2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：第十三章 光 章末检测试卷（三） .docx

章末检测试卷(三)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1(2018嘉兴高级中学高二第二学期期中)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，这些现象分别属于()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光和衍射、干涉和色散现象答案A解析在太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，是薄膜干涉现象；瀑布溅起的小水滴相当于棱镜，在阳光下呈现的彩虹是光的色散现象；通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹是光的衍射现象，A正确2(多选)(2018台州中学第一学期第一次统练)以下关于图1光学知识的叙述中，正确的是()图1A甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象B乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理D丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射答案ABD3(2018湖州高二下学期期中)关于图2中四个实验，以下说法正确的是()图2A四个实验产生的条纹均为干涉条纹B甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹答案D解析丁实验中，单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹，其他三个均为光的干涉条纹，选项A错误，D正确；牛顿环产生明暗条纹是不等距的，选项B错误；根据x可知，丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的波长越大，频率越小，选项C错误4(多选)某A小区工作人员在小区的池塘底部安装了颜色各异的光源，夜晚时打开光源，水上就会出现颜色各异的“光斑”，十分好看，B小区知道以后也用了同样的方法，但是却只能看到整个水面都在发光，而看不到“光斑”根据以上描述，下列说法正确的是()A“光斑”的产生是因为光在水面发生了衍射B不同颜色的“光斑”大小不同，其中红色的最大CB小区失败的原因可能是因为水池太深DB小区失败的原因可能是因为水池太浅答案BC5.(多选)如图3所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()图3A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角振动的光答案ABD解析太阳光是自然光，沿各个方向振动的光都有，所以在偏振片P另一侧可看到透射光；沿竖直方向振动的光，与P的透振方向相同，能透过偏振片；沿与竖直方向成45角振动的光，有部分能透过偏振片P，故A、B、D正确6(2018温州五校联考)如图4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，光的传播路径与方向可能正确的是()图4答案D解析由干涉条纹可看出，a光的条纹间距大于b光的，故根据x可知，a光的波长大于b光的，a光的频率小于b光的，则a光对应的折射率小于b光对应的折射率，a光的临界角大于b光的临界角A图中a、b两种光的位置颠倒了；B图中出射光应该和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应该是b光，所以选项D正确7(多选)(2018杭州五县七校联考第一学期期中)如图5甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色(如图乙)，则下列说法中正确的是()图5Aa光的频率比b光大B水对a光的折射率比b光大Ca光在水中的传播速度比b光大D在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光宽答案CD8(2018金华市十校高二上学期期末联考)如图6所示为匀质玻璃圆柱体的横截面图，其中MN为过圆心O的水平直线现有两单色细光束a、b相对MN对称且平行MN照射玻璃柱体，经玻璃折射后两束光相交于P点则a、b两束光相比()图6A玻璃对a光的折射率比b光小B在玻璃中a光的传播速度比b光小C在玻璃中a光的传播时间比b光短Da光的频率比b光的频率小答案B解析由题意及光路图可知，a、b两光的入射角i相等，折射角：rbra，由折射定律：n可知，nbna，故A错误；光在介质中的传播速度：v，由于nbna，则vbva，故B正确；由光路图可知，在玻璃中光的路程关系为：sbsa，已知：vbva，光的传播时间：t，则：tbta，故C错误；因b光的折射率小，则b光的频率小于a光的频率，选项D错误9.(多选)(2018余姚中学选考仿真模拟)如图7所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是()图7Aa光的波长小于b光的波长B这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率C若用同一装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距D若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角答案AB10.(多选)(2018浙江群星外国语学校月考)一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是(也称频率宽度)，其中和分别记为“上限频率”和“下限频率”如图8所示，某红宝石激光器发出的激光(其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光)由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成角则下列说法正确的是()图8A逐渐减小角，a光在液膜下表面先发生全反射Ba光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大Cb光更容易发生明显的衍射现象D相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小答案BC11.(2017宁波模拟)一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n，其横截面如图9所示，O表示半圆柱形横截面的圆心一束极窄的光束从AOB边上的A点以与竖直方向成60角入射，已知真空中的光速为c，则光从进入透明体到第一次离开透明体所经历的时间为()图9A. B. C. D.答案D解析设此透明体的临界角为C，依题意sin C，当入射角为60时，由n得到折射角30，即此时光折射后射到圆弧上的M点，在M点的入射角为60，因为sin 60sin C，所以60大于临界角，会发生全反射往后光水平反射至圆弧上的N点并在N点发生全反射，再反射至B点，从B点第一次射出，如图所示光在透明体内的路程s3R，光在透明体内的速度v，经历的时间t.12(多选)(2017浙江4月选考)图10中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80 mm，双缝到屏的距离为0.80 m波长为500 nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹中心轴线OO上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处现有1号、2号虫子分别从S1、S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1,2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2.假定两只虫子爬行速率均为103 m/s.正确的是()图10A1号虫子运动路程比2号短B两只虫子运动的时间差为0.2 sC两只虫子运动的时间差为1.0 sD已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算答案AB二、非选择题(本题共6小题，共52分)13(4分)(2018宁波高二下学期期末)研究双缝干涉现象时，如图11甲所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹的中心A，示数如图乙所示，其读数为_mm.移动手轮至另一条亮条纹中心B，读出其读数为27.6 mm.已知双缝与光屏间距为0.6 m，所用双缝相距0.2 mm，则所测单色光波长为_m(保留两位有效数字)图11答案19.46.8107(每空2分)解析游标卡尺读数为1.9 cm0.14 mm19.4 mm；条纹间距：x mm2.05 mm；根据双缝干涉条纹间距公式x，解得 m6.8107 m.14(6分)液体折射率的测量具有重要的意义，现有如下实验器材：装有待测液体的方形容器(忽略容器壁玻璃的厚度)、激光器、测量角度的装置和观察屏，如图12所示(1)在图中定性画出从ab面射入，在bc面刚好发生全反射的光路图；(2)若在bc面刚好发生全反射时，从ab面射入的入射角为ic，则液体折射率的测量公式可表达为_；(3)本实验装置测量液体折射率的测量范围为_图12答案(1)(2)n(3)1n(每问2分)15.(8分)如图13所示，AB为空气与某种介质的界面，虚线MN垂直于界面AB.某单色光由空气射入折射率n的这种介质已知此单色光在真空中的光速为3.0108 m/s.求：图13(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(2分)所以，当入射角i60时，折射角r30(2分)(2)由n得v m/s1.73108 m/s(2分)(3)sin C0.58.(2分)16.(8分)半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图14所示，O点为圆心，OO为直径MN的垂线足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直一束复色光沿半径方向与OO成30角射向O点，已知复色光包含折射率从n1到n2的光束，因而光屏上出现了彩色光带图14(1)求彩色光带的宽度；(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求角至少为多少时会出现这种现象答案(1)(1)R(2)45解析(1)由折射定律得n1，n2，代入数据，解得145，260.故彩色光带的宽度为Rtan 45Rtan 30(1)R.(4分)(2)当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN上形成一个光点当折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好发生全反射时，对应的值最小，因为sin C1，所以C145，故的最小值minC145.(4分)17.(12分)(2017舟山中学高二第二学期期中)如图15所示，为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，AB为四分之一圆弧一细光束从圆弧AB的中点E沿半径射入棱镜后，恰好在圆心O点发生全反射，经CD面反射，再从圆弧的F点射出，已知OAa，ODa.求：(真空中光速为c)图15(1)出射光线与法线夹角的正弦值；(2)光在棱镜中传播的时间t.答案见解析解析(1)作出光路图如图根据几何关系可知，临界角为C45，(1分)根据全反射规律得，n，(1分)OGODa，sin ，(2分)根据折射定律得n，(1分)解得sin ，(1分)(2)光在棱镜中的传播速度vc(2分)由几何知识得，光在棱镜中传播的路程为laaa，(2分)光在棱镜中传播的时间t(2分)18(14分)(2017宁波北仑中学高二第二学期期中)如图16所示，一束光线以60的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P.现在将一块上下两平面平行的透明体平放在平面镜上，如图所示，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P点，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对该光线的折射率为.真空中光速为c3108 m/s.图16(1)作出后来的光路示意图，标出P点的位置；(2)透明体的厚度为多大？(3)该光线在透明体里传播的时间多长？答案(1)作出光路图如图所示(2)1.5 cm(3)21010 s解析(2)设透明体的厚度为d.根据折射定律得：n.(2分)将n，60，代入解得30，(2分)由题意及光路图得s2dtan 2dtan ，(2分)代入解得，d1.5 cm.(2分)(3)光在透明体中的传播速度为v，光在透明体中通过的路程为s，所以光在透明体里传播的时间为t21010 s(6分)