《2016-2017学年高中物理 第13章 光本章测评a 新人教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第13章 光本章测评a 新人教版选修3-4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第13章 光 (基础过关)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得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90C.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,
2、而当光发生全反射现象时,只有反射现象而无折射现象,选项C正确,D错误。答案:ABC2.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科研、生产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:激光是横波,故选项A错误;由n=和v=f得=,f相同,n不同,则波长不同,故选项B错误;产生干涉现象的条件是频率相同,相位差恒定,故选项C错误;由激光特点知,选项D正确。答案:D3.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彩灯的深度和水
3、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解析:光从水里射入空气时发生折射,入射角相同时,折射率越大,折射角越大,从水面上看光源越浅,红灯发出的红光的折射率最小,看起来最深;设光源的深度为d,光的临界角为C,则光能够照亮的水面面积大小为S=(dtan C)2,可见,临界角越大的光,照亮的面积越大,各种色光中,红光的折射率最小,临界角最大,所以红灯照亮的水面面积较大,选项D正确。答案:D4.以下说法中正确的是()A.肥皂泡在阳光的照射
4、下会呈现彩色,这是由于光的衍射造成的色散现象B.光的偏振现象说明光是纵波C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D.当观察者向静止的声源运动时,观察者接收到的声源频率低于声源发出的频率解析:肥皂泡在阳光的照射下会呈现彩色,这是由光的干涉形成的,故A错误;光的偏振现象说明光是一种横波,故B错误;由于激光的平行度好,因此常用于读取光盘上的信息,故C正确;当观察者向静止的声源运动时,接收到的频率将高于声源发出的频率,故D错误。答案:C5.导学号38190111如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角AOB=60,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰
5、好平行于OB,以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是()A.,不能发生全反射B.,能发生全反射C.,不能发生全反射D.,能发生全反射解析:画出光路图,并根据几何关系标出角度,如图所示,由图可知,介质的折射率n=;因为sin 30=sin C,所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射,选项A正确。答案:A6.如图所示,两束单色光a、b由空气射向玻璃,经折射后形成复合光束c,则下列说法正确的是()A.从玻璃射向空气时,a光的临界角大于b光的临界角B.对同种玻璃,a光的折射率比b光的折射率小C.在同种玻璃中,a光的光速小于b光的光速D.在真空中,a光的
6、光速大于b光的光速解析:设入射角为i,折射角为r,则n=,由于ibia,所以nbna,又因为v=,所以vbva,选项B正确,C错误;在真空中,a光、b光的光速相同,选项D错误;由sin C=,CbCa,选项A正确。答案:AB7.如图所示,一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光,取其中a、b、c三种色光,下列说法正确的是()A.若b光为绿光,则c光可能为蓝光B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最小C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D.若让a、b、c三色光以同一入射角从某介质射向空气,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射解析:白
7、光经过色散后,从c到a形成红光到紫光的彩色光带,从c到a波长在逐渐减小,因为蓝光的波长小于绿光的波长,所以如果b是绿光,c绝对不可能是蓝光,A错误;c光的波长最长,a光波长最短,由于干涉条纹的间距与波长成正比,a光形成的干涉条纹的间距最小,故B正确;由题图看出,c光的折射率最小,a光的折射率最大,由公式v=分析可知,a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大,故C错误;c光的折射率最小,a光的折射率最大,由临界角公式sin C=分析得知,a光的临界角最小,c光临界角最大,则若让a、b、c三色光以同一入射角,从某介质射向空气,b光恰能发生全反射,则c光一定不能发生全反射,故D错误。答案
8、:B8.在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法,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,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜。现在用波长为的单色光垂直照射,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t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2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t1升至t2过程中,A的高度增加D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加解析:该装置利用B下表面反射光与A上表面反射光发生干
9、涉的原理,若最亮,说明干涉加强,加强时路程差x=n(n=0,1,2,),由于t1和t2两温度为连续变化,且出现两次最亮,所以两次路程差为一个波长,t1到t2过程中,A的高度应增加半个波长。答案:D二、实验题(本题共2小题,每小题8分,共16分)9.导学号38190112如图所示,用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC,在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3,P4,记下P3、P4的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面相交于D,量出该直线与AB面
10、的夹角为45。则该透光物质的折射率n为,并在图中画出正确完整的光路图。解析:利用插针法确定光路,注意观察线路有时遮挡的是物体,有时遮挡的是物体的像,目的是确定某一种入射光线和对应的折射光线,便于利用折射定律求解折射率。答案:被P2的像挡住挡住P1和P2的像挡住P1、P2的像和P3光路图如图所示10.在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题。(1)如图所示,甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是。(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白
11、光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为。(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离l=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图a所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图b所示,则其示数为 mm;在B位置时游标卡尺如图c所示,由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m。解析:(1)光的干涉条纹是等间距的,故题图中的干涉条纹是题图甲。(2)根据实验原理可知,题图丙中的光具座上自左向右放置的光学元件依次为白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、光屏,故答案为EDBA。(3)由题图b可知,A位置所对应的条纹位置为
12、x1=111 mm+20.05 mm=111.10 mm,由题图c可知,B位置所对应的条纹位置为x2=115 mm+120.05 mm=115.60 mm,故条纹间距x=0.64 mm,将其代入x=,解得=x=0.6410-6 m=6.410-7 m。答案:(1)甲(2)EDBA(3)111.106.410-7三、计算题(本题共3小题,共36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。有数值计算的,答案中应明确写出数值和单位)11.(10分)在用红光做双缝干涉实验时,已知双缝间的距离为0.5 mm,测得双缝到光屏的距离为1.0 m,在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5
13、 mm,则:(1)此红光的频率为多少?它在真空中的波长为多少?(2)假如把整个装置放入折射率为的水中,这时屏上相邻明条纹的间距为多少?解析:(1)相邻两条暗条纹间的距离x= m=1.510-3 m根据=x得=1.510-3 m=7.510-7 m由=得此光的频率= Hz=4.01014 Hz。(2)在水中红光的波长=7.510-7 m相邻两条明条纹间的距离为x=7.510-7 m=1.12510-3 m。答案:(1)4.01014 Hz7.510-7 m(2)1.12510-3 m12.(12分)半径为R的玻璃圆柱体,截面如图所示,圆心为O,在同一截面内,两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B
14、两点,其中一束沿AO方向,AOB=30,若玻璃对此单色光的折射率n=。(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径,并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时,如有折射光线则不考虑反射光线)并作出光路图。(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A点的距离。解析:(1)A光过圆心,射入和射出玻璃圆柱始终方向不变,射出玻璃圆柱的折射角为0。B光从B点射入,设折射角为r,第一次在C点射出,设B光第一次射出圆柱面时的折射角为i2,由折射定律,n=,解得r=30。由折射定律,n=,解得i2=60。光路图如图所示。(2)设B光从C点射出光线反向延长线交A光于D点
15、,由图可知,DOC为直角,DA=Rtan 60-R=(-1)R。答案:(1)见解析(2)(-1)R13.导学号38190113(14分)一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示,玻璃的折射率为n=。(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都要从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?(2)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。解析:(1)在O点左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sin =由几何关系有OE=Rsin 由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l=2OE联立式,代入已知数据得l=R。
