物理选修3-4单元检测第十三章光含解析

学必求其心得，业必贵于专精物理人教

3-4

第十三章

光单元检测(时间：

90分钟

满分：100分)一、选择题（共

8小题，每题

5分，共

40分）1．由两个不相同光源所发出的两束白光落在同一点上

,不会产生干涉现象，这是由于（

)A．两个光源发出光的频率不相同B．两个光源发出光的强度不相同C．两个光源的光速不相同D．两个光源是相互独立的，不是有关光源2．下面是四种与光有关的事实，其中与光的干涉有关的是(）．用光导纤维流传信号．用透明的标准样板和单色光检查平面的平展度C．一束白光经过三棱镜形成彩色光带D．水面上的油膜表现彩色3．以下列图,上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出a、b两束平行单色光.以下说法中正确的选项是（）

,分成A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角C．在玻璃中a光的流传速度大于b光的流传速度D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽4．某棱镜顶角θ＝41.30，°一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，经过棱镜后从另一个侧面射出在光屏上形成由红到紫的彩色光带以下列图，当入射角i逐渐减小到零的过程中，彩色光带变化情况是（

）

,色光紫蓝绿黄橙红折射率1。5321。5281。5191.5171.5141。513临界角40.75°40.88°41。17°41.23°41.34°41。37°．紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光．红光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和蓝光．红光最先消失，最后只剩下紫光、靛光、蓝光和绿光5．对衍射现象的定性解析,正确的选项是( )．光的衍射是光在流传过程中绕过阻挡物发生波折流传的现象．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的颠簸说供应了有力的凭据D．光的衍射现象完满否定了光的直线流传结论6．高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时,它能将车灯照射出去的光逆向返回特别醒目。这种“回光返照膜”是用球体反射元件制成的。以下列图，反光膜内均匀分布着直径10所用玻璃的折射率为错误!，为使入射的车灯光辉经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光辉平行

,标志牌上的字μm的细玻璃珠，,那么第一次入射的入射角是

(

）学必求其心得，业必贵于专精A．60°B．45°C．30°D．15°7．介质的折射率为n，它与真空的交界面是一个平面，介质中有一点A,真空中有一点B，A、B连线与界面的交点为P,以下列图,已知AP＝BP。由A点发出的一束激光，射到界面上的Q点（图中未画出）后，进入真空流传，能够到达B点。关于Q点的地址以下表达中正确的选项是( )A．Q点在P点的左侧B．Q点在P点的右侧C．若是透明介质的折射率n变大，要使由A点发出的一束激光还可以到达B点，则入射点Q必然凑近P点D．若是透明介质的折射率n变大，要使由A点发出的一束激光还可以到达B点，则入射点Q必然远离P点8．以下列图的实验装置可用来研究资料的热膨胀特点，A为透明的平行样板，B为研究的资料样品，用波长为λ的单色光垂直照射样板A，同时对B缓慢均匀加热，在样板A的上方可观察到A板的亮度发生周期性的变化。某时刻温度为t1时最亮,尔后亮度逐渐变暗；当温度升到t2时，亮度再次回到最亮,则以下说法正确的选项是(）．该装置是利用光的衍射原理来研究资料的热膨胀特点．该装置是利用A的下表面反射光和B的上表面反射光产生的干涉现象来研究资料的热膨胀特点C．温度从t1到t2的过程中样品B的高度高升了λ/2D．以上说法都不对二、填空、实验题(每题10分，共20分)9．直角玻璃三棱镜的截面以下列图，一条光辉从AB面入射，ab为其折射光辉,ab与AB面的夹角α＝60°。已知这种玻璃的折射率n＝2，则:（1）这条光辉在AB面上的入射角为________。（2）图中光辉ab________（填“能”或“不能够”)从AC面折射出去。10．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，尔后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针地址和三棱镜轮廓以下列图:(1）在本题的图上画出所需的光路。学必求其心得，业必贵于专精(2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是____，________在图上标出它们。3)计算折射率的公式是n＝________.三、计算题（11题10分,12题15分,13题15分，共40分)11．以下列图,用折射率n＝2的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳。一束与O′O平行的平行光射向此半球的表面面，若让一个半径为2O′O轴，并且垂直该轴放置，则球壳内部恰好没R的圆形遮光板的圆心过2有光辉射入，问：（1)临界光辉射入球壳时的折射角θ2为多大？(2）球壳的内径R′为多少？12．以下列图,是一种折射率n＝1。5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光辉沿

MN

方向射到棱镜的

AB面上，入射角的大小i＝arcsin0.75,求：（1）光在棱镜中流传的速率。(2)画出此束光辉射出棱镜后的方向，要求写出简要的解析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光辉）13．由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的有关光，因此光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用资料的折射率最少应为多大？学必求其心得，业必贵于专精参照答案1。答案：D点拨：本题观察有关光的条件,题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比较，选项A错误;光的强度对光可否产生干涉没有影响，因此B错误;光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误;题中是两个独立光源，依照物体的发光机理(原子跃迁），二者产生的不是有关光源,选项D正确.2.答案：BD点拨：A利用的是光的全反射，C是光的色散，B、D都是光的干涉现象的实例。3.答案:B点拨:该题观察色光的折射。由光路图知，a光在玻璃中的折射角小于b光的折射角，说明a光的折射率大于b光的折射率，即nab光的频率大于abac＜vb＞n，因此ab光的频率，即f＞f,在玻璃中的流传速度v＝na＝c。又由sinC＝1知，玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角。由λ＝c判断，a光的波长λa小nbnf于b光的波长λx∝λ,因此a光干涉条纹间距比b光窄。综上所述B正确。b，同一双缝干涉装置条纹间距4.答案：A点拨：屏上的彩色光带最上端为红色，最下端为紫色，当入射角i减小时，光辉在棱镜右侧面的入射角变大,因紫光临界角最小，因此紫光最先达到临界角而发生全反射，故紫光最先在屏上消失，当入射角减小到i′＝0时，仅剩下红光和橙光未达到临界角而射出,到达光屏，应选A。5。答案：ABC点拨：衍射是光绕过阻挡物连续流传的现象,A正确。衍射与干涉相同都是由于光波的叠加，B正确。衍射是波的特有现象，光能衍射说明光是一种波,C正确.光的衍射是光遇到阻挡物产生的一种现象，与光在同一种均匀介质中沿直线流传不矛盾,D错误。6.答案:A点拨：该题观察光的折射与全反射.作出光路图以下列图.由图中几何关系知θ12＝2θ，依照折射定律得3

sin

1231°，选项A正确。，因此cosθ＝,θ＝60sin

227．答案：AD点拨：依照题意，由n＝sin可知，在真空中的入射角α要大于在介质中的折射角β，作出光sin线入射的光路图可知Q点在P点的左侧，选项A正确.若折射率n增大，依旧从A点发出光辉要到B点，则折射角应当减小,故入射点Q必然远离P点，选项D正确。8。答案:BC点拨：该装置是利用A的下表面反射光和B的上表面反射光产生的薄膜干涉现象来研究资料的热膨胀特点,应选B.温度从t1到t2的过程，光程差相差λ才能在t2出现亮纹,而λ是样品B增加高度的2倍，应选C。9。答案：（1）45°（2)不能够点拨:（1)由题图可知ab与法线的夹角θ°，依照折射定律得sinsin

1,θ为1AB面的入射角,故sinθ＝1nsin22θ2＝2sin30＝°2

，θ＝45°。1（2)设光辉在这种玻璃中的全反射临界角为C,sinC＝12,C＝45°,ab光辉在AC界面的入射角为60°＞C＝n245°,因此ab光辉发生全反射，不能够从AC面射出。10。答案：(1)光路如点拨图所示（2）入射角i折射角r(3)sinisinr点拨：为了测出三棱镜的折射率n,我们提出的方法是:先将上述的光路连接完满.尔后，在棱镜的有关界面上，选择一个简单操作的界面，作出这一界面上的入射角、折射角的表示图以下列图，最后经过测量角度，应用公式计算即可.学必求其心得，业必贵于专精11.答案:(1）30°（2)2R2点拨：(1）以下列图,由几何知识可知:2R2sinsinθ＝21R2sin

，联立解出θ2＝30°。2（2)对临界光辉sinC＝1。在△Oab中，由正弦定理得:R＝Rnsin(180C)sin12.答案：(1)2×108m/s（2)见点拨点拨:（1)光在棱镜中流传的速率v＝c3108m/s＝2×108m/s.n1.5sini由折射率n＝sinr得AB面上的折射角r＝30°由几何关系得BC面上的入射角θ＝45°全反射临界角C＝arcsin1＜45°，光在BC面上发生全反射，光路以下列图。n

，联立解出R′＝2R.2213。答案：2点拨：要保证不会有光辉从侧面跑出来,其含义是无论入射角多多半能在侧壁发生全反射。令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就