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

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1、末過(guò)關(guān)檢測(cè)（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(jiàn)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Ba光的頻率大于b光的頻率C在真空中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)Da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(zhǎng)cT和光子能量公式Eh，知a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，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

2、射出，出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線(xiàn)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ssin(12)，入射角1增大時(shí)，2也增大，且1比2增大得快，則增大，sin(12)增大，s增大，因此入射角越大，側(cè)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(zhǎng)變短B速度不變，波長(zhǎng)變短C頻率增高，波長(zhǎng)變長(zhǎng)

3、D頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)解析：選A光從空氣射入玻璃中，其頻率不變；又由n，推出速度v變??；再由v，推出變小。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，折射角為，則n，所以sin ，可見(jiàn)，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

4、臨界角較大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)條紋間距公式x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(zhǎng)成正比，紅光和藍(lán)光相比，紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，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(huà)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()A地球上有人用紅色激光照射月球B太陽(yáng)照射到地球的紅光反射到月球C太陽(yáng)光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球D太陽(yáng)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(yáng)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

5、確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。6虹和霓是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來(lái)說(shuō)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、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(shuō)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(yú)，魚(yú)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

6、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)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(yú)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x，由于紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，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)(109 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(wú)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

7、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、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0.2103 m，測(cè)得雙縫到屏的距離為0.700 m。分劃板中心刻線(xiàn)對(duì)齊第一級(jí)亮條紋中央時(shí)，手輪讀數(shù)為0.200103 m。第四條亮條紋所在的位置為7.470103 m。則紅光的波長(zhǎng)為_(kāi)。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x m2.423103 m。由x得：x m6.9107 m。由x及紅藍(lán)知，

8、干涉條紋寬度將變窄。答案：6.9107 m窄10(12分)學(xué)校開(kāi)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(cè)量液體折射率的儀器，如圖所示。在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)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(xiàn)，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(guò)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AOF3

9、0，OP3與OC的夾角為30，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為_(kāi)。(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(zhǎng)線(xiàn)交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為_(kāi)。解析：(1)根據(jù)折射定律n，題中160，2AOF30，所以n1.73。(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(xiàn)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)111(14分)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率，他的操作步驟如下：A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(huà)一

10、條直線(xiàn)作為入射光線(xiàn)，并在入射光線(xiàn)上插兩枚大頭針P1和P2；C讓入射光線(xiàn)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(xiàn)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(huà)一條直線(xiàn)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(xiàn)，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，求出該玻璃的折射率n?_解析：(1)P1O與AB垂線(xiàn)的夾角正好是光線(xiàn)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 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(guò)O點(diǎn)

11、作直線(xiàn)AB的垂線(xiàn)交圓弧于C點(diǎn)，再過(guò)C點(diǎn)作P1O的垂線(xiàn)交P1O于D點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量CD長(zhǎng)度，則n。答案：見(jiàn)解析12.(16分)如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，AC平行于光屏MN，與光屏的距離為L(zhǎng)，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(huà)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 isin r1n2sin isin

12、 r2由幾何關(guān)系得iAd1Ltan r1d2Ltan 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d2d1L。答案：見(jiàn)解析13(16分)Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)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(guò)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，由折射定律得sin insin 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tt1t2。答案：見(jiàn)解析- 6 -