2020年高中物理 第四章 光過關(guān)檢測（含解析）教科版選修3-4

第四章過關(guān)檢測(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第15小題只有一個選項正確,第68小題有多個選項正確)1.關(guān)于自然光和偏振光,下列說法正確的是()A.自然光能產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,而偏振光卻不能B.只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光C.自然光只能是白光,而偏振光不能是白光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光答案D解析自然光和偏振光都能產(chǎn)生干涉和衍射,都能使感光底片感光,A錯,D對;光的偏振現(xiàn)象并不罕見,除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通常看到的光絕大部分都是偏振光,B錯,光的顏色由光的頻率決定,與光的偏振方向無關(guān),C錯。2.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點,在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛。下列關(guān)于激光的敘述正確的是()A.激光是縱波B.頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同C.兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離答案D解析激光是橫波,選項A錯誤;激光在不同介質(zhì)中的波速不同,由=可以判斷選項B錯誤;發(fā)生干涉現(xiàn)象的條件是兩束光必須為頻率相同的相干光源,選項C錯誤;利用激光平行度好的特點,可以通過光的反射測量激光往返所用時間,達(dá)到測量月球到地球距離的目的,選項D正確。3.劣質(zhì)的玻璃中往往含有空氣泡,這些空氣泡看上去比較亮,對這一現(xiàn)象有以下不同的解釋,其中正確的是()A.空氣泡對光線有會聚作用,因而較亮B.空氣泡對光線有發(fā)散作用,因而較亮C.從空氣泡到達(dá)玻璃的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮D.從玻璃到達(dá)空氣泡的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮答案D解析要注意發(fā)生全反射的條件是:光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì),且入射角大于或等于臨界角。一部分從玻璃到達(dá)空氣泡的界面處的光滿足了發(fā)生全反射的條件,因而發(fā)生全反射,這也就是氣泡看上去比較亮的原因。4.下圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣,則()A.甲為紫光的干涉圖樣B.乙為紫光的干涉圖樣C.丙為紅光的干涉圖樣D.丁為紅光的干涉圖樣答案B解析紫光的波長較紅光短,條紋間距窄,所以B項正確,A項錯誤;丙、丁均為衍射圖樣,所以C、D兩項錯誤。5.雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹。設(shè)水滴是球形的,圖中的圓代表水滴過球心的截面,入射光線在過此截面的平面內(nèi),a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線,則它們可能依次是()A.紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B.紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C.紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D.紅光、黃光、藍(lán)光和紫光答案B解析作出a、b、c、d四條光線第一次折射時的法線,可知其折射率大小關(guān)系為na>nb>nc>nd,則它們可能依次是紫光、藍(lán)光、黃光和紅光,所以本題只有選項B正確。6.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后,其光路如圖所示。下列說法正確的是()A.單色光1的波長小于單色光2的波長B.在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C.單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間D.單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案AD解析根據(jù)題圖知,光1的折射率較大,與光2相比,其波長較小,在玻璃中傳播速度較小,臨界角較小,通過玻璃的時間較大,選項A、D正確。7.在雙縫干涉實驗中,某同學(xué)用黃光作為入射光。為了增大干涉條紋的間距,該同學(xué)可以采用的方法有()A.改用紅光作為入射光B.改用藍(lán)光作為入射光C.增大雙縫到屏的距離D.增大雙縫之間的距離答案AC解析根據(jù)條紋間距x=·可知:要增大干涉條紋的間距,可增大,紅>黃,選項A正確;黃>藍(lán),選項B錯誤;增大到屏的距離l,x增大,選項C正確;增大雙縫間距d,x減小,選項D錯誤。8.用薄玻璃片制成一個中間空的三棱鏡放入水中,當(dāng)一束白光從一個側(cè)面斜射入并從三棱鏡通過時,下面說法中正確的是()A.各色光都向頂角偏折B.各色光都向底面偏折C.紅色光的偏向角比紫光的大D.紅色光的偏向角比紫光的小答案AD解析薄玻璃片的厚度可以忽略不計,這樣在水中的“空氣三棱鏡”的折射率比周圍水的折射率小,這與放在空氣中的玻璃三棱鏡是不同的,同樣根據(jù)折射定律,各色光都向頂角偏移,紅光的偏向角仍然比紫光的小,故A、D兩項正確。二、填空題(每小題10分,共20分。把答案填在相應(yīng)的橫線上)9.在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,裝置如圖所示。雙縫間的距離d=3 mm。(1)若測定紅光的波長,應(yīng)選用色的濾光片。實驗時需要測定的物理量有和。 (2)若測得雙縫與屏之間距離為0.70 m,通過測量頭(與螺旋測微器原理相似,手輪轉(zhuǎn)動一周,分劃板前進或后退0.500 mm)觀察到第1條亮紋的位置如圖(a)所示,觀察到第5條亮紋的位置如圖(b)所示。則可求出紅光的波長=m。(保留一位有效數(shù)字) 答案(1)紅雙縫到屏的距離ln條亮(或暗)紋間距離a(2)7×10-7解析(1)測紅光波長應(yīng)選紅色濾光片,因為紅色濾光片能透過紅光。據(jù)x=知,需測雙縫到屏的距離l和n條亮(或暗)紋間距離a,從而計算出條紋間距離x,最后算出。(2)根據(jù)題圖(a)(b)可求出兩相鄰亮條紋間距x= mm0.163 mm,所以=7×10-7 m。10.在利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中:(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃磚使它向aa'方向平移了少許,如圖甲所示。則他測出的折射率將(選填“偏大”“偏小”或“不變”) (2)乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面aa'、bb'間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖乙所示,則他測得折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 答案(1)不變(2)偏小解析(1)如圖甲所示,甲同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后,測得的入射角、折射角沒有受到影響,因此測得的折射率將不變。(2)如圖乙所示,乙同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后,測得的入射角不受影響,但測得的折射角比真實的折射角偏大,因此測得的折射率偏小。三、計算題(每小題16分,共32分)11.一厚度為h的大平板玻璃水平放置,其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面。在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片,圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上。已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率。答案解析如圖,考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點發(fā)出的一條光線,假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A'點折射,根據(jù)折射定律有nsin =sin 式中,n是玻璃的折射率,是入射角,是折射角?，F(xiàn)假設(shè)A'恰好在紙片邊緣。由題意,在A'點剛好發(fā)生全反射,故=設(shè)AA'線段在玻璃上表面的投影長為L,由幾何關(guān)系有sin =由題意,紙片的半徑應(yīng)為R=L+r聯(lián)立以上各式得n=12.用某一單色光做雙縫干涉實驗時,已知雙縫間距離為0.25 mm,在距離雙縫為1.2 m處的光屏上,測得5條亮紋間的距離為7.5 mm。(1)求這種單色光的波長。(2)若用這種單色光照射到增透膜上,已知增透膜對這種光的折射率為1.3,則增透膜的厚度應(yīng)取多少?答案(1)3.9×10-7 m(2)7.5×10-8 m解析(1)根據(jù)公式x=,得=x由題意知x=又l=1.2 m,d=0.25×10-3 m所以=x=m=3.9×10-7m。(2)根據(jù)公式n=,c=f,v='f得n=所以'= m=3.0×10-7 m故增透膜的厚度d'='=7.5×10-8m。- 5 -