（浙江專版）2019年高中物理 第十三章 光 章末過關(guān)檢測（三）（含解析）新人教版選修3-4

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1、末過關(guān)檢測（三） 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1.如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列判斷正確的是(　　) A．玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C．在真空中a光的波長大于b光的波長 D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量 解析：選B　根據(jù)光路可逆和折射定律可知，玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，a光的頻率大于b光的頻率，則A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；根據(jù)波長λ＝cT＝和光子能量公式E＝hν，知a光的波長小于b光的波長，a光光子的能量大于b光光子的能量，則C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．一束單

2、色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是(　　) A．紅光以30°的入射角入射 B．紅光以45°的入射角入射 C．紫光以30°的入射角入射 D．紫光以45°的入射角入射 解析：選D　對(duì)同一介質(zhì)，紫光的折射率大于紅光，即n紫＞n紅，又因?yàn)閚＝，如圖所示，以同一角度入射，折射率越大，折射角越小，偏折程度越大，所以A、B錯(cuò)誤；C、D中折射率相同，側(cè)位移s＝sin(θ1－θ2)，入射角θ1增大時(shí)，θ2也增大，且θ1比θ2增大得快，則增大，sin(θ1－θ2)增大，s增大，因此入射角越大，側(cè)

3、位移越大，C錯(cuò)誤，D正確。 3．一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長變短　　　 B．速度不變，波長變短 C．頻率增高，波長變長 D．頻率不變，波長變長 解析：選A　光從空氣射入玻璃中，其頻率ν不變；又由n＝，推出速度v變??；再由v＝λν，推出λ變小。故選項(xiàng)A正確。 4．已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光(　　) A．在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C．從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，紅光臨界角較大 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大 解析：選C　由

4、n藍(lán)>n紅及n＝可知，v紅>v藍(lán)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若入射角為α，折射角為β，則n＝，所以sin β＝，可見，入射角相同時(shí)，折射率小的折射角大，則藍(lán)光折射角較小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)閟in C＝，所以折射率小的臨界角大，從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)條紋間距公式Δx＝λ可知，用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，的比值不變，條紋間距與波長成正比，紅光和藍(lán)光相比，紅光的波長較長，所以紅光的相鄰條紋間距較大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．與通常觀察到的月全食不同，小虎同學(xué)在2012年12月10日晚觀看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫出了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是(　

5、　) A．地球上有人用紅色激光照射月球 B．太陽照射到地球的紅光反射到月球 C．太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球 D．太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋 解析：選C　小虎同學(xué)觀看月全食時(shí)看到的整個(gè)月亮是暗紅的，這是由于太陽光中的紅光經(jīng)地球的大氣層折射到月球而形成的，則C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示。M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為(　　) A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫、紅、紫 C．紅、

6、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、紅 解析：選A　光在水珠中折射時(shí)，折射率越大，折射角越大，故選項(xiàng)A正確。 二、多項(xiàng)選擇題(本題共2小題，每小題4分，共8分) 7．關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說法正確的是(　　) A．水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快 B．光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射 C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深 D．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬 解析：選CD　光在介質(zhì)中的傳播速度v＝，其中n是折射率，由于水對(duì)藍(lán)光的折射率大于水對(duì)紅光的折射率，所以在水中藍(lán)光的傳播速度比紅光慢，A錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，才有可能發(fā)

7、生全反射，B錯(cuò)誤；視深h和實(shí)際深度H的關(guān)系為h＝，所以魚的實(shí)際深度比看到的要深，C正確；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋間距Δx＝λ，由于紅光波長大于藍(lán)光波長，所以用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬，D正確。 8．將激光束的寬度聚焦到納米級(jí)(10－9 m)范圍內(nèi)，可修復(fù)人體已損壞的器官，對(duì)DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，把至今尚令人無奈的癌癥、遺傳疾病等徹底根除，這是應(yīng)用了激光的(　　) A．平行性好的特性 B．單色性好的特性 C．亮度高的特性 D．粒子性好的特性 解析：選AC　將激光束寬度聚集到納米級(jí)是應(yīng)用了激光的平行性好，利用激光修復(fù)器官、基因是應(yīng)用了激光亮度高能量大的特性，故A、C正確。 三、

8、非選擇題(本題共5小題，共68分) 9．(10分)用紅光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離為0.2×10－3 m，測得雙縫到屏的距離為0.700 m。分劃板中心刻線對(duì)齊第一級(jí)亮條紋中央時(shí)，手輪讀數(shù)為0.200×10－3 m。第四條亮條紋所在的位置為7.470×10－3 m。則紅光的波長為________。若改用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn)，其他條件不變，則干涉條紋寬度將變________(填“寬”或“窄”)。 解析：條紋間距 Δx＝ m ≈2.423×10－3 m。 由Δx＝λ得： λ＝Δx ＝ m ≈6.9×10－7 m。 由Δx＝λ及λ紅>λ藍(lán)知，干涉條紋寬度將變窄。 答案：6.9×10

9、－7 m　窄 10．(12分)學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率的儀器，如圖所示。在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像。同學(xué)們通過計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則： (1)若∠AOF＝30°，OP3與

10、OC的夾角為30°，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為________。 (2)圖中P3、P4兩位置，________處所對(duì)應(yīng)的折射率值大。 (3)作AO的延長線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為________。 解析：(1)根據(jù)折射定律n＝，題中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝≈1.73。 (2)題圖中P4對(duì)應(yīng)的入射角大于P3所對(duì)應(yīng)的入射角，所以P4對(duì)應(yīng)的折射率大。 (3)因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對(duì)應(yīng)的折射率為1。 答案：(1)1.73　(2)P4　(3)1 11．(14分)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率，他的操作步驟如下： A．

11、用刻度尺量出半圓形玻璃磚的直徑d，算出半徑r＝，然后確定圓心的位置，記在玻璃磚上； B．在白紙上畫一條直線作為入射光線，并在入射光線上插兩枚大頭針P1和P2； C．讓入射光線與玻璃磚直徑垂直，入射點(diǎn)與圓心O重合，如圖所示； D．以圓心O為軸，緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，同時(shí)調(diào)整視線方向，恰好看不到P2和P1的像時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，然后沿半圓形玻璃磚直徑畫一條直線AB，如圖所示。 (1)該同學(xué)利用白紙上描下的P1O和AB兩條直線，可算出該玻璃的折射率n，他的根據(jù)是______________________________________________。 (2)如何在圖上用刻度尺和圓規(guī)作圖

12、，求出該玻璃的折射率n? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：(1)P1O與AB垂線的夾角θ正好是光線P1O射到界面AB上的入射角，此時(shí)恰好發(fā)生全反射，所以由sin θ＝可算出該玻璃的折射率。 (2)如圖所示，以O(shè)為圓心，以r＝為半徑作半圓弧，并過O點(diǎn)作直線AB的垂線交圓弧于C點(diǎn)，再過C點(diǎn)作P1O的垂線交P1O于D點(diǎn)，用刻度尺測

13、量CD長度，則 n＝＝＝。 答案：見解析 12.(16分)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN，與光屏的距離為L，棱鏡對(duì)紅光的折射率為n1，對(duì)紫光的折射率為n2。一束很細(xì)的白光由棱鏡的側(cè)面AB垂直射入，直接到達(dá)AC面并射出。畫出光路示意圖，并標(biāo)出紅光和紫光射在光屏上的位置，求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離。 解析：光路如圖所示。紅光和紫光在AC面上的入射角相同，設(shè)為i，折射角分別為r1和r2，它們射到屏上的位置離O點(diǎn)的距離分別為d1和d2。由折射定律得 n1sin i＝sin r1 n2sin i＝sin r2 由幾何關(guān)系得 i＝∠A

14、d1＝Ltan r1 d2＝Ltan r2 聯(lián)立以上各式并利用題給條件得，紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離為 d2－d1＝L。 答案：見解析 13．(16分)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示。一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過折射和反射后從b點(diǎn)出射。設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩鱗片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t。 解析：設(shè)光在鱗片中的折射角為γ，由折射定律得 sin i＝nsin γ 在鱗片中傳播的路程l1＝，傳播速度v＝，傳播時(shí)間t1＝ 解得t1＝ 同理，在空氣中的傳播時(shí)間 t2＝ 則t＝t1＋t2 ＝＋。 答案：見解析 - 6 -