不透光的挡板上有两条平行狭缝S1、S2，用单色红光照射双缝，由S1、S2发出的红光到达屏上时会产生干涉条纹，则以下说法正确的是( )图13－9A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大D．若只把用红光照射改用绿光照射，条纹间距将增大答案：A9.图13－10(2019年长沙模拟)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13－10所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，则( )A ．出现最亮时，B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强B ．出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ4D ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ2解析：选D.出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相加强，设温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加h ，由题知2h ＝λ，故h ＝λ/2.图13－1110．如图13－11所示，只含黄光和紫光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两束光OA 和OB ，沿如图所示方向射出，则( )A ．OA 为黄光，OB 为紫光B ．OA 为紫光，OB 为黄光C ．OA 为黄光，OB 为复色光D ．OA 为复色光，OB 为紫光解析：选C.黄光比紫光频率小，在玻璃中折射率小，发生全反射的临界角大，由图可知，OB 为反射光线，OA 是折射角为90°的折射光线，即入射角恰好为黄光的临界角，紫光已经发生全反射，在OA 中只有黄光，在OB 中既有黄光又有紫光，为复色光．二、实验题(本题共2小题，每小题5分，共10分．把答案填在题中横线上)11．(2019年高考天津理综卷)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图13－12中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝____________.图13－12解析：当恰好看不见P 1、P 2的像时，刚好发生全反射现象，此时玻璃砖直径转过的角度θ为临界角，折射率n ＝1sin θ. 答案：玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ12．在“用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13－13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乙所示．已知双缝间距d ＝1.5 mm ，双缝到屏的距离L ＝1.00 m ，则被测光波的波长为________．图13－13解析：图甲读数为1.130 mm图乙读数为1.760 mm.亮条纹间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.21 mm. 由公式Δx ＝L dλ得：λ＝d Δx L ＝1.5×10－3×0.21×10－31.00m ＝3.15×10－7 m.答案：3.15×10－7 m三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)一圆柱形容器，底面半径与高之比为2∶3，眼睛沿DA 方向看去恰能看到底部边缘P 点，将容器注满某种液体，眼睛仍保持DA 方向看去，恰能看到底部圆心Q 点，如图13－14所示．图13－14(1)求此液体的折射率；(2)从液面上方垂直向下观察，容器底部看起来的深度为实际深度的多少倍？答案：(1)2135(约1.44) (2)容器底部看起来的深度约为实际深度的0.69倍14.图13－15(10分)如图13－15所示，ABC 是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC 面时，光在AB 面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c ，求液体的折射率及光在该液体中传播速度多大？解析：设液体的折射率为n ，光在里面传播的速度为v ，发生全发射的临界角为C ，则由题意知：C ＝60°所以n ＝1sinC ＝1sin60°＝233 又因为n ＝c v ，所以v ＝c n ＝32c. 答案：233 32c 15.图13－16(10分)如图13－16所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6m ，今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，求P 点是亮条纹还是暗条纹．(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°.解析：已知P 点与S 1和S 2的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹．(1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2得，λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m.根据光程差：δ＝2.1×10－6m ＝312λ1， 知A 光在P 点是暗条纹．(2)设B 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2，得，λ1＝n λ2，又临界角C ＝37°所以n ＝1sinC 所以λ1＝λ2sinC ＝3.15×10－7sin37°m ＝5.25×10－7 m. 根据光程差：δ＝2.1×10－6 m ＝4λ1知，B 光在P 点是亮条纹．答案：见解析16．(12分)如图13－17所示，MN 是一条通过透明球体球心的直线，一条平行于MN 的光线a 射向此球体，若出射光线c 与MN 的交点P 和球心O 的距离是球半径的2倍，与MN 所成的角α＝30°，求透明球体的折射率．图13－17解析：作光路图如图所示，设球的半径为R ，在△OPB 中，OB sin α＝OP sin ∠OBP ，则R sin30°＝2R sin ∠OBP，∠OBP ＝135°，则∠FBP ＝45°，由几何条件知∠BOP ＝15°且有∠OAB ＝∠OBA ，又aA ∥MO ，所以∠AOM ＝∠aAE.由光路可逆知∠aAE ＝45°，由几何关系知∠OAB ＝30°，则折射率n ＝sin ∠aAE sin ∠OAB ＝sin45°sin30°＝ 2. 答案： 2。
人教版高中物理选修3-4《第13章光》单元综合试题及答案2.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．检查视力时人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用一个平面镜，视力表到镜子的距离为3m，如图所示，那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为( )A．5m,2m B．6m,2mC．4.5m,1.5m D．4m,1m答案：A2．表面附有油膜的透明玻璃片，当有白光照射时，可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样，则这两者( )A．都是色散现象B．都是干涉现象C．前者是干涉，后者是色散D．前者是色散，后者是干涉答案：C解析：光线照射到透明玻璃片的表面时，光线在油膜的前后表面分别反射，形成薄膜干涉，可在照射面前边看到彩色的条纹；同时，部分光线进入玻璃在玻璃中反射，有部分光线从边缘出来，玻璃片的边缘相当于棱镜，发生色散，可从玻璃片的旁边看到彩色图样，选项C正确．3．下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫答案：B4．下面是四种与光有关的事实，其中与光的全反射有关的是( ) ①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带 ④水面上的油膜呈现彩色 A ．①B ．②④C ．③④D ．②③答案：A解析：光导纤维利用光的全反射来传播信号，白光通过三棱镜是光的色散，平面平整度的检查和水面上的彩色油膜是光的干涉现象，则选项A 正确．5．高层建筑物外墙大量使用的幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的景物，其原因是( )A ．在玻璃的外表面涂有增透膜B ．在玻璃的外表面涂有高反膜(对光的反射率远大于透射的物质)C ．在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物质D ．在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜 答案：B6．a 、b 两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b 的折射线更靠近法线，由此可判定( )A ．a 比b 更容易发生衍射现象B ．当光从介质射向空气中，a 、b 要发生全反射的临界角分别为C a 、C b ，则C a <C b C ．在介质中b 的速度较大D ．单色光b 的频率较低 答案：A解析：如图，由sin θ1sin θ2＝n 可知b 的折射率大于a 的折射率．所以b 的频率较大，a 的频率较小，D 错误．由频率大小进一步可知，a 频率较小更容易发生衍射现象，A 正确．由n ＝c v可知介质中v a >b b ，C 项错误．由sin C ＝1n可知C a >C b ，B 错误．7．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为( )A. 2B ．1.5 C. 3D ．2答案：C解析：其光路图如下图所示，由几何关系知r ＝30°，折射率n ＝sin60°sin30°＝3，故C 正确．8．根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是( )A ．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B ．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C ．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D ．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 答案：BD解析：人看鱼的光路如图甲所示，因入射角i 小于折射角r ，则人将看到鱼的虚像，且位置比实际情况变浅了些，B 正确；鱼看到人的光路如图乙所示，因入射角i 大于折射角r ，则鱼将看到人的虚像，且比实际位置要高，D 正确．9．如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ，ON 边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n ＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线( )答案：B10．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点．已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 答案：AC解析：由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n ＝sin θ1sin θ2＝3212＝3，A 选项正确；在BC 界面上，入射角为30°，临界角的正弦值为sin C ＝1n ＝33>sin30°，即C >30°，所以在F点，不会发生全反射，B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率f 不变，波速v 减小，所以λ＝vf减小，C 选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D 选项错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题5分，共15分．把答案直接填在横线上) 11．“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示．(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点 a ．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 b ．干涉条纹与双缝垂直c ．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关d ．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是__________．(2)当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来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)ad (2)0.702(0.701－0.703均算对) (3)大于12．如图所示，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(1)出射光线与入射光线__________．(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，与入射线PO 交于M 点，与折射线的延长线OQ 交于F 点，过M 、F 点分别向法线作垂线，量得MN ＝1.68cm ，FE ＝1.12cm ，则该玻璃砖的折射率n ＝__________.答案：(1)不再平行 (2)1.513．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为γ＝8.1×1014Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是__________________________． (2)这种“增反膜”的厚度是______________． (3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( ) A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”答案：(1)两反射光叠加后加强 (2)1.23×10－7m (3)A 、D解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝N λ′(N ＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c /γ＝3.7×10－7m.在膜中的波长是λ′＝λ/n ＝2.47×10－7m ，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉为彩色条纹，单色光的干涉则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．三、论述·计算题(共5小题，共45分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(8分)空中有一只小鸟，距水面3m ，其正下方距水面4m 深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3.(1)鸟从空中看到水中的鱼离它的距离是多少？ (2)鱼在水中看空中的鸟离它的距离是多少？ 答案：(1)6m (2)8m解析：(1)首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的i 和r 均很小，故有tan i ＝sin i ，tan r ＝sin r .由图可得：h 1tan r ＝h ′tan i ，h ′＝h 1tan r /tan i ＝h 1sin r /sin i ＝h 1n ＝4×34m ＝3m则鸟看水中的鱼离它：H 1＝(3＋3)m ＝6m (2)同理可得鱼看鸟时：h ″＝nh 2＝3×43m ＝4m则H 2＝(4＋4)m ＝8m15．(8分)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．答案：1×10－7m解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得：n ＝c v ＝λ0fλf ，得λ＝λ0n ，那么增透膜厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7m. 16．(9分)(2009·高考江苏物理，12)下图是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l ＝10cm.若已知水的折射率n ＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)答案：2.1m解析：设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员的实际长为L ，由折射定律n sin α＝sin90°由几何关系sin α＝R R 2＋h2，R r ＝Ll得h ＝n 2－1·L lr取L ＝2.2m ，解得h ＝2.1(m)(1.6～2.6m 都算对)17．(10分)为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d ＝34.64cm ，孔的宽度L ＝20cm ，孔内嵌入折射率n ＝3的玻璃砖如图所示，试问：(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？ (2)要想使外界180°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？ 答案：(1)120° (2)2解析：当人眼处于底端左边呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，又d ＝34.64cm ，L ＝20cm ，则tan β＝2034.64＝13，所以β＝30°(1)折射定律sin αsin β＝3，所以α＝60°(2)要使视野的张角为180°，即α′＝90°，由折射定律得sin90°sin β＝n ，所以n ＝218．(10分)单色细光束射到折射率n ＝2的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i ＝45°，研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如下图所示(图上已画出入射光和出射光)．(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向． (2)求入射光与出射光之间的夹角α(3)如果入射光是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？答案：(1)参看解析；(2)30°；(3)红光的α最大，紫光的α最小解析：(1)光线从入射到出射的光路如下图所示．入射光线AB 经玻璃折射后，折射光线为BC ，又经球内壁反射后，反射光线为CD ，再经折射后，折射出的光线为DE .OB 、OD 为球的半球，即为法线．(2)由折射定律sin i sin r ＝n ，得sin r ＝sin i n ＝2/22＝12∴r ＝30°由几何关系及对称性，有α2＝r －(i －r )＝2r －i∴α＝4r －2i ，把r ＝30°，i ＝45°代入得α＝30°(3)由(2)问解答可知，i ＝45°，n 越小，sin r 越大，r 角越大，同时α＝2r －i . ∴红光的α最大，紫光的α最小．。
人教版高中物理选修3-4第十三章 光测试含答案及详细解析
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4第十三章光测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是()A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2.用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，若用红色光、绿色光和紫色光分别照射圆板能够观察到更明显光斑的是( )A．只有红色光B．只有紫色光C．只有红色光和紫色光D．三种色光都能3.如图所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为，则下列说法中正确的是()A．光线A，b都不能发生全反射B．光线A，b都能发生全反射C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射4.人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是( )A．光波是电磁波，而声波是纵波B．光波是横波，而声波是机械波C．光速太大D．声波波长大，光波波长小5.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2。
用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()A． n1<n2，v1<v2B． n1<n2，v1>v2C． n1>n2，v1<v2D． n1>n2，v1>v26.对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中哪些选项是错误的 ()A．为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B．为了提高测理的精确度，入射角应适当大一些C．P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察7.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用8.如图所示，由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后分别沿Oa和Ob射出玻璃砖．下列说法正确的是()A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度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9.德国的一个研究小组制造出了一种对可见光具有负折射率的奇异材料．普通材料遵循光的折射定律，其折射率始终为正值，而这种奇异材料的折射率却为负值．当光从真空射入这种奇异材料，发生折射现象，你认为下图中哪个是正确的()A． B． C． D．10.如图所示，p、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成的一个长方体．某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面．已知材料的折射率n p<n Q，则下列说法正确的是()A．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线在同一条直线上B．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线平行C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示，P是偏振片(用实线表示透振方向)为竖直方向，下列四种光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光12.（多选）下列事例哪些应用了光的全反射现象（）A．光导纤维通讯B．用三棱镜观察太阳光谱C．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°D．用白光照肥皂膜看到彩色条纹13.(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(已知λ红＞λ黄＞λ蓝)()A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离14.(多选)以下现象中是由于光的全反射形成的是()A．将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C．夏天，海面上出现的海市蜃楼D．在炎热的夏天，向远处的柏油马路看去，路面特别明亮光滑，像用水淋过一样三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在“测定玻璃折射率”的实验中(1)操作步骤如下：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住．再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，记下P3、P4的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是___________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sinθ1－sinθ2的图象如图所示，则下列说法正确的是________．A．实验时，光线是由空气射入玻璃B．实验时，光线是由玻璃射入空气C．玻璃的折射率为0.67D．玻璃的折射率为1.5四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝1.5，求：(1)这束入射光线的入射角的正弦值多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？17.为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d＝34.64 cm，孔的宽度L＝20 cm，孔内嵌入折射率n＝的玻璃砖如图10所示，试问：(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？18.如图所示，模截面为直角三角形的玻璃砖ABC，AC边长为L，∠B＝30°.两条同种色光的光线P、Q，从AC边中点射入玻璃砖，其中光线P垂直AC边，光线Q与AC边夹角为45°.发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c.求：(1)玻璃砖的折射率．(2)光线P由进入玻璃砖到第一次从BC边射出经过的时间．答案解析1.【答案】D【解析】若用白光作光源照射双缝，由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，相同的色光发生干涉，在光屏上出现彩色干涉条纹．故A正确．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，相当于白光照射单缝，将出现彩色的衍射条纹，白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色，两边是宽度不等的彩色条纹．故B正确．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，由于黄光和蓝光不能产生干涉，所以屏上有两光，但不是干涉条纹．故C正确，D错误．本题选错误的，故选D.2.【答案】A【解析】在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，说明黄色光恰好发生明显的衍射．根据发生明显衍射的条件，只有波长大于黄色光波长的色光才能发生更明显的衍射，故A正确，B、C、D均错．3.【答案】A【解析】根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，所以光线b可能发生全反射，临界角为：sinC＝＝，C＝45°注意图中光线b与界面的夹角60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故正确选项为A.4.【答案】D【解析】由于声波的波长大，远大于一般障碍物的尺寸，能够发生明显的衍射现象，因此墙另一边的人能听到声音，而光波的波长小，远小于一般障碍物的尺寸，不能发生明显的衍射现象，因此只闻其声，不见其人.D正确.5.【答案】B【解析】由临界角定义sinC＝可知，临界角小，折射率大，因为θ1＞θ2，所以n1＜n2，故选C，D是错误的；由n＝知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，故选项A错误而B正确。
人教版高中物理选修3-4第十三章光单元检测含答案解析
人教版高中物理选修3-4第十三章光单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向右移动了2cm，说明液面（）ABCD2．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像D．以上做法均不完备3．下列关于光的偏振现象的说法正确的是（）A．自然光通过起偏器后成为偏振光，要获得偏振光只有这样一种途径B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光C．光的偏振现象说明了光是纵波D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响4．关于全反射，下列说法中不正确的是（）A．光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射B．光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质可能产生全反射D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射5．从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（）A．a侧是红色光，b侧是紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度6．以下说法正确的是（）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率7．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光 D．自然光和偏振光都能使感光底片感光8．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（）A．9.25×10−8m B．1.85×10−7mC．1.24×10−7m D．6.18×10−8m9．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（）A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方C．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的10．在拍摄日落水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是() A．减弱反射光，从而使景物的像更清晰B．增强反射光，从而使景物的像更清晰C．增强透射光，从而使景物的像更清晰D．减弱透射光，从而使景物的像更清晰11．下列说法中正确的是A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B．光纤通信利用了光的全反射的原理C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D．动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短12．下列说法中正确的是（）A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D．β射线是高速电子流，是原子核外电子电离产生的二、多选题13．下列关于光学现象的说法，正确的是（）A．单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距B．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的C．光纤传导利用光的全反射原理，光纤由芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小D．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，黄光相邻的亮条纹间距大于蓝光的相邻亮条纹间距E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光14．如图所示，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 ，经折射后出a、b两束光线．则（）A．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．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E.若改变光束的入射方向使 角逐渐变大，则折射光线a首先消失15．下列说法中正确的是（）A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D．波长越短的电磁波，反射性能越强E.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球速度为零的最高处开始计时，以减小实验误差16．在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b色光分别从C点、D点射向介质，如图所示.已知A点的入射角为30°，a色光的偏向角为45°(C点出射光线与A点入射光线的夹角)，CD弧所对的圆心角为3°，则下列结论正确的是()A．b色光的偏向角为42°B．介质对a色光的折射率n aC．在介质中，a光的频率小于b光的频率D．b色光从介质射向空气的临界角正弦sin C＝12sin51E.若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距x a< x b17．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（）A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动三、填空题18．波可以分为纵波横波，在纵波中，各质点的振动方向与波的传播方向________；在横波中，各质点的振动方向与波的传播方向________．19．如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．（1）则该玻璃棒的折射率n=________．（2）若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________ (填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．四、解答题20．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱，如图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为4，求sinα的值．321．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．22．高速公路上的标志牌都用”回归反射膜“，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的．如图，透明介质球的球心位于O点，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB间的距离H=√3R．若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射出的光线与入射光线CD平行，试作出光路图，并计算出介质球的折射率．23．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OC之间的距离为0.6R．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．24．有一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束斜射入玻璃砖的一个侧面，如图所示，然后投射到它的另一个侧面。
新人教版高中物理选修3-4第13章 光 单元综合试题及答案1
第十三章 光本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分*考试时间为90分钟*第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分*有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1*(2010·全国卷Ⅰ)某人手持边长为6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度*测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0*4m *在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6*0m ，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像*这棵树的高度约为( )A *5*5mB *5*0mC *4* 5mD *4*0m图1解析：设初态树与镜面距离为L ，成像于像1位置，人向前走6 m 等效于人不动树向后退6 m ，则树成像于像2位置，设树高为h ，由图中几何关系有0.4L ＋0.4＝0.06h (①式)、0.4L ＋0.4＋6＝0.05h(②式)，由①②联立解得h ＝4*5 m ，所以本题只有选项C 正确*答案：C2*如下图所示，一束光线从折射率为1*5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是( )解析：发生全反射的临界角C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23<arcsin 22因α＝45°>C ，故发生全反射，选A *答案：A图23*如图2所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( )①人从右侧向左看，可以看到彩色条纹 ②人从左侧向右看，可以看到彩色条纹 ③彩色条纹水平排列 ④彩色条纹竖直排列 A *①③B *②③C * ①④D *②④解析：因白光照射，各色光形成的明纹宽度不同，相互叠加，形成彩纹，由于薄膜干涉是等厚干涉，因此条纹是水平的*答案：A 4*图3自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示，下面说法中正确的是( )A *汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B *汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C *汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D *汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射答案：D5*下列关于波的说法正确的是( )A *偏振是横波特有的现象B *光导纤维传递信号利用了光的全反射原理C *太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象D *凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象解析：偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，A 对；光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B 对；太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹是光的干涉现象，C 错；D 项中的现象是光的干涉现象，D 对*答案：ABD6*光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示*设此玻璃管长为L ，折射率为n *已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出*设光在真空中的传播速度为c ，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )图4A * n 2L cB *n 2L c2 C*nL cD*nL c 2解析：用C 表示临界角，则有sin C ＝1n，光在介质中的传播速度为v ＝cn*光在沿光缆轴线的方向上做匀速传播*所用时间为t ＝Lv cos ⎝⎛⎭⎫π2－C ＝Lv sin C ＝n 2Lc *故A 正确*答案：A7*一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量*偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了*如图5所示，S 是自然光源，A 、B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A 、B 之间，则下列说法中正确的是( )图5A *到达O 处光的强度会明显减弱B *到达O 处光的强度不会明显减弱C *将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片B 转过的角度等于αD *将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片A 转过的角度等于α解析：本题考查光的偏振的实际应用*由题意知，转动B 使到达O 处的光最强，则偏振片A 、B 的偏振方向相同*若在A 、B 之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O 处的光强度会明显减弱*若适当旋转A 或B ，可以使偏振光通过偏振片A 、糖溶液和偏振片B 后到达O 处的光强度最大，并且偏振片旋转的角度等于糖溶液的旋光度α，故ACD 正确*答案：ACD8*(2009·天津高考)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )A *在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B *以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C *从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D *用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能力*在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v ＝cn可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A 错误；两种光的入射角相同，由sin r ＝sin in可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B 错误；由sin C ＝1n可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，选项C 正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ可知，红光的条纹间距较大，选项D 错误*答案：C图69*(2011·天津模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图6所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化( )A *这里应用的是光的衍射现象B *这里应用的是光的干涉现象C *如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D *如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细解析：本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显*通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的丝的情况，故选AD *答案：AD10*图72005年10月4日，瑞典皇家科学院宣布，将该年度诺贝尔物理学奖授予两名美国科学家和一名德国科学家*美国科学家约翰·霍尔和德国科学家特奥多尔·亨施之所以获奖，是因为对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献*另一名美国科学家罗伊·格劳伯因为“对光学相干的量子理论”的贡献而获奖，目前一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制中，如图7所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器( )A *沿视线对着空间站瞄高一些B *沿视线对着空间站瞄低一些C *沿视线对着空间站直接瞄准D *条件不足，无法判断解析：由于大气层对光的折射，光线在传播中会发生弯曲，由光路的可逆性可知，视线与激光束会发生相同的弯曲，所以C 项正确*答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，每题8分，共16分)图811*(2010·福建高考)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，作出的光路图及测出的相关角度如图8所示*①此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，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量*解析：①由折射率公式可得n ＝sin (90°－θ1)sin (90°－θ2)＝cos θ1cos θ2；②玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中折射光线的误差越小，所以应选用宽度大的玻璃砖来测量*答案：①cos θ1cos θ2(或sin (90°－θ1)sin (90°－θ2)) ②大12*某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图9(a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图9(b)中的黑点代表亮点的中心位置*图9(1)这个现象说明激光具有________________性*(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片上相邻两光点间的距离为b ，则激光的波长λ＝abL*该同学测得L ＝1*0000 m 、缝间距a ＝0*220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图9(b)所示*图9(b)图中第1到第4个光点的距离是____________ mm *实验中激光的波长λ＝________ m *(保留两位有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________*解析：(1)这个现象是光的干涉现象*干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性*(2)由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8*5 mm *由题意知b ＝8.53mm ，a ＝0*220 mm ，L ＝1*0000 m ，所以波长λ＝ab L＝6*2×10－7m *(3)蓝光波长小于红光波长，由λ＝ab L知： 相邻两光点间距离变小*答案：(1)波动 (2)8*5 6*2×10－7(3)变小*三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1013*如图10所示，有一圆筒形容器，高H ＝20 cm ，筒底直径为d ＝15 cm ，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h ＝11*25 cm *如果将筒内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部*求水的折射率*解析：设入射角r ，折射角i ，则sin i ＝d d 2＋h 2，sin r ＝dd 2＋H 2，n ＝sin i sin r ＝d 2＋H2d 2＋h 2＝152＋202152＋11.252＝1*33*答案：1*33图1114*半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面如图11所示，圆心为O *两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A 为圆柱的顶点，光线2的入射点为B ，∠AOB ＝60°*已知该玻璃对红光的折射率n ＝3*(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离d *(2)若入射的是单色蓝光，则距离d 将比上面求得的结果大还是小？ 解析：图12(1)光路如图12所示，可知i ＝60° 由折射率n ＝sin i sin r，可得r ＝30°由几何关系及折射定律公式n ＝sin r ′sin i ′得：i ′＝30°，r ′＝60°，∵OC sin30°＝Rsin120°所以OC ＝R 2cos30°＝3R3在△OCD 中可得d ＝OD ＝OC tan30°＝R3(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n 大，所以向O 点偏折更明显，d 将减小*答案：(1)R3 (2)小15*(2011·南京模拟)如图13图13所示，玻璃棱镜ABCD 可以看成是由ADE 、ABE 、BCD 三个直角三棱镜组成*一束频率为5*3×1014Hz 的单色细光束从AD 面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab 所示，ab 与AD 面的夹角α＝60°*已知光在真空中的速度c ＝3×108m/s ，玻璃的折射率n ＝1*5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？ (2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD 面射出时的折射角*(结果可用三角函数表示)解析：(1)设光在AD 面的入射角、折射角分别为i 、r ，r ＝30°，图14根据n ＝sin i sin r得sin i ＝n sin r ＝1*5×sin30°＝0*75，i ＝arcsin0*75*(2)根据n ＝cv ，得v ＝c n ＝3×1081.5m/s ＝2×108 m/s根据v ＝λf ，得λ＝v f ＝2×1085.3×1014 m ＝3*77×10－7m *(3)光路如图14所示ab 光线在AB 面的入射角为45° 设玻璃的临界角为C ，则sin C ＝1n ＝11.5＝0*67sin45°>0*67，因此光线ab 在AB 面会发生全反射光线在CD 面的入射角r ′＝r ＝30°根据n ＝sin isin r，光线在CD 面的出射光线与法线的夹角i ′＝i ＝arcsin 0*75*答案：(1)arcsin0*75 (2)3*77×10－7m (3)arcsin0*7516*(2011·苏北五市模拟)某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和地导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样)，它双向传输信号，能达到有线制导作用*光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图15所示，其中纤芯材料的折射率n 1＝2，包层折射率n 2＝3，光纤长度为33×103m *(已知当光从折射率为n 1的介质射入折射率为n 2的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足关系：n 1sin θ1＝n 2sin θ2)图15(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过 包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间*解析：(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C 满足：n 1sin C ＝n 2sin 90°得：C ＝60°，当在端面上的入射角最大(θ1m ＝90°)时，折射角θ2也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角θ1′最小*图16在端面上：θ1m ＝90°时，n 1＝sin90°sin θ2m得：θ2m ＝30° 这时θ′1 min ＝90°－30°＝60°＝C ，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去*(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：s ＝2L cos θ2m ，光纤中光速：v ＝c n 111 信号往返需要的最长时间t max ＝s v ＝2Ln 1c cos θ2m * 代入数据t max ＝8×10－5s * 答案：见解析。
人教版高中物理选修3-4第十三章 光单元测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4第十三章光单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是()A． 2B． 3C． 4D． 52.如图，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()A．B．C．D．3.一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同4.一块透明光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图中的()A．B．C．D．5.“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”主要涉及的物理知识是()A．光的干涉B．光的衍射C．光的色散D．光的直线传播6.在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到P 光照亮的水面区域大于Q光，以下说法正确的是()A．P光的频率大于Q光B．P光在水中的传播速度小于Q光C．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光7.在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍微加大，其他条件不变，则干涉条纹将()A．变密B．变疏C．不变D．消失8.如图所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行．由光源S发出的一束白光沿半圆半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上．在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带．当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失．有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是()A．左紫右红，紫光B．左红右紫，紫光C．左紫右红，红光D．左红右紫，红光9.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为()A．rB． 1.5rC． 2rD． 2.5r10.如图所示，两束单色光a、b射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后沿Oc射出玻璃砖．下列说法正确的是()A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光的频率大于b光的频率C．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是()A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些12.(多选)如图所示，一束自然光通过起偏振器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏振器上用箭头表示其透射方向)()A．B．C．D．13.(多选)如图为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO′为过C点的AB面的垂线．a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．a光的频率大于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角E．b光比a光更容易发生衍射现象14.(多选)一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则()A．介质2的折射率最大B．光线在介质2中的波长最长C．光在介质3中的速度最大D．入射光线到达介质2和介质3的界面时，一定发生全反射分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角γ(γ＜)．与玻璃砖的底平面成(－γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光．求底面透光部分的宽度．16.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体。
人教版高中物理选修3-4第13章单元测试题带答案
人教版高中物理选修3-4第13章单元测试题带答案综合检测(三)第十三章光(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共计42分．在每小题所给的四个选项中至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1.(2023·南通高二检测)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了A．光的折射C．光的干涉B．光的衍射D．光的全反射【解析】光在光导纤维中的传输利用了内芯和外套之间的全反射．【答案】D【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B对．【答案】B3.(2023·北京高考)一束单色光由空气射入玻璃，这束光的(A．速度变慢，波长变短B．速度不变，波长变短C．频率增高，波长变长D．频率不变，波长变长c【解析】单色光由空气射入玻璃时，根据v＝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＝λν知光从空气射入玻璃时，波长变短，故选项A正确，选项B、C、D错误．【答案】AA．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变【解析】白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．【答案】C5.据新华网报道，2023年1月11日中国进行了一次陆基中段反导拦截技术实验，取得了预期的效果．可以预见，如果太空中出现了报废的通讯卫星，我们可以用激光器击毁位于地平线上方的卫星，则应将激光器A．瞄高些B．瞄低些C．沿视线直接瞄准D．若激光束是红色，而卫星是蓝色的，则应瞄高些【解析】卫星反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向卫星也要发生折射，根据光路可逆原理，两者的光路相同，因此A、B错误，C正确；D选项中卫星是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知，应瞄低些才能射中．【答案】CA．两束光仍平行，间距等于dB．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于dD．两束光不再相互平行【解析】如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是sin isin i平行的，根据折射定律得na＝sin r，nb＝sin r，由题意知，na>nb，则raabd′【答案】CA．地球上有人用红色激光照射月球B．太阳照射到地球的红光反射到月球C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹【解析】A选项中地月之间距离较大，激光能量不足以照亮整个月球；B选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧；D选项中不满足光的干涉条件．【答案】C二、非选择题(本大题共5小题，共58分，计算题必须写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如题乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小．甲乙【解析】。
人教版高中物理选修34第十三章《光》单元检测题(解析版)
人教版高中物理选修34第十三章《光》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.在双缝干预实验中，以下说法正确的选项是( )A．双缝屏的作用是使入射光抵达双缝屏时，双缝就成了两个振动状况完全相反的光源B．假定入射光是白光，那么像屏上的条纹是黑色相间的干预条纹C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹D．双缝干预中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等2.关于薄膜干预，以下说法中正确的选项是( )A．只要厚度平均的薄膜，才会发作干预现象B．只要厚度不平均的楔形薄膜，才会发作干预现象C．厚度平均的薄膜会构成干预条纹D．观察肥皂液膜的干预现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧3.以下表达正确的选项是〔〕A．光的偏振现象说明光是一种电磁波B．波长越长的电磁波传达的速度越快C．当日光灯启动时，旁边的收音时机收回〝咯咯〞声，这是由于日光灯发生的电磁波搅扰形成的D．γ射线也是电磁波，且它的波长比可见光长4.如下图，夏天，在安静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出如今远方的空中．古人不明白发生这种现象的缘由，对它作了不迷信的解释，以为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因此叫做〝空中楼阁〞，也叫蜃景．沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在天涯，可望而不可即，这也是〝蜃景〞．以下有关蜃景的说法中错误的选项是( )A．海面下层空气的折射率比下层空气的折射率要小B．沙面下层空气的折射率比下层空气的折射率要小C．A是蜃景，B是景物D．C是蜃景，D是景物5.在〝测定玻璃的折射率〞实验中，如图，AO表示入射光线，〝aa’、bb’是平行的界面，NN′是法线，P1、P2是竖直地插在AO上的两枚大头针．在玻璃砖的另一侧M点插大头针P3，使得从P3向玻璃砖的方向看去，P3同时挡住P1、P2的像．为了确定出射光线，还需求在与P3同侧某处插一枚大头针P4，要求P4能同时挡住P3以及P1、P2的像．在图示的L、R、S、Q四个点中，正确的操作是将针P4插在( )A．Q处 B．L处 C．R处 D．S处6.关于光的现象，以下说法正确的选项是( )A．雨后出现彩虹属于光的干预现象B．光的偏振现象说明光是一种横波C．用透明的规范平面样板检査光学平面的平整水平是应用光的衍射D．在单色光的双缝干预实验中，光屏上出现明暗相间的条纹，中间条纹的宽度大于两侧的宽度7.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，区分从方框下方和上方射出，其框外光线如下图．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．以下图给出了两棱镜的四种放置方式的表示图．其中能发生图中效果的是( )A． B． C． D．8.如下图，a、b两束单色光以相反的入射角从空气射向某种介质的界面上，进入介质后a光的倾向角θ1大于b光的倾向角θ2，以下判别正确的选项是( )A．介质对两种光的折射率na ＞nbB．两种光在介质中传达速度v a＞v bC．两种光在介质中的波长λa ＞λbD．假定以相反的入射角从介质射入空气，那么a光的倾向角小于b光的倾向角9.光学是物理学中一门新鲜迷信，又是现代迷信范围中最生动的前沿迷信之一，在现代消费、生活中有着普遍的运用．以下有关图中运用，说法不正确的选项是( ) A．在图甲中，应用光的干预原理检测物体外表的平整度B．在图乙中，内窥镜应用了光的全反射原理C．在图丙中，应用光的偏振原理完成电影的3D效果D．在图丁中，超声波测速仪应用波的衍射原理测汽车速度10.2021年3月1日，美军空投传单，向伊军宣传说，美军应用卫星可以将空中状况看得一清二楚，而伊方称，已在首都布满了对空机关炮(«华盛顿邮报»3月2日报道)。
人教版高中物理选修3-4第十三章光测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十三章光测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题 4.0分,共60分)1.在双缝干涉实验中，测得第一条明条纹和第三条明条纹相距 4.0×10－2m，若双缝间距为0.1 mm，双缝到光屏的距离为l＝4.0 m，则光波的波长为()10－8mA． 8.0×10－7mB． 5.0×10－8mC． 1.5×10－7mD． 1.0×2.如图所示，让白炽灯光通过偏振片P和Q，现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，这是光的偏振现象．这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是几率波3.一束光线从折射率为 1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，如图四个光路图中正确的是()A．B．C．D．4.在双缝干涉测波长实验中为了减小实验误差，可采取的办法是()A．减小屏到双缝的距离B．换用不同的滤光片进行多次测量取平均值C．增大缝的宽度D．测出多条亮纹之间的距离，再算出相邻条纹间距5.如图所示，ABC为等腰棱镜，OO′是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是()A．在同一介质中，a光光速大于b光光速B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D．在真空中，a光波长大于b光波长6.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关7.在空气中，一条光线以60°的入射角射到一平行玻璃砖的上表面ab上，如图所示．已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是()A．光线可能在ab面上发生全反射而不能进入玻璃砖B．光线肯定能从ab面进入玻璃砖且折射角为30°C．光线可能在cd面上发生全反射而不能射出玻璃砖D．光线肯定能从cd面射出玻璃砖且折射角为30°8.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加。
2019-2020新人教版高中物理选修3-4：第13章光单元测试(A)
第十三章检测（A）（时间:90分钟满分:100分）一、选择题（本题包含10小题,每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）®1关于光的反射与折射，以下说法正确的是（）A. 光发生反射时，光的传播方向一定改变B. 光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C. 光发生折射时，一定伴随着反射现象D. 光发生反射时，一定伴随着折射现象解析：光发生反射时，光的传播方向一定改变，有人认为当入射角为0°时,也就是光线垂直界面入射时，反射角为零，光不改变传播方向，而实际上光的传播方向改变了180° ,选项A 正确。
当入射角为45°时，反射角也为45°，光的传播方向偏转90° ,选项B正确光发生折射时，一定伴随着反射现象，而当光发生全反射现象时，只有反射现象而无折射现象。
故正确选项为A、B、C o答案：ABC®2两种介质交界面上发生全反射时（）A. 光线一定在光密介质中B. 入射角一定不小于临界角C. 界面相当于一个镜面D. 有一部分光进入另一种介质中解析：根据全反射概念及临界角定义可知,A、B、C正确。
故正确选项为A、B、C o 答案：ABC 匕3如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B. 小球所发的光能从水面任何区域射出C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析：小球在缸底的其他位置也能从侧面看到，选项A错误;光线由水射向空气时，有可能发生全反射，选项B错误;光在不同介质中的频率是不变的，选项C错误;由v -可知, 光在水中的速度小于在空气中的速度，选项D正确。
答案：D®4激光法散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔A t的乘积等于双缝间距。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第八节 激光》单元测试试卷【5】含答案考点及解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第八节激光》单元测试试卷【5】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动，由此可知()A．该波沿x轴正方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处【答案】AC【解析】试题分析：a 正向上运动，振动比左侧波峰迟，波向右传播．故A正确．根据波形的平移规律，c点正向下运动．故B错误．此时b向上运动，比c先到平衡位置．故C正确．由图及运动方向判断，c比b先到达离平衡位置最远处．故D错误．故选AC考点：横波的图象．点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系．同时，要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况．2.如图是某物体做简谐运动的图象，下列说法正确的是A．物体在0.2s与0.8s时刻的速度相同B．物体在0.2s与0.8s时刻的加速度相同C．在0.6s到0.8s的时间内，物体的回复力增大D．在0.6s到0.8s的时间内，物体的动能增大【答案】B【解析】由振动图像质点的振动方向可以判断物体在0.2s与0.8s时刻的速度大小相等方向相反，Ａ错；在两个时刻质点位移相同，加速度相同，Ｂ对；在0.6s到0.8s的时间内，物体的回复力先减小后增大，在两个时刻回复力大小相等，Ｃ错；在两个时刻速度大小相等，动能相同，Ｄ错；3.医院有一种先进的检测技术“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收。
测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。
这一技术主要体现了哪一种物理现象A．多普勒效应B．波的衍射C．波的干涉D．共振【答案】A【解析】由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化；而波的干涉、波的衍射及共振都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化；故该技术体现的是多普勒效应；理解一项我们未知的技术关键在于分析其原理，再找出相应的物理规律即可得出结论．4.如图所示表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm（且在图示范围内振幅不变）。
2019-2020学年人教版物理选修3-4同步作业：单元测试13
第十三章单元测试(时间60分钟满分100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是()A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解+析用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉的原理，故选项A错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散，故选项B错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射，故选项C错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D对．答案 D2．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是()A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹解+析干涉条纹是等间距且亮度基本一致的，而衍射条纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小，亮度降低，故A、D项正确．答案AD3.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以() A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解+析由Δx＝ldλ知，增大S1与S2的间距d或减小双缝屏到光屏的距离l时，条纹间距变小，选项A、B错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大，选项C正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项D错误．答案 C4．如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变解+析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确．答案 C5．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是()A．图中光束①比光束②的频率大B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快C．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄D．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽解+析由图可知，光束①的折射率大于光束②的折射率，即n1>n2，光束①比光束②的频率大选项A正确；由v＝cn得，选项B错误；折射率大的光束波长小，在单缝衍射、双缝干涉实验中的条纹宽度要小，选项C对而D项错．答案AC6．如图所示，一个三棱镜的折射率n＝2，其截面为直角三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°.一条单色光线从空气垂直AB边入射，该光线的出射光线有几条()A ．2条B ．3条C ．4条D ．1条解+析 如图所示，光线的入射角为30°，折射光线①从棱镜出射．设折射角为α.∵n ＝sin αsin30°，sin α＝22∴α＝45°，反射光线在BC 边上的入射角为60°，大于棱镜的临界角45°.所以光线在BC 边上发生全反射，全反射的光线在AB 边上的入射角为0°.出射光线②；同时要在AB 边上发生反射，反射光线沿光路反向进行．在BC 边上发生反射，在AC 边上以45°的折射角射出光线③，并同时发生反射；反射光线在AB边上的入射角为0°.出射光线④，并同时发生反射，此后光线又沿原光路进行．可见，射入棱镜的光线的出射光线有四条．答案 C7．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1＝0.75 μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差ΔS2＝1.5 μm.若用频率ν＝6.0×1014 Hz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+析由光的频率ν＝6.0×1014 Hz，知光的波长λ＝c/v＝5×10－7 m．P点到双缝S1、S2的距离之差ΔS1＝0.75 μm＝7.5×10－7 m＝1.5λ.Q点到双缝S1、S2的距离之差ΔS2＝1.5 μm＝15×10－7 m＝3λ，因此，P点出现暗条纹，Q点出现亮条纹，故B项正确．答案 B8．如图所示，某棱镜顶角A＝60°，一束白光以较大的入射角，从棱镜的一个侧面入射，通过后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的七色光谱．已知各光在该介质中临界角都不超过42°，当入射角逐渐变小的过程中，屏上光谱的变化情况是()A．变窄，保持七色B．变宽，逐渐呈白色C．下移，逐渐消失D．上移，逐渐消失解+析如题图所示，入射角i减小，r也减小．光在AC面上的入射点下移，出射光线也将下移，且介质中的入射角θ随之增大．当增大到紫光的临界角时，紫光发生全反射，屏上的紫光消失，随着i 进一步减小，θ进一步增大，靛、蓝、绿、黄、橙、红光依次在屏上消失，故C项正确．答案 C9．如下图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的是()解+析 根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx ＝L d λ可知，a 光的波长大，则同一介质对a 光的折射率小，对b 光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a 光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a 光应在右侧，故A 项正确；B 错误；由sin C ＝1n 分析可知，a 光的临界角较大，当光从棱镜射入空气中时，若b 不发生全反射，能射出棱镜，则a 光一定也不发生全反射，故C 项错误；当光从棱镜射入空气中时，若a 不发生全反射，能射出棱镜，b 光可能发生全反射不从棱镜射出，此图是可能的，故D 项正确．答案 AD10．如图所示，折射率n＝2的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB 与MN的距离h＝10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O′点．现使玻璃砖绕圆心O点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向、距O′点的最远距离的说法，正确的是()A．向右移动，最远距离10 cmB．向左移动，最远距离10 cmC．向右移动，最远距离10 2 cmD．向左移动，最远距离10 2 cm解+析当玻璃砖绕圆心O点逆时针转动45°时，光线在AB界面的入射角达到临界角，在AB界面发生全反射，折射光线与竖直方向成45°，光点距O′点的距离最远，光屏上光点向左移动，最远距离10 cm，B项正确．答案 B11．如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线( )A ．不能从圆弧NF 1射出B ．只能从圆弧NF 1射出C ．能从圆弧G 1H 1射出D ．能从圆弧H 1M 射出解+析 由棱镜折射率n ＝53可知，全反射的临界角C ＝arcsin 35＝37°，从G 点入射的光达到G 1点的入射角i ＝C ＝37°，发生全反射，故B 项正确．答案 B12.DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，则( )A ．须满足sin θ＝nb b 2＋d 2B．须满足sinθ＝b nb2＋d2C．在θ和n不变时，须减小dD．在θ和d不变时，须减小n解+析设折射角为α，则n＝sinθsinα＝sinθbb2＋d2，则sinθ＝nbb2＋d2，A项正确，B项错误；在θ和n不变时，减小d，则b会相应减小，l会减小，C项正确；θ和d不变时，减小n，则折射角又会增大，l 会增大D项错误．答案AC二、非选择题(有6个题，共52分)13.(7分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置中________(填“P 3”或“P 4”)处所对应的折射率大．(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________．解+析 (1)根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF ＝30°，所以n ＝sin60°sin30°＝ 3. (2)图中P 4对应的入射角大于P 3所对应的入射角，所以P 4对应的折射率大．(3)因A 、O 、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以K 处对应的折射率为1.答案 (1)3 (2)P 4 (3)114．(8分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距d ＝0.2 mm 的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L ＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a )所示，图乙(a )中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图乙(b )中游标尺上的读数x 1＝1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a )所示，此时图丙(b )中游标尺上的读数x 2＝________ mm ；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝________ mm ；这种色光的波长λ＝________ nm.解+析 (1)x 2＝15.02 mm.(2)Δx ＝x 2－x 16＝15.02－1.166mm ＝2.31 mm Δx ＝L d λ，则λ＝Δxd L ＝2.31×0.2700×10－3 m ＝6.6×10－7 m ＝660 nm ＝6.6×102 nm.答案 (1)15.02 (2)2.31 6.6×10215．(8分)如图所示，一透明半圆柱体折射率为n＝2，半径为R、长为L的一平行光束从半圆柱的矩形面垂直射入，从部分柱面有光线射出．求该部分柱面的面积S.解+析半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半圆的半径．设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有：n sinθ＝1，式中θ为全反射临界角．由几何关系得∠O′OB＝θ，S＝2RL·∠O′OB，代入题给条件得S＝π3RL.答案π3RL16．(9分)如图所示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC ＝d，一束单色光以60°的入射角从AB侧面的中点入射，折射后从侧面AC 折射出．已知三棱镜的折射率n ＝62，单色光在真空中的光速为c ，求此单色光通过三棱镜的时间．解+析 单色光在AB 面上发生折射，光路如图．根据折射定律n ＝sin60°sin α，n ＝62由以上两式，得α＝45°.因α＝45°，故光在棱镜内传播的路径DE 与BC 平行，且DE ＝12BC ＝12d . 光在棱镜中的速度v ＝c n ＝2c 6所以t ＝DE v ＝6d 4c. 答案 6d 4c17．(10分)如图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．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)解+析 光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90°所以入射角α＝22.5°根据全反射规律，sin C ＝1n故sin22.5°≥1n所以n ≥1sin22.5°，即折射率的最小值为1sin22.5°. 答案 1sin22.5°18．(10分)如图所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为R，屏幕S至球心的距离为d(d>3R)，不考虑光的干涉和衍射．(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2)若玻璃半球对最外侧色光的折射率为n，求出圆形亮区的最大半径．解+析(1)紫色(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E 到亮区中心G的距离r就是所求最大半径．设紫光临界角为C ，由全反射的知识可知：sin C ＝1n由几何知识可知：AB ＝R sin C ＝R nOB ＝R cos C ＝R n 2－1nFB ＝AB ·tan C ＝R n ·n 2－1GF ＝d －(OB ＋FB )＝d －nRn 2－1 GE AB ＝GF FB所以有：r m ＝GE ＝GF FB ·AB ＝d ·n 2－1－nR .答案 (1)紫色 (2)d ·n 2－1－nR。
人教版高中物理选修3-4第十三章 单元测试题.docx
P红θA高中物理学习材料桑水制作第十三章 单元测试题一、选择题1、关于点光源的说法，正确的是（ ）A ．夜间我们看到的恒星都可以看作点光源B ．发光的萤火虫一定能看作点光源C ．发光的白炽灯泡一定不能看作点光源D ．通常我们用日光灯做光学实验时，是把它看作点光源的2、自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。
尾灯的构造如图所示。
下面说法中正确的是（ ）A ．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B ．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C ．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D ．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射3、红光和紫光以相同的入射角由空气射到矩形的玻璃砖上。
关于光在玻璃中的传播及穿过后的情况，以下说法正确的是（ ）A ．红光在玻璃中的传播速度小B ．紫光在玻璃中的传播速度大C ．红光产生的侧移大D ．紫光产生的侧移大4、一束白光射入顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角i 射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P 上可得到彩色光带，如图所示，当入射角i 逐渐减小到零的过程中，假如光屏上的彩色光带先后消失，则下述正确的是（ ）A ．红光最先消失，紫光最后消失B ．紫光最先消失，红光最后消失C ．红光最先消失，黄光最后消失D ．紫光最先消失，黄光最后消失5、公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（ ）A ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大6、如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（ ）A ．折射率必须大于2B ．折射率必须小于2C ．折射率可取大于1的任意值D ．无论折射率是多大都不可能7、下列说法与光的干涉有关，其中正确的是（ ）A ．英国托马斯·杨成功观察到光的干涉现象，证明了光的确是一种波B ．干涉现象是波动独有的特征，双缝干涉实验说明光的确是一种波C ．在室内打开两盏灯时，看不到光的干涉现象，所以光的干涉只是实验室中得到的现象，不具有普遍性D ．只要是同一光源发出的光，它们的频率就相同，都可以看到干涉现象8、一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（ ）A ．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C ．各色光的强度不同D ．各色光通过双缝的距离不同9、关于用单色光做“双缝干涉”实验，以下说法正确的是（ ）A ．入射光波长越长，干涉条纹越大B ．入射光频率越高，干涉条纹间距越大 θ1 θ2C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小10、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（）A．相邻干涉条纹之间的距离相等B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距11、双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，双缝像屏线光源调整实验装置合得像屏上可以见到清晰的干涉条纹。
人教版高中物理选修3-4《第13章光》单元综合试题及答案3.docx
高中物理学习材料桑水制作第Ⅰ卷(选择题共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.关于点光源的说法正确的是（）A.夜间我们看到的恒星都可以看作点光源B.发光的萤火虫一定能看作点光源C.发光的白炽灯泡一定不能看作点光源D.通常我们用日光灯做光学实验时，是把它看作点光源的解析本题考查点光源模型.点光源像质点一样是一个理想化模型，是把光源看作一个能发光的点.恒星离我们很远，可以看作点光源；萤火虫虽然小，但研究它自身大小范围内的光学问题时，不能看作点光源；研究的光学问题离灯泡很远时，可以把它看作点光源，但研究的光学问题离灯泡很近时，不能把灯泡看作点光源；通常我们用日光灯做光学实验时，是把它看作线光源的.故A正确.答案A2.关于光线的概念，下列正确的理解是（）A.光线是从光源直接发出的，是客观存在的B.光线的作用类似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的C.光线是用来表示光束传播方向的有向直线D.光束是真实存在的,光线是人为画上的解析本题考查对光线的理解.人们为了形象地研究电场，引入了电场线，但电场中并不真实存在“电场线”.同理，光线是人们为了研究光的传播而引入的物理模型，光在传播中并不存在“线”.光束是真实存在的，我们用光线表示光束时，光线的箭头表示光的传播方向.故正确选项为C、D.答案CD3.在我国古代学者沈括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东.”意思是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰和影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰做相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移.这里描述的是光的（）A.直线传播现象B.折射现象C.干涉现象D.衍射现象解析本题考查光的直线传播及形成的现象.前段鹞鹰的影子，是光沿直线传播形成的；后段所说的“影子”实际是鹞鹰经小孔所成的像，即小孔成像，这也是光直线传播形成的现象.故A正确.答案A4.傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（）A.完全在地平线下方B.完全在地平线上方C.恰好落在地平线上D.部分在地平线上方，部分在地平线下方解析本题考查的是光线在大气层中的折射.由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置已在地平线以下.故正确选项为A.答案A5.光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强.2008年北京奥运会将全部使用光纤通信,为各项比赛提供清晰可靠的服务.光导纤维由内芯和包层两层介质组成.下列说法正确的是( )A.光纤通信依据的原理是光的全反射B.内芯和包层的折射率相同C.内芯比包层的折射率大D.包层比内芯的折射率大解析本题考查光的全反射的应用.光纤通信依据的原理是光的全反射.A对.为了使光在光纤内以全反射的方式传播,内芯的折射率应该比包层大,C对.答案AC6.在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最浅的是（）A.紫色球B.蓝色球C.红色球D.三个球同样深解析本题考查的是光的折射的一个推论，即视深公式.在视深公式h′=hn中，h′为看到的深度，h为实际深度，n为折射率，因为水对紫光的折射率最大，所以看到最浅的是紫色球,故正确选项为A.答案A7.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车.尾灯的构造如图所示.下面说法中正确的是（）A.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析本题考查全反射在生活中的应用.光线应该从右边入射，在左边两个直角边上连续发生两次全反射，利用全反射棱镜的原理使入射光线偏折180°.所以正确选项为C.答案C8.两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射,临界角分别为1θ、2θ,且1θ>2θ.1n 、2n 分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,1v 、2v 分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度,则( )A. 1n <2n ,1v <2vB. 1n <2n ,1v >2vC. 1n >2n ,1v <2vD. 1n >2n ,1v >2v解析本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系.根据:sin θ=n 1,n =θsin 1.因1θ>2θ,故1n <2n ;又v =nc ,1n <2n ,所以1v >2v .只有B 正确. 答案B9.一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示.下列说法正确的是( )A.玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B.玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C.红光在玻璃中的传播速度比紫光大D.屏幕上各色光在光谱上由上到下的排列顺序为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫解析本题考查介质对不同色光的折射率不同及不同色光在同一介质中的传播速度不同.实验表明,A 、D 正确,B 错.根据v =n c 知,C 正确. 答案ACD10.如左下图所示，AB 为一块透明的光学材料左侧的端面，建立直角坐标系如右下图，设该光学材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小.现有一束单色光a 从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是右下图中的 （ ）解析本题考查光的折射及全反射和微元思想.如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层.光线射到相邻两层的界面时，射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线.到达更上层的界面时，入射角更大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去,直到从该材料中射出.故正确选项为D.答案D第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示.当光线是由空气射入玻璃砖时，则1θ和2θ中为入射角的是；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是 ；从图线可知玻璃砖的折射率是.解析本题考查测定玻璃折射率实验数据的处理及临界角的概念.1θ比2θ的正弦值大，所以1θ为入射角.由图线知玻璃砖的折射率为n =21sin sin θθ=1.50 则临界角的正弦值为sin C =5.111=n =0.67. 答案1θ 0.67 1.50 12.如图所示,a 、b 两束平行单色光从空气射入水中时,发生了折射现象.由光路图可以看出,a 光的折射率比b 光 ,a 光在水中的传播速度比b 光 .若两平行光束由水射向空气,随着入射角的增大, 光先发生全反射.解析本题考查折射率、临界角及折射率与速度的关系.由图可知,a 光的折射角大,a 光的折射率比b 光小,故a 光在水中的传播速度比b 光大;由sin C =n1知,b 光的折射率大,临界角小,故随着入射角的增大,b 光先发生全反射. 答案小 大 b13 .1027 m 这个距离通常称为 ，它是人类所能观察到的宇宙的最大半径.若一光线刚进入哈勃太空望远镜的视野，则它传播到太空望远镜处约用 年.解析本题考查哈勃太空望远镜的作用和光的传播速度.答案哈勃半径1×111014.一束光从某介质射向真空，当入射角为θ时，折射光恰好消失.已知光在真空中的传播速度为c ,则此光在该介质中的传播速度为 .解析本题考查临界角及折射率.由临界角的概念，知sin θ=n 1 又n =vc 由以上两式解得，此光在介质中的传播速度为v =c sin θ.答案c sin θ15.古希腊某地理学家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A 城阳光与铅直方向成7.5°角下射，而在A 城正南方，与A 城地面距离为L 的B 城，阳光恰好沿铅直方向下射.射到地球上的太阳光可视为平行光.据此他估算出了地球的半径.试写出估算地球半径的表达式R = .解析本题设计新颖，灵活考查了光的直线传播.关键是作出示意图，示意图如图所示.由题意得L =2πR ×3607.5 可得R =π24L . 答案π24L 三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位. 16.（8分）在一个半径为r 的圆形轻木塞中心插一大头针，然后把它倒放在液体中，调节大头针插入的深度，当针头在水面下深度为d 时，观察者不论在液面上方何处，都刚好看不到液体下方的大头针.求液体的折射率.解析本题考查光的全反射.观察者在水面上任何位置都刚好看不到水下的大头针，说明由针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射.由题意作出光路图如图所示，这时入射角等于临界角，由几何关系可得sin C =22d r r+又sin C =n1 由以上两式解得液体的折射率为n =rr 22d +. 答案rr 22d + 17.(10分)如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC =d ,一束单色光以60°的入射角从AB 侧面的中点入射,折射后从侧面AC 折射出.已知三棱镜的折射率n =26,单色光在真空中的光速为c ,求此单色光通过三棱镜的时间.解析本题考查光的折射.(1)单色光在AB 面上发生折射,光路如图.根据折射定律:n =αsin 60sin ︒,n=26 由以上两式得:α=45°.(2)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE 与BC 平行,且DE =21BC =21d . (3)光在棱镜中的速度:v =n c =62c 所以,t =vDE =c d 46. 答案cd 46 18.（10分）（激光液面控制仪）如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射液面，反射光OB 射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s 的距离射到B '点，则液面是升高了还是降低了？变化了多少？解析本题考查学生利用所学知识解决实际问题的能力.因反射的光点B 右移到B '，所以液面降低.但因入射的激光束方向不变，所以液面降低后的入射角不变，光路图如图.由几何关系知，四边形OM B 'B 是平行四边形，OM =B 'B =s ,三角形NO O '是直角三角形.设液面降低的高度是h ，则h =NO ·cot i =2s ·cot i =2cot i s 即液面降低的高度是s cot i /2.答案降低s cot i /219.（12分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔,如图所示.设工事壁厚d =34.64 cm ，孔的宽度L =20 cm ，孔内嵌入折射率n =3的玻璃砖.（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？解析本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光学规律和几何关系解答.（1）光路图如图所示，由折射定律得n =21sin sin θθ 由几何关系得sin 2θ=22d L L+由以上两式解得1θ=60°2θ=30°则视野的最大张角为θ=21θ=120°.(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当1θ=90°时, 2θ=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即sin30°=n '1 解得玻璃砖的折射率应为n '=2.答案（1）120° (2)2。
人教版高中物理选修3-4第13章 光 单元测试.docx
高中物理学习材料桑水制作第13章光单元测试1．关于光的衍射现象，下列说法正确的是( )A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上后面出现泊松亮斑，说明光发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射答案：AC2．华裔科学家高锟被誉为“光纤通信之父”，他因此获得2009年诺贝尔物理奖．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是( )A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大答案： A3．如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)( )答案：ABD4.如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中．如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则( )A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象答案：CD5．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色、瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，分别属于( )A．光的干涉、色散和衍射现象B．光的干涉、衍射和色散现象C．光的衍射、色散和干涉现象D．光的衍射、干涉和色散现象答案： A6．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 2B．玻璃砖对a光的折射率为1.5C．b光的频率比a光的大D．b光在玻璃中的传播速度比a光的大答案：AC7．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去．某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n>2)组成，棱镜的横截面如图所示．一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后从AB边的O′点射出，则出射光线是( )A．平行于AC边的光线①B．平行于入射光线的光线②C．平行于CB边的光线③D．平行于AB边的光线④答案： B8．如图所示，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( )A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是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答案：ACD9．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A________(A已写好)．(2)正确调节后，在屏上观察到红光干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则a和b的大小关系为__________．答案：(1)EBDC (2)a>b10．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率：n＝________(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．答案：(1)如图所示(2)1.53(说明：±0.03范围内都可) (3)A11.如图，一透明半圆柱体折射率为n＝2，半径为R、长为L，一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出．求该部分柱面的面积S.答案：π3RL12．如图所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值sin i＝0.75.求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到AB面上的光线)．答案：(1)2×108 m/s (2)垂直AC边射出。
人教版高中物理选修3-4第十三章单元检测试题.docx
高中物理学习材料桑水制作（选修3-4）第十三章单元检测试题(考试时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10个小题,每小题4分,共40分。
多选题已在题号后标出)1.光的偏振现象说明光是横波。
下列现象中不能反映光的偏振特性的是( D)A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹2.从两个相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因为( D)A.手电筒射出的光不是单色光B.干涉图样太细小看不清楚C.周围环境的光太强D.这两束光为非相干光3.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是(ACD)A.其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄B.其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.其他条件不变,换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D.其他条件不变,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽4.如图所示,一横截面为直角三角形的三棱镜,∠B=90°,∠C=30°。
一束与AB面成θ=30°角的光线射向AB面,经过BC边发生一次反射,再从AC边射出,且出射光线的折射角为60°。
则这种材料的折射率为( B)A. B. C. D.25.(多选)如图所示,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( BD)A.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6.如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出。
人教版高中物理选修3-4第十三章《光》单元检测题含答案解析
绝密★启用前2019人教版高中物理选修3-4第十三章《光》单元检测题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题 3.0分,共60分)1.三角形AOB为直角三棱镜的横截面，棱镜的折射率n＝，∠A＝60°，∠O＝90°.空气中一束平行于斜边AB的平行光从0B边射入，棱镜内部只考虑一次反射，下列说法错误的是()A．从OB进入棱镜的光若从AB边射出，则一定会垂直于ABB．从OB进入棱镜的光若从OA边射出，则一定会垂直于OAC．光进入三棱镜后传播速度变大，波长变长D．OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射出2.在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3.在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，下列说法正确的是()A．在真空中P光的传播速度更大B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度C．P光的折射率大于Q光D．P光发生全反射的临界角大于Q光发生全反射的临界角4.有一块材料均匀、厚度一定的透明玻璃平板，一束单色光由空气中照射到玻璃板上，第一次沿垂直于板面方向入射，第二次沿与板面成某一倾角方向入射，则()A．第一次入射时光的方向未发生偏折，说明此时光在玻璃中的传播速度与在空气中相同B．一、二两次光在玻璃中传播时经历的时间相同C．一、二两次光在玻璃中传播的速度不同D．一、二两次光在玻璃中传播的速度相同5.用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线．若劈尖的上表面向上平移一小段距离，如图所示，则干涉条纹宽度将()A．变宽B．变窄C．不变D．无法确定6.关于光的折射现象，下列说法正确的是()A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．折射定律是托勒密发现的C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从真空射入液体中，它的传播速度一定增大7.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2.用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()A．n1<n2，v1<v2B．n1<n2，v1>v2C．n1>n2，v1<v2D．n1>n2，v1>v28.在双缝干涉实验中，下列说法正确的是()A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定9.对光的衍射现象的定性分析，不正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论10.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（）A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同11.从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，如图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则()A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点12.关于下列光学现象，说法正确的是()A．光从空气射入玻璃时，可能发生全反射B．在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度C．晚上，在池水中同一深度、可视为点光源的红灯和黄灯，红灯照亮的水面面积大于黄灯照亮的水面面积D．阳光下肥皂呈现出五颜六色，这是光的衍射现象13.某研究性学习小组在探究光的折射过程中，研究折射角与入射角之间的关系，当光由空气斜射入玻璃中时，测得实验数据如表：由此实验数据可以初步得到的结论是()A．在误差允许范围内，入射角与折射角之比总是定值B．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值C．在误差允许范围内，入射角与折射角之差总是定值D．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之差总是定值14.下列4副图中，有1副与其余3副反映的光学原理不同，这副图是() A．B．C．D．15.下列说法中正确的是（）A．地震时释放的巨大能量引发海啸，能将震源附近的海水推到几千千米远的地方B．载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动C．无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理D．立体放映机双镜头中的一个镜头发生故障时，观众戴着偏振光眼镜也能体验立体效果．16.关于光现象，下列说法正确的是()A．自然光是偏振光B．在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C．水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽17.在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体()A．比物体所处的实际位置高B．比物体所处的实际位置低C．跟物体所处的实际位置一样高D．以上三种情况都有可能18.一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ＝60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是()A．B．C．D． 219.如图所示，把两偏振片ab叠放在一起，隔着偏振片观察白炽灯发出的自然光．将离光源近的偏振片a固定，缓慢转动偏振片b，直到看到透射光最强．然后，在这一位置将b转过90°，这时透射光最弱，几乎为零．如果在ab间再随意插一片偏振片c，则（）A．透射光为零B．可能有部分光透过C．透射光变为最强D．以上情况都有可能发生20.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是()A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)21.在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图所示．(1)在图1中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是．P3和________(填“A”或“B”）三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)22.如图所示，为一圆柱中空玻璃管，管内径为R1，外径为R2，R2＝2R1.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i应满足什么条件？23.如图，一束单色光射入一半径为0.1 m玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．求：(1)此玻璃的折射率；(2)光在玻璃球内的传播时间．24.如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．(1)求该玻璃棒的折射率；(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射．答案解析1.【答案】C【解析】设光线在OB面上的入射角为i，折射角为r.折射光线射到OA面上的入射角为α，射到AB 面上的入射角为β.棱镜的临界角为C.根据折射定律n＝，解得r＝30°由sinC＝得 sinC＝<，得C＜60°由几何知识可得，α＝β＝60°所以折射光线射到OA面和AB面都发生了全反射，由几何知识可知，OA面的反射光线垂直于AB 射出棱镜．AB面的反射光线垂直于OA面射出棱镜，且OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射，知波长变短．故C 出．故A、B、D正确．C.光进入三棱镜后传播速度变小，频率不变，由v＝λｆ错误．本题选错误的，故选 C.2.【答案】B【解析】用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；λ变小，Δx变小，C错；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D错．3.【答案】D【解析】在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，知P光发生全反射的临界角大，根据sinC＝，知P光的折射率小，则P光的频率小，在真空中它们的传播速度相等，故A错误；根据v＝知，P光的折射率小，则P光在水中的传播速度大．故BC错误．由上分析可知．故D正确．4.【答案】D【解析】光在同种介质中传播速度相同，故A，C错，D对；两次光在玻璃中通过的路程不同，则时间不同，故B错。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第八节 激光》单元测试试卷【4】含答案考点及解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第八节激光》单元测试试卷【4】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.如图所示，一束由不同频率的单色光a和b组成的细光束，沿半径射入截面为半圆的玻璃砖中，经圆心O沿两个不同方向射出。
比较a、b光，下列说法正确的是A．在玻璃中b光传播速度较大B．若让入射光的方向以O点为轴顺时针转动，出射光线最先消失的是b光C．若分别用a、b光进行双缝干涉实验，保持其它实验条件相同，则b光在屏上形成的干涉条纹中，相邻亮条纹的间距较大D．若用b光分别在空气和水中进行双缝干涉实验，保持其它实验条件相同，则在水中的屏上形成的干涉条纹中，相邻亮条纹的间距较大【答案】B【解析】试题分析：光从玻璃砖射向空气时，b光折射角大，所以b光的频率大，波长短．由可知b光在玻璃中的传播速度小，故选项A错误；由可知，发生全发射时b光的临界角小，即先消失，故选项B正确；在双缝干涉实验中，由可知b光的间距小，故选项C错误；用同一单色光在空气和水中做双缝干涉实验时，光在水中的波长短，间距小，故选项D错误．考点：光的折射定律；全反射的条件；双缝干涉实验．2.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是()．A．a、b两点之间的距离为半个波长B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期C．b点完成全振动次数比a点多一次D．b点完成全振动次数比a点少一次【答案】D【解析】相邻的两个波峰之间的距离为一个波长，A错误．波在一个周期内向前传播的距离为一个波长，a点比b点早振动一个周期，完成全振动的次数也比b点多一次，故B、C错误，D正确．3.在山中砍伐时发出的声音既含有频率较高的声波,也含有频率较低的声波,其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到.这是因为( )A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大,能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快,最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长,容易产生衍射D．以上说法均不对【答案】 C【解析】机械波的能量是由振幅决定的,声波在空气中的传播速度都相同,故A､B项错;由v=λf 知,v一定,f小,λ大,则频率低的声音波长较长,易发生衍射,在山中较远处易听到,故C项正确.4.甲、乙两个单摆摆长相同，摆球质量之比为4∶1，两个单摆在同一地点做简谐振动，摆球经过平衡位置时的速率之比为1∶2，则两摆（）A．振幅相同，频率相同B．振幅不同，频率相同C．振幅相同，频率不同D．振幅不同，频率不同【答案】B【解析】由动能定理单摆到达平衡位置速率不同，在最高点重力势能不同，振幅不同，但由单摆周期公式可知两单摆周期相同，频率相同，B对；5.沿水平方向振动的弹簧振子，如图所示，可能的受力情况是（）A．重力，支持力和弹簧的弹力B重力，支持力，弹簧的弹力和回复力C. 重力，支持力和回复力D. 重力，支持力，摩擦力和回复力【答案】A【解析】在竖直方向上受重力，支持力，在水平方向上，若杆不光滑，则受摩擦力和弹簧的弹力，这两个力的合力充当回复力，若杆光滑，则受弹簧的弹力，这个力充当回复力，回复力为一个或者几个力的合力，不能与合成回复力的分力同时存在，所以选A.6.一列简谐波在两时刻的波形如题7图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A．周期B．波速C．波长D．频率【答案】C【解析】可得波长4m，C正确；因为波的周期性及方向性无法判断出周期或频率，故无法求出波速，ABD错误。
高中物理人教版选修3-4 第十三章过关检测 Word版含解析
第十三章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.关于自然光和偏振光,下列说法正确的是()A.自然光能产生光的干涉现象和衍射现象,而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白光,而偏振光不能是白光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光解析:自然光和偏振光都能产生干涉和衍射,都能使感光底片感光,A错,D对;光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的光绝大部分都是偏振光,B错,光的颜色由光的频率决定,与光的偏振方向无关,C错。
答案:D2.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。
下列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:激光是横波,选项A错误;激光在不同介质中的波速不同,由λ=可以判断选项B错误;发生干涉现象的条件是两束光必须为频率相同的相干光源,选项C错误;利用激光平行度好的特点,可以通过光的反射测量激光往返所用时间,达到测量月球到地球距离的目的,选项D正确。
答案:D3.劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是()A.空气泡对光线有会聚作用,因而较亮B.空气泡对光线有发散作用,因而较亮C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮解析:要注意发生全反射的条件是:光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角。
一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件,因而发生全反射,这也就是气泡看上去比较亮的原因。
答案:D4.下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则()A.甲为紫光的干涉图样B.乙为紫光的干涉图样C.丙为红光的干涉图样D.丁为红光的干涉图样解析:紫光的波长较红光短,条纹间距窄,所以B项正确,A项错误;丙、丁均为衍射图样,所以C、D两项错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综合检测(三)
第十三章光
(分值：100分时间：60分钟)
一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共计42分．在每小题所给的四个选项中至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)
1. (2013·南通高二检测)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了() A．光的折射B．光的衍射
C．光的干涉D．光的全反射
【解析】光在光导纤维中的传输利用了内芯和外套之间的全反射．
【答案】 D
2. 某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图1所示，则他在光屏上看到的条纹是()
图1
【解析】单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，衍射条纹也是水平的，故B对．
【答案】 B
3 .(2012·北京高考)一束单色光由空气射入玻璃，这束光的()
A．速度变慢，波长变短
B．速度不变，波长变短
C．频率增高，波长变长D．频率不变，波长变长
【解析】单色光由空气射入玻璃时，根据v＝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＝λν知光从空气射入玻璃时，波长变短，故选项A正确，选项B、C、D错误．
【答案】 A
4. (2012·江苏单科)如图2所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，则A、B两点光的强度变化情况是()
图2
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
【解析】白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P 后为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B 点的光强有变化，选项C正确．
【答案】 C
5. 据新华网报道，2010年1月11日中国进行了一次陆基中段反导拦截技术实验，取得了预期的效果．可以预见，如果太空中出现了报废的通讯卫星，我们可以用激光器击毁位于地平线上方的卫星，则应将激光器()
A．瞄高些
B．瞄低些
C．沿视线直接瞄准
D．若激光束是红色，而卫星是蓝色的，则应瞄高些
【解析】卫星反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向卫星也要发生折射，根据光路可逆原理，两者的光路相同，因此A、B错误，C正确；D选项中卫星是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知，应瞄低些才能射中．
【答案】 C
图3
6 .两束细平行光a和b相距d，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图3所示．若玻璃对a的折射率大于对b的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，有()
A．两束光仍平行，间距等于d
B．两束光仍平行，间距大于d
C．两束光仍平行，间距小于d
D．两束光不再相互平行
【解析】如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是
平行的，根据折射定律得n a＝sin i
sin r a，n b＝sin i
sin r b，由题意知，n a>n b，则r a<r b，故d′<d，选项C正确．
【答案】 C
7. (2013·浙江高考)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图如图4所示，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()
图4
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
【解析】A选项中地月之间距离较大，激光能量不足以照亮整个月球；B 选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧；D选项中不满足光的干涉条件．
【答案】 C
二、非选择题(本大题共5小题，共58分，计算题必须写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
8. (8分)(2012·重庆高考)如图5甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如题乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小．
甲乙
图5
【解析】
实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触，以防止损坏其光学面．如图所示，连接cd、ce并延长分别交玻璃砖于O1、O2点，并连接OO1、OO2，入射角
i相同，折射角∠O′OO2＜∠O′OO1，由n＝sin i
sin r得，折射角越大的，求得的折射
率越小．由图可得，ce与ab近似平行，故用e点得到的误差小．【答案】光学d e
9. (10分)(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图6所示)：
图6
(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻
两条亮纹间距Δx＝
a n－1
(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图7所示，其示数为________mm.
图7
【解析】(1)放上单缝和双缝后，由于发生干涉现象没法调节光源的高度，故A项错误．
(2)按读数规则，读出示数为：1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.
【答案】(1)A(2)1.970 mm
10. (12分)为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，已知海
水的折射率为5
3，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6 m，据此求出海龟
离水面的深度．
【解析】由折射定律，设全反射的临界角为C，
sin C＝1/n①
由几何关系知tan C＝r/h②
联立解得h＝8 m.
【答案】8 m
11. (12分)(2013·江苏高考)图8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．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)
图8
【解析】光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90°
所以入射角α＝22.5°
根据全反射规律，sin A＝1 n
故sin 22.5°≥1 n
所以n≥
1
sin 22.5°
，即折射率的最小值为
1
sin 22.5°
.
【答案】
1
sin 22.5°
12. (16分)(2012·海南高考)一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角θ
为锐角，折射率为 2.现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜．不考虑棱镜内部的反射．若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图9)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？
图9
【解析】设入射光线经玻璃折射时，入射角为i，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为α.根据折射定律有
sin i＝n sin r①
由几何关系得
θ＝a＋r②
当i＝0时，由①式知r＝0，α有最大值αm(如图)，由②式得
θ＝αm③
同时αm应小于玻璃对空气的全反射临界角，即
sinαm＜1 n④
由①②③④式和题给条件可得，棱镜顶角θ的取值范围为
0＜θ＜45°.
【答案】0＜θ＜45°(结果写θ＜45°或0＜θ≤45°同样给分)。