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

末過關檢測（三）一、單項選擇題(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a光的折射率小于對b光的折射率Ba光的頻率大于b光的頻率C在真空中a光的波長大于b光的波長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a光的折射率大于對b光的折射率，a光的頻率大于b光的頻率，則A項錯誤，B項正確；根據(jù)波長cT和光子能量公式Eh，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項錯誤。2一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃另一個表面射出，出射光線相對于入射光線側移了一段距離。在下列情況下，出射光線側移距離最大的是()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對同一介質(zhì)，紫光的折射率大于紅光，即n紫n紅，又因為n，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錯誤；C、D中折射率相同，側位移ssin(12)，入射角1增大時，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，側位移越大，C錯誤，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，其頻率不變；又由n，推出速度v變??；再由v，推出變小。故選項A正確。4已知某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，則兩種光()A在該玻璃中傳播時，藍光的速度較大B以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍光折射角較大C從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，紅光臨界角較大D用同一裝置進行雙縫干涉實驗，藍光的相鄰條紋間距較大解析：選C由n藍>n紅及n可知，v紅>v藍，選項A錯誤；若入射角為，折射角為，則n，所以sin ，可見，入射角相同時，折射率小的折射角大，則藍光折射角較小，選項B錯誤；因為sin 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，紅光臨界角較大，選項C正確；根據(jù)條紋間距公式x可知，用同一裝置進行雙縫干涉實驗，的比值不變，條紋間距與波長成正比，紅光和藍光相比，紅光的波長較長，所以紅光的相鄰條紋間距較大，選項D錯誤。5與通常觀察到的月全食不同，小虎同學在2012年12月10日晚觀看月全食時，看到整個月亮是暗紅的。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()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小虎同學觀看月全食時看到的整個月亮是暗紅的，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項正確，A、B、D項錯誤。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形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示。M、N、P、Q點的顏色分別為()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，折射率越大，折射角越大，故選項A正確。二、多項選擇題(本題共2小題，每小題4分，共8分)7關于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是()A水中藍光的傳播速度比紅光快B光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深D分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時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，由于水對藍光的折射率大于水對紅光的折射率，所以在水中藍光的傳播速度比紅光慢，A錯誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，才有可能發(fā)生全反射，B錯誤；視深h和實際深度H的關系為h，所以魚的實際深度比看到的要深，C正確；雙縫干涉實驗中條紋間距x，由于紅光波長大于藍光波長，所以用紅光時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(109 m)范圍內(nèi)，可修復人體已損壞的器官，對DNA分子進行超微型基因修復，把至今尚令人無奈的癌癥、遺傳疾病等徹底根除，這是應用了激光的()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是應用了激光的平行性好，利用激光修復器官、基因是應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驗時，已知雙縫間的距離為0.2×103 m，測得雙縫到屏的距離為0.700 m。分劃板中心刻線對齊第一級亮條紋中央時，手輪讀數(shù)為0.200×103 m。第四條亮條紋所在的位置為7.470×103 m。則紅光的波長為_。若改用藍光做實驗，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 m2.423×103 m。由x得：x m6.9×107 m。由x及紅>藍知，干涉條紋寬度將變窄。答案：6.9×107 m窄10(12分)學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據(jù)所學的光學知識，設計了一個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，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，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。同學們通過計算，預先在圓周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AOF30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應的折射率的值為_。(2)圖中P3、P4兩位置，_處所對應的折射率值大。(3)作AO的延長線交圓周于K，K處所對應的折射率值應為_。解析：(1)根據(jù)折射定律n，題中160°，2AOF30°，所以n1.73。(2)題圖中P4對應的入射角大于P3所對應的入射角，所以P4對應的折射率大。(3)因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對應的折射率為1。答案：(1)1.73(2)P4(3)111(14分)某同學用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率，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，入射點與圓心O重合，如圖所示；D以圓心O為軸，緩慢逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚，同時調(diào)整視線方向，恰好看不到P2和P1的像時，停止轉(zhuǎn)動玻璃磚，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，求出該玻璃的折射率n?_解析：(1)P1O與AB垂線的夾角正好是光線P1O射到界面AB上的入射角，此時恰好發(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為圓心，以r為半徑作半圓弧，并過O點作直線AB的垂線交圓弧于C點，再過C點作P1O的垂線交P1O于D點，用刻度尺測量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，A30°，AC平行于光屏MN，與光屏的距離為L，棱鏡對紅光的折射率為n1，對紫光的折射率為n2。一束很細的白光由棱鏡的側面AB垂直射入，直接到達AC面并射出。畫出光路示意圖，并標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，設為i，折射角分別為r1和r2，它們射到屏上的位置離O點的距離分別為d1和d2。由折射定律得n1sin isin r1n2sin isin r2由幾何關系得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)出閃亮耀眼的藍色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結構的示意圖如圖所示。一束光以入射角i從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設鱗片的折射率為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所需的時間t。解析：設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，傳播時間t1解得t1同理，在空氣中的傳播時間t2則tt1t2。答案：見解析- 6 -