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1、章末检测(第十三章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这两种现象()A都是光的衍射现象B都是光的干涉现象C前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象答案C2通常已知材料的折射率都为正值(n0)现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n0)，称为负折射率材料置于空气中的这类材料，入射角1与折射角2依然满足n，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)现空气中有一上下表面
2、平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出若该材料对于电磁波的折射率n1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()答案B解析光的折射光线与入射光线位于法线的同一侧，题目已经给出，A选项光从空气入射到材料中时，入射光线和折射光线位于法线两侧，与题目相悖，所以A错误D选项，当光从介质入射到空气中时，入射光线和折射光线也位于法线两侧了，所以D错误题目给出折射率n1，n1，所以同一侧的折射角等于入射角等于，只有选项B符合题意3为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，要使绿光在垂直入射时反射光
3、完全抵消，最小厚度为d，那么绿光在真空中的波长0为()A. B.C4d D4nd答案D解析设绿光在膜中的波长为，则由d，得4d，则绿光在真空中的波长为0n4nd.4用a、b、c、d表示四种不同颜色的单色点光源，若：将a、b、c放在水中相同深度处，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的大分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大；则推断a、b、c、d的折射率正确的是()Anbndncna BnbnandncCnanbncnd Dnbnandnc答案A解析将a、b、c放在水中
4、相同深度处，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，说明na、nb、nc相比nb最小，ncna；分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大，说明在b、c、d三种光中，b光的波长最长，频率最小，故nb、nc、nd相比，nb最小；a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大，说明na、nc、nd相比，nd最小；综上可知，nbndncna，故选项A正确5.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图1，a、b光相比()图1A玻璃球对a光的折射率较小B玻璃球对a光的临界角较小C
5、b光在玻璃球中的传播速度较大Db光在玻璃球中的传播时间较短答案A解析由题图知，光线通过玻璃球后，b光的偏折角大，则玻璃球对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，故A正确因为a光的折射率较小，根据sin C知，玻璃球对a光的临界角较大，故B错误因为b光的折射率较大，根据v知，b光在玻璃球中的传播速度较小，故C错误b光在玻璃球通过的路程较大，传播速度较小，由t知，b光在玻璃球中的传播时间较长，故D错误6(多选)两束不同频率的平行单色光a、b从空气射入水中，发生了如图2所示的折射现象()下列结论中正确的是()图2A光束b的频率比光束a的频率高B在水中的传播速度，光束a比光束b慢C水对光束a的折射率比
6、水对光束b的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大答案AC解析由题图可知na，nb；由于，故nanb，选项C正确；单色光的频率越高，水对单色光的折射率就越大，故光束b的频率比光束a的频率高，选项A对；由n可知v，故在水中的传播速度，光束a比光束b快，选项B错；由sin C可知，若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角小，选项D错7.如图3所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()图3A. B.C
7、. D.答案A解析由几何关系可知入射角i，折射角，所以该棱镜的折射率n，A正确8(多选)把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入(如图4)，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()图4A将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏B将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动C将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏答案CD解析劈角变小时，由于形成亮条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定，当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大，如图所示，因此干涉条纹变疏，选项A错误，D正确；将玻璃板平行上移，路程差变
8、大，条纹向着劈尖移动，选项B错误，C正确9(多选)如图5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30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()图5A该棱镜的折射率为B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解析由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60，折射角为30，由折射定律可知n，A正确；光射在F点时，入射角为30，故不发生全反射，折射角为60，B、D错；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确10(多选)
9、如图6所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的是()图6A出射光线一定与入射光线平行B随着角的增大(90)，光可能在a表面发生全反射C随着角的增大(90)，光可能在b表面发生全反射D无论如何改变角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射答案AD解析光线通过两面平行的玻璃板时，光的传播方向不变，只是发生了侧移，故选项A正确；光线在a表面是由光疏介质射入光密介质，故不会发生全反射当光线射到b表面时，入射角等于光在a表面时的折射角，由光路可逆知，它在b表面的折射角等于在a表面的入射角，故在b表面也不会发生全反射，故B、C错误，D正确二、实验题(本
10、题共2小题，共14分)11(8分)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图7甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1100 mm，双缝与屏的距离L2700 mm，双缝间距d0.25 mm.用测量头来测量亮条纹中心的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数图7(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1_mm，对准第4条时读数x2_mm.(2)写出计算波长的表达式，_(用符号表
11、示)，_m.答案(1)2.1907.870(2)6.7610712(6分)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8所示图8(1)在图9中画出完整的光路图；图9(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10所示图中P1和P2是同一入射光线上的两枚大头针，对应其出射光线上的两枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)图10答案(1)见解析图(2)1.53(说明：0.03范围内都可)(3)A解析(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长
12、，与玻璃砖两平行边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中的传播线路光路图如图所示(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为1，折射角为2，则sin 10.798，sin 20.521，所以该玻璃砖的折射率n1.53(3)由题图可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.三、计算题(本题共4小题，共46分计算时必须有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图11所示，AB为空气与某种介质的界面，直线MN垂直于界面AB.某单色光由空气射入折射率n的
13、这种介质已知此单色光在空气中的光速约为3.0108 m/s.求：图11(1)当入射角i60时，折射角r；(2)此单色光在这种介质中的光速v；(3)此单色光由这种介质射向空气时临界角的正弦值sin C.答案(1)30(2)1.73108 m/s(3)0.58解析(1)由折射定律n得：sin r所以，当入射角i60时，折射角r30(2)由n得v m/s1.73108 m/s(3)sin C0.58.14. (10分)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12所示，求该材料的折射率图12答案解析如图所示，根据折射定律n由题意可
14、知sin C而C90r联立解得n.15(12分)如图13所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率n.MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 cm，CD为出射光线图13(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间；(2)求CD与MN所成的角.(需写出求解过程)答案见解析解析(1)连接BC，如图所示，设在B点光线的入射角、折射角分别标为1、2，由几何关系可得sin 1，得145由折射定律得，在B点有：n解得sin 2，故230又有BC2Rcos 2，则t得：t109 s(2)由几何关系可知COP15，又ECP145由几何关系可得30.16. (14分)一个水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H.在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105，如图14所示求：图14(1)光在该液体中的传播速度大小；(2)液体表面被光源
