新教材同步辅导2024年高中物理章末核心训练四第四章光及其应用粤教版选择性必修第一册

章末核心训练(四)光及其应用1．如图所示，一束激光照耀在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中正确的是()A．增大双缝到光屏的距离，条纹间距变小B．入射光波长不变，光强增大，条纹间距不变C．增大激光器到双缝的距离，条纹间距变大D．若仅将双缝和光屏置于水中，同等条件下条纹间距变大解析：干涉条纹中相邻两条明条纹或暗条纹的中心间距为Δx＝eq\f(l,d)λ，增大双缝到光屏的距离，即增大l，条纹间距变大，所以A错误；入射光波长不变，光强增大，不会变更条纹间距，即条纹间距不变，所以B正确；条纹间距与激光器到双缝的距离无关，所以增大激光器到双缝的距离，条纹间距不变，所以C错误；若仅将双缝和光屏置于水中，依据v＝eq\f(c,n)可知，光的传播速度变小，频率不变，则依据λ＝eq\f(v,f)可知，光的波长变短，则条纹间距变小，所以D错误．答案：B2．对如图所示的图片、示意图或试验装置图，下列说法正确的是()A．甲图属于薄膜干涉，也被称为“牛顿环”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是暗条纹D．丁图是薄膜干涉现象的试验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹解析：甲图是小孔衍射的图样，不是牛顿环，故A错误；乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，若干涉条纹是直的干涉条纹则表示平面平整，故B正确；丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗纹，故C错误；丁图是薄膜干涉现象的试验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，故D错误．故选B.答案：B3.(2024·全国甲卷)(多选)等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab＝ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示．不考虑多次反射，下列说法正确的是()A．甲光的波长比乙光的长B．甲光的频率比乙光的高C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率解析：依据折射定律和反射定律作出光路图，如下图所示．由图可知，乙光的折射角较小，依据折射定律可知乙光的折射率大，则乙光的频率大，依据c＝fλ可知，乙光的波长短，A正确，BD错误；依据v＝eq\f(c,n)可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C正确．答案：AC4．如图为一横截面为等腰梯形的容器，容器内装满了水．当一束平行单色光斜射到水面上且与水面的夹角θ＝37°时，恰好可以照耀到整个底部．已知容器内水深h＝0.2m，水面宽d0＝0.5m，水的折射率为eq\f(4,3)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，光在真空中的传播速度c＝3×108m/s.求：(1)容器底部的宽度；(2)光从水面折射后干脆射到容器底部的时间(结果保留两位有效数字)．解析：(1)依据折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，其中入射角为i＝90°－37°＝53°，解得折射角为r＝37°.光恰好照耀到整个底部，依据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为53°，则tan53°＝eq\f(h,x)，解得x＝0.15m，容器底部宽度d＝d0－2x＝0.2m.(2)依据几何关系可知，光从水面射到容器底部通过的距离等于侧面的长度l，则有t＝eq\f(l,v)，其中l＝eq\f(h,cos37°)，且光在水里的传播速度为v＝eq\f(c,n)，联立解得t≈1.1×10－9s.答案：(1)0.2m(2)1.1×10－9s5.(2024·全国乙卷)如图，一折射率为eq\r(2)的棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜．一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离．解析：由题意可做出光路图，如右图所示．光线垂直于BC方向射入，依据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为eq\r(2)，依据n＝eq\f(sini,sinr)，有sinr＝eq\f(1,2)，则折射角为30°；∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在BC面的入射角为θ＝90°－(180°－60°－45°)＝15°，依据反射定律可知∠MOA＝2θ＝30°，依据几何关系可知∠BAO＝30°，即△MAO为等腰三角形，则eq\f(MO,AO)＝eq\f(\r(3),3).又因为△BOM与△CAO相像，故有eq\f(BM,AC)＝eq\f(MO,AO)，由题知AB＝