第13章光单元综合试题及答案1

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[精品]新人教版高中物理第13章光单元综合试题及答案3及答案

第十三章光单元测试说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答共100分，考试时间90分钟第Ⅰ卷(选择题共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分1关于点光的说法正确的是（）A夜间我们看到的恒星都可以看作点光B发光的萤火虫一定能看作点光发光的白炽灯泡一定不能看作点光D通常我们用日光灯做光实验时，是把它看作点光的解析本题考查点光模型点光像质点一样是一个想模型，是把光看作一个能发光的点恒星离我们很远，可以看作点光；萤火虫虽然小，但研究它自身大小范围内的光问题时，不能看作点光；研究的光问题离灯泡很远时，可以把它看作点光，但研究的光问题离灯泡很近时，不能把灯泡看作点光；通常我们用日光灯做光实验时，是把它看作线光的故A正确答案A2关于光线的概念，下列正确的解是（）A光线是从光直接发出的，是客观存在的B光线的作用类似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的光线是用表示光束传播方向的有向直线D光束是真实存在的,光线是人为画上的解析本题考查对光线的解人们为了形象地研究电场，引入了电场线，但电场中并不真实存在“电场线”同，光线是人们为了研究光的传播而引入的物模型，光在传播中并不存在“线”光束是真实存在的，我们用光线表示光束时，光线的箭头表示光的传播方向故正确选项为、D答案D3在我国古代者沈括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东”意思是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰和影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰做相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移这里描述的是光的（）A直线传播现象B折射现象干涉现象D衍射现象解析本题考查光的直线传播及形成的现象前段鹞鹰的影子，是光沿直线传播形成的；后段所说的“影子”实际是鹞鹰经小孔所成的像，即小孔成像，这也是光直线传播形成的现象故A正确答案A4傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（）A完全在地平线下方B完全在地平线上方恰好落在地平线上D部分在地平线上方，部分在地平线下方解析本题考查的是光线在大气层中的折射由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置已在地平线以下故正确选项为A答案A5光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强2008年北京奥运会将全部使用光纤通信,为各项比赛提供清晰可靠的服务光导纤维由内芯和包层两层介质组成下列说法正确的是( )A光纤通信依据的原是光的全反射B内芯和包层的折射率相同内芯比包层的折射率大D包层比内芯的折射率大解析本题考查光的全反射的应用光纤通信依据的原是光的全反射A对为了使光在光纤内以全反射的方式传播,内芯的折射率应该比包层大,对答案A6在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最浅的是（）A紫色球B蓝色球红色球D三个球同样深解析本题考查的是光的折射的一个推论，即视深公式在视深公式′=中，′为看到的深度，为实际深度，为折射率，因为水对紫光的折射率最大，所以看到最浅的是紫色球,故正确选项为A 答案A7自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车尾灯的构造如图所示下面说法中正确的是（）A 汽车灯光应从左面射过,在尾灯的左表面发生全反射B 汽车灯光应从左面射过,在尾灯的右表面发生全反射汽车灯光应从右面射过，在尾灯的左表面发生全反射D 汽车灯光应从右面射过，在尾灯的右表面发生全反射解析本题考查全反射在生活中的应用光线应该从右边入射，在左边两个直角边上连续发生两次全反射，利用全反射棱镜的原使入射光线偏折180°所以正确选项为答案8两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射,临界角分别为1θ、2θ,且1θ>2θ1n 、2n 分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,1v 、2v 分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度,则( )A 1n <2n ,1v <2vB 1n <2n ,1v >2v1n >2n ,1v <2v D 1n >2n ,1v >2v解析本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系根据θ=n 1,=θsin 1因1θ>2θ,故1n <2n ; 又v =nc ,1n <2n ,所以1v >2v 只有B 正确答案B9一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示下列说法正确的是 ( )A 玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B 玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小红光在玻璃中的传播速度比紫光大D 屏幕上各色光在光谱上由上到下的排列顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫解析本题考查介质对不同色光的折射率不同及不同色光在同一介质中的传播速度不同实验表明,A 、D 正确,B 错根据v =nc 知,正确答案AD10如左下图所示，AB 为一块透明的光材料左侧的端面，建立直角坐标系如右下图，设该光材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小现有一束单色光从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是右下图中的（）解析本题考查光的折射及全反射和微元思想如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层光线射到相邻两层的界面时，射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线到达更上层的界面时，入射角更大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去,直到从该材料中射出故正确选项为D答案D第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分把答案填在题中的横线上11在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ1和θ中为入射角的是；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的2正弦值是；从图线可知玻璃砖的折射率是解析本题考查测定玻璃折射率实验据的处及临界角的概念 1θ比2θ的正弦值大，所以1θ为入射角由图线知玻璃砖的折射率为=21sin sin θθ=150 则临界角的正弦值为=5.111=n =067 答案1θ 067 15012如图所示,、b 两束平行单色光从空气射入水中时,发生了折射现象由光路图可以看出,光的折射率比b 光 ,光在水中的传播速度比b 光若两平行光束由水射向空气,随着入射角的增大, 光先发生全反射解析本题考查折射率、临界角及折射率与速度的关系由图可知,光的折射角大,光的折射率比b 光小,故光在水中的传播速度比b 光大;由=n1知,b 光的折射率大,临界角小,故随着入射角的增大,b 光先发生全反射答案小大b13 1027 这个距离通常称为，它是人类所能观察到的宇宙的最大半径若一光线刚进入哈勃太空望远镜的视野，则它传播到太空望远镜处约用年解析本题考查哈勃太空望远镜的作用和光的传播速度答案哈勃半径1×111014一束光从某介质射向真空，当入射角为θ时，折射光恰好消失已知光在真空中的传播速度为c,则此光在该介质中的传播速度为解析本题考查临界角及折射率1由临界角的概念，知θ=nc又=v由以上两式解得，此光在介质中的传播速度为v=cθ答案cθ15古希腊某地家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成75°角下射，而在A城正南方，与A城地面距离为L的B城，阳光恰好沿铅直方向下射射到地球上的太阳光可视为平行光据此他估算出了地球的半径试写出估算地球半径的表达式R=解析本题设计新颖，灵活考查了光的直线传播关键是作出示意图，示意图如图所示由题意得7.5L=2πR×36024L可得R=π24L答案π三、本题共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有值计算的题，答案中必须明确写出值和单位16（8分）在一个半径为r的圆形轻木塞中心插一大头针，然后把它倒放在液体中，调节大头针插入的深度，当针头在水面下深度为d时，观察者不论在液面上方何处，都刚好看不到液体下方的大头针求液体的折射率解析本题考查光的全反射观察者在水面上任何位置都刚好看不到水下的大头针，说明由针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射由题意作出光路图如图所示，这时入射角等于临界角，由几何关系可得=22d rr+ 又=n 1由以上两式解得液体的折射率为=rr 22d + 答案rr 22d + 17(10分)如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边B =d ,一束单色光以60°的入射角从AB 侧面的中点入射,折射后从侧面A 折射出已知三棱镜的折射率=26,单色光在真空中的光速为c ,求此单色光通过三棱镜的时间解析本题考查光的折射(1)单色光在AB 面上发生折射,光路如图根据折射定律=αsin 60sin ︒,=26 由以上两式得α=45°(2)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE 与B 平行,且DE =21B =21d(3)光在棱镜中的速度v =n c =62c 所以,=v DE =c d 46 答案cd 46 18（10分）（激光液面控制仪）如图所示，激光液面控制仪的原是：固定的一束激光AO 以入射角照射液面，反射光OB 射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度如果发现光点在屏上向右移动了的距离射到B '点，则液面是升高了还是降低了？变了多少？解析本题考查生利用所知识解决实际问题的能力因反射的光点B 右移到B '，所以液面降低但因入射的激光束方向不变，所以液面降低后的入射角不变，光路图如图由几何关系知，四边形OM B 'B 是平行四边形，OM =B 'B =,三角形NO O '是直角三角形设液面降低的高度是，则=NO ·c=2s ·c=2cot i s 即液面降低的高度是c/2答案降低c/219（12分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔,如图所示设工事壁厚d =3464 c ，孔的宽度L =20 c ，孔内嵌入折射率=3的玻璃砖（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？解析本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光规律和几何关系解答（1）光路图如图所示，由折射定律得=21sin sin θθ 由几何关系得2θ=22d L L+由以上两式解得1θ=60°2θ=30°则视野的最大张角为θ=21θ=120°(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当1θ=90°时, 2θ=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即30°=n '1解得玻璃砖的折射率应为n =2 答案（1）120°(2)2。

高中物理第十三章光单元复习与测试新人教选修

第13章光1．对于光的衍射现象，以下说法正确的选项是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上后边出现泊松亮斑，说明光发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线流传，不存在光的衍射答案：AC2．华侨科学家高锟被誉为“光纤通讯之父” ，他所以获取2009 年诺贝尔物理奖．光纤通讯中信号流传的主要载体是光导纤维，它的构造如下图，其内芯和外衣资料不一样，光在内芯中流传．以下对于光导纤维的说法中正确的选项是()A．内芯的折射率比外衣的大，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外衣的小，光流传时在内芯与外衣的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中流传的速度越大D．频次越大的光在光纤中流传的速度越大答案：A3．如下图，一束自然光经过起偏器照耀到光屏上，则图中光屏上发亮的有( 起偏器上用箭头表示其透射方向)()答案：ABD4.如下图， ABCD是两面平行的透明玻璃砖， AB 面和 CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ . 光芒从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中．假如改变光抵达界面Ⅰ时的入射角，则( ) A．只需入射角足够大，光芒在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只需入射角足够大，光芒在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不论入射角多大，光芒在界面Ⅰ上都不行能发生全反射现象D．不论入射角多大，光芒在界面Ⅱ上都不行能发生全反射现象答案：CD5．太阳光照耀下肥皂膜体现的彩色、瀑布在阳光下体现的彩虹以及经过狭缝察看发光的日光灯时看到的彩色条纹，分别属于()A．光的干预、色散和衍射现象B．光的干预、衍射和色散现象C．光的衍射、色散和干预现象D．光的衍射、干预和色散现象答案：A6．如下图，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分红a、 b 两束单色光，则()A．玻璃砖对 a 光的折射率为2B．玻璃砖对 a 光的折射率为 1. 5C． b 光的频次比 a 光的大D． b 光在玻璃中的流传速度比 a 光的大答案：AC7．自行车上的红色尾灯不单是装修品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后边的光芒反射回去．某种自行车尾灯可简化为由很多齐整摆列的等腰直角棱镜( 折AB 射率 n>2) 构成，棱镜的横截面如下图．一平行于横截面的光芒从O点垂直边射入棱镜，先后经过AC边和 CB边反射后从AB 边的 O′点射出，则出射光芒是()A．平行于AC边的光芒①B．平行于入射光芒的光芒②C．平行于CB边的光芒③D．平行于AB边的光芒④答案：B8．如下图，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度同样的光芒均由空气射入玻璃砖，抵达玻璃砖的圆心地点．以下说法正确的选项是()A．倘若三条光芒中有一条在O点发生了全反射，那必定是aO光芒B．倘若光芒bO能发生全反射，那么光芒cO 必定能发生全反射C．倘若光芒bO能发生全反射，那么光芒aO必定能发生全反射D．倘若光芒aO恰能发生全反射，则光芒bO的反射光芒比光芒cO 的反射光芒的亮度大答案：ACD9．用双缝干预测光的波长，实验中采纳双缝干预仪，它包含以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．滤光片 ( 此中双缝和光屏连在遮光筒上 )(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的摆列次序是：A________(A 已写好 ) ．(2)正确调理后，在屏上察看到红光干预条纹，用丈量头测出10 条红亮纹间的距离为 a；改用绿色滤光片，其余条件不变，用丈量头测出10 条绿亮纹间的距离为b，则 a 和 b 的大小关系为__________ ．答案：(1)EBDC(2) a>b10．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了 4 枚大头针，如图甲所示．(1)画出完好的光路图；(2)对你画出的光路图进行丈量和计算，求得该玻璃砖的折射率：n＝ ________( 保留 3位有效数字 ) ；(3) 为了观察光在玻璃砖不一样表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了 8 枚大头针，如图乙所示．图中P1 和P2 是同一入射光芒上的 2 枚大头针，其对应出射光芒上的 2 枚大头针是P3 和 ________( 填“ A”或“ B” ) ．答案：(1) 如下图(2)1.53(说明：± 0.03范围内都可)(3)A11.如图，一透明半圆柱体折射率为n＝ 2，半径为 R、长为 L，一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光芒射出．求该部分柱面的面积S.答案：πRL 312．如下图是一种折射率n＝ 1.5的棱镜，现有一束光芒沿MN的方向射到棱镜的 AB界面上，入射角的正弦值sin i＝ 0.75. 求：(1)光在棱镜中流传的速率；(2) 经过计算说明此束光芒射出棱镜后的方向并画出光路图( 不考虑返回到AB面上的光芒 )．答案：(1)2 ×108 m/s(2) 垂直 AC边射出。

高中物理选修3-4 第13章光单元综合试题(含答案解析)3

第13章光单元综合试题（含答案解析）3说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.关于点光源的说法正确的是（）A.夜间我们看到的恒星都可以看作点光源B.发光的萤火虫一定能看作点光源C.发光的白炽灯泡一定不能看作点光源D.通常我们用日光灯做光学实验时，是把它看作点光源的解析本题考查点光源模型.点光源像质点一样是一个理想化模型，是把光源看作一个能发光的点.恒星离我们很远，可以看作点光源；萤火虫虽然小，但研究它自身大小范围内的光学问题时，不能看作点光源；研究的光学问题离灯泡很远时，可以把它看作点光源，但研究的光学问题离灯泡很近时，不能把灯泡看作点光源；通常我们用日光灯做光学实验时，是把它看作线光源的.故A正确.答案A2.关于光线的概念，下列正确的理解是（）A.光线是从光源直接发出的，是客观存在的B.光线的作用类似于电场线，但前者是具体的，后者是抽象的C.光线是用来表示光束传播方向的有向直线D.光束是真实存在的,光线是人为画上的解析本题考查对光线的理解.人们为了形象地研究电场，引入了电场线，但电场中并不真实存在“电场线”.同理，光线是人们为了研究光的传播而引入的物理模型，光在传播中并不存在“线”.光束是真实存在的，我们用光线表示光束时，光线的箭头表示光的传播方向.故正确选项为C、D.答案CD3.在我国古代学者沈括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载：“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东.”意思是说，若鹞鹰在空中飞翔，它的影子随鹞鹰而移动；如鹞鹰和影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹞鹰做相反方向移动，鹞鹰向东则影子向西移，鹞鹰向西则影子向东移.这里描述的是光的（）A.直线传播现象B.折射现象C.干涉现象D.衍射现象解析本题考查光的直线传播及形成的现象.前段鹞鹰的影子，是光沿直线传播形成的；后段所说的“影子”实际是鹞鹰经小孔所成的像，即小孔成像，这也是光直线传播形成的现象.故A正确.答案A4.傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（）A.完全在地平线下方B.完全在地平线上方C.恰好落在地平线上D.部分在地平线上方，部分在地平线下方解析本题考查的是光线在大气层中的折射.由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置已在地平线以下.故正确选项为A.答案A5.光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强.2008年北京奥运会将全部使用光纤通信,为各项比赛提供清晰可靠的服务.光导纤维由内芯和包层两层介质组成.下列说法正确的是( )A.光纤通信依据的原理是光的全反射B.内芯和包层的折射率相同C.内芯比包层的折射率大D.包层比内芯的折射率大解析本题考查光的全反射的应用.光纤通信依据的原理是光的全反射.A 对.为了使光在光纤内以全反射的方式传播,内芯的折射率应该比包层大,C 对.答案AC6.在水中同一深度并排放着红、蓝、紫三种颜色的球，若在水面正上方俯视这三个球，感觉最浅的是（）A.紫色球B.蓝色球C.红色球D.三个球同样深解析本题考查的是光的折射的一个推论，即视深公式.在视深公式h ′=hn 中，h ′为看到的深度，h 为实际深度，n 为折射率，因为水对紫光的折射率最大，所以看到最浅的是紫色球,故正确选项为A.答案A7.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车.尾灯的构造如图所示.下面说法中正确的是（）A.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析本题考查全反射在生活中的应用.光线应该从右边入射，在左边两个直角边上连续发生两次全反射，利用全反射棱镜的原理使入射光线偏折180°.所以正确选项为C.答案C8.两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射,临界角分别为1θ、2θ,且1θ>2θ.1n 、2n 分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,1v 、2v 分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度,则( )A. 1n <2n ,1v <2vB. 1n <2n ,1v >2vC. 1n >2n ,1v <2vD. 1n >2n ,1v >2v解析本题考查折射率与临界角、折射率与传播速度的关系.根据:sin θ=n 1,n =θsin 1.因1θ>2θ,故1n <2n ;又v =nc ,1n <2n ,所以1v >2v .只有B 正确. 答案B9.一束白光通过三棱镜后发生了色散现象,如图所示.下列说法正确的是 ( )A.玻璃对红光的折射率最小,红光的偏折角最小B.玻璃对紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C.红光在玻璃中的传播速度比紫光大D.屏幕上各色光在光谱上由上到下的排列顺序为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫解析本题考查介质对不同色光的折射率不同及不同色光在同一介质中的传播速度不同.实验表明,A 、D 正确,B 错.根据v =nc 知,C 正确. 答案ACD10.如左下图所示，AB 为一块透明的光学材料左侧的端面，建立直角坐标系如右下图，设该光学材料的折射率沿y 轴正方向均匀减小.现有一束单色光a 从原点O 以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是右下图中的（）解析本题考查光的折射及全反射和微元思想.如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层.光线射到相邻两层的界面时，射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线.到达更上层的界面时，入射角更大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去,直到从该材料中射出.故正确选项为D.答案D第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示.当光线是由空气射入玻璃砖时，则1θ和2θ中为入射角的是；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是；从图线可知玻璃砖的折射率是 .解析本题考查测定玻璃折射率实验数据的处理及临界角的概念.1θ比2θ的正弦值大，所以1θ为入射角.由图线知玻璃砖的折射率为n =21sin sin θθ=1.50 则临界角的正弦值为sin C =5.111=n =0.67. 答案1θ 0.67 1.5012.如图所示,a 、b 两束平行单色光从空气射入水中时,发生了折射现象.由光路图可以看出,a 光的折射率比b 光 ,a 光在水中的传播速度比b 光 .若两平行光束由水射向空气,随着入射角的增大, 光先发生全反射.解析本题考查折射率、临界角及折射率与速度的关系.由图可知,a 光的折射角大,a 光的折射率比b 光小,故a 光在水中的传播速度比b 光大;由sin C =n 1知,b 光的折射率大,临界角小,故随着入射角的增大,b 光先发生全反射.答案小大 b13 .1027 m 这个距离通常称为，它是人类所能观察到的宇宙的最大半径.若一光线刚进入哈勃太空望远镜的视野，则它传播到太空望远镜处约用年.解析本题考查哈勃太空望远镜的作用和光的传播速度.答案哈勃半径1×111014.一束光从某介质射向真空，当入射角为θ时，折射光恰好消失.已知光在真空中的传播速度为c ,则此光在该介质中的传播速度为 .解析本题考查临界角及折射率.由临界角的概念，知sin θ=n 1 又n =vc 由以上两式解得，此光在介质中的传播速度为v =c sin θ.答案c sin θ15.古希腊某地理学家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A 城阳光与铅直方向成7.5°角下射，而在A 城正南方，与A 城地面距离为L 的B 城，阳光恰好沿铅直方向下射.射到地球上的太阳光可视为平行光.据此他估算出了地球的半径.试写出估算地球半径的表达式R = .解析本题设计新颖，灵活考查了光的直线传播.关键是作出示意图，示意图如图所示.由题意得L =2πR ×3607.5 可得R =π24L . 答案π24L 三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位. 16.（8分）在一个半径为r 的圆形轻木塞中心插一大头针，然后把它倒放在液体中，调节大头针插入的深度，当针头在水面下深度为d 时，观察者不论在液面上方何处，都刚好看不到液体下方的大头针.求液体的折射率.解析本题考查光的全反射.观察者在水面上任何位置都刚好看不到水下的大头针，说明由针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射.由题意作出光路图如图所示，这时入射角等于临界角，由几何关系可得sin C =22d r r+又sin C =n1 由以上两式解得液体的折射率为n =rr 22d +. 答案rr 22d + 17.(10分)如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC =d ,一束单色光以60°的入射角从AB 侧面的中点入射,折射后从侧面AC 折射出.已知三棱镜的折射率n =26,单色光在真空中的光速为c ,求此单色光通过三棱镜的时间.解析本题考查光的折射.(1)单色光在AB 面上发生折射,光路如图.根据折射定律:n =αsin 60sin ︒,n=26 由以上两式得:α=45°.(2)因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE 与BC 平行,且DE =21BC =21d . (3)光在棱镜中的速度:v =n c =62c 所以,t =vDE =c d 46. 答案cd 46 18.（10分）（激光液面控制仪）如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射液面，反射光OB 射到水平光屏上，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度.如果发现光点在屏上向右移动了s 的距离射到B '点，则液面是升高了还是降低了？变化了多少？解析本题考查学生利用所学知识解决实际问题的能力.因反射的光点B 右移到B '，所以液面降低.但因入射的激光束方向不变，所以液面降低后的入射角不变，光路图如图.由几何关系知，四边形OM B 'B 是平行四边形，OM =B 'B =s ,三角形NO O '是直角三角形.设液面降低的高度是h ，则h =NO ·cot i =2s ·cot i =2cot i s 即液面降低的高度是s cot i /2.答案降低s cot i /219.（12分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔,如图所示.设工事壁厚d =34.64 cm ，孔的宽度L =20 cm ，孔内嵌入折射率n =3的玻璃砖.（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？解析本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光学规律和几何关系解答.（1）光路图如图所示，由折射定律得n =21sin sin θθ 由几何关系得sin 2θ=22d L L+由以上两式解得1θ=60°2θ=30°则视野的最大张角为θ=21θ=120°.(2)为使外界180°范围内的景物全被观察到，则当1θ=90°时, 2θ=30°应是光线在该玻璃砖中的临界角,即sin30°=n '1 解得玻璃砖的折射率应为n '=2.答案（1）120° (2)2。

2022_2022学年高中物理第13章光单元测试含解析新人教版选修3_4

第十三章单元测试(时间60分钟总分值100分)一、选择题(此题共12小题，每题4分，共48分，每题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，以下说法正确的选项是( )A ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C ．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象解析用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用薄膜干预的原理，应选项A 错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散，应选项B 错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射，应选项C 错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象，选项D 对．答案 D2．用单色光做双缝干预实验和单缝衍射实验，比拟屏上条纹，以下说法中正确的选项是( )A ．双缝干预条纹是等间距的明暗相间的条纹B ．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹C ．双缝干预条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D ．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹解析干预条纹是等间距且亮度根本一致的，而衍射条纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小，亮度降低，故A 、D 项正确．答案 AD3.如下图的双缝干预实验，用绿光照射单缝S 时，在光屏P 上观察到干预条纹．要得到相邻条纹间距更大的干预图样，可以( )A ．增大S 1与S 2的间距B ．减小双缝屏到光屏的距离C ．将绿光换为红光D ．将绿光换为紫光解析由Δx ＝l dλ知，增大S 1与S 2的间距d 或减小双缝屏到光屏的距离l 时，条纹间距变小，选项A 、B 错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大，选项C 正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，选项D 错误．答案 C4．如下图，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q ，A 点位于P 、Q 之间，B 点位于Q 右侧．旋转偏振片P ，A 、B 两点光的强度变化情况是( )A ．A 、B 均不变B ．A 、B 均有变化C ．A 不变，B 有变化D ．A 有变化，B 不变解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P 时各方向透射光强度相同，故A 点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P 后为偏振光，当Q 旋转时，只有与P 的偏振方向一致时才有光透过Q ，因此B 点的光强有变化，选项C 正确．答案 C5．在信息技术迅猛开展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．假设激光束不是垂直投射到盘面上，那么光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如下图．以下说法中正确的选项是( )A ．图中光束①比光束②的频率大B ．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快C ．假设光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄D ．假设光束①②先后通过同一双缝干预装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽解析由图可知，光束①的折射率大于光束②的折射率，即n 1>n 2，光束①比光束②的频率大选项A 正确；由v ＝c n得，选项B 错误；折射率大的光束波长小，在单缝衍射、双缝干预实验中的条纹宽度要小，选项C 对而D 项错．答案 AC6．如下图，一个三棱镜的折射率n ＝2，其截面为直角三棱镜，∠A ＝30°，∠C ＝90°.一条单色光线从空气垂直AB 边入射，该光线的出射光线有几条( )A ．2条B ．3条C ．4条D ．1条解析如下图，光线的入射角为30°，折射光线①从棱镜出射．设折射角为α.∵n ＝sin αsin30°，sin α＝22∴α＝45°，反射光线在BC 边上的入射角为60°，大于棱镜的临界角45°.所以光线在BC 边上发生全反射，全反射的光线在AB 边上的入射角为0°.出射光线②；同时要在AB 边上发生反射，反射光线沿光路反向进行．在BC 边上发生反射，在AC 边上以45°的折射角射出光线③，并同时发生反射；反射光线在AB 边上的入射角为0°.出射光线④，并同时发生反射，此后光线又沿原光路进行．可见，射入棱镜的光线的出射光线有四条．答案 C7．在双缝干预实验中，光屏上P 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 1＝0.75 μm，光屏上Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 2＝1.5 μm.假设用频率ν＝6.0×1014 Hz 的黄光照射双缝，那么( )A ．P 点出现亮条纹，Q 点出现暗条纹B ．P 点出现暗条纹，Q 点出现亮条纹C ．两点均出现亮条纹D ．两点均出现暗条纹解析由光的频率ν＝6.0×1014 Hz ，知光的波长λ＝c /v ＝5×10－7m ．P 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 1＝0.75 μm＝7.5×10－7 m ＝1.5λ.Q 点到双缝S 1、S 2的距离之差ΔS 2＝1.5 μm＝15×10－7m ＝3λ，因此，P 点出现暗条纹，Q 点出现亮条纹，故B 项正确．答案 B8．如下图，某棱镜顶角A ＝60°，一束白光以较大的入射角，从棱镜的一个侧面入射，通过后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的七色光谱．各光在该介质中临界角都不超过42°，当入射角逐渐变小的过程中，屏上光谱的变化情况是( )A ．变窄，保持七色B ．变宽，逐渐呈白色C ．下移，逐渐消失D ．上移，逐渐消失解析如题图所示，入射角i 减小，r 也减小．光在AC 面上的入射点下移，出射光线也将下移，且介质中的入射角θ随之增大．当增大到紫光的临界角时，紫光发生全反射，屏上的紫光消失，随着i 进一步减小，θ进一步增大，靛、蓝、绿、黄、橙、红光依次在屏上消失，故C 项正确．答案 C9．如以下图所示为用a 、b 两种单色光分别通过同一双缝干预装置获得的干预图样．现让a 、b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的选项是( )解析根据双缝干预相邻条纹间距公式Δx ＝L d λ可知，a 光的波长大，那么同一介质对a 光的折射率小，对b 光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a 光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a 光应在右侧，故A 项正确；B错误；由sin C ＝1n分析可知，a 光的临界角较大，当光从棱镜射入空气中时，假设b 不发生全反射，能射出棱镜，那么a 光一定也不发生全反射，故C 项错误；当光从棱镜射入空气中时，假设a 不发生全反射，能射出棱镜，b 光可能发生全反射不从棱镜射出，此图是可能的，故D 项正确．答案 AD10．如下图，折射率n ＝2的半圆形玻璃砖置于光屏MN 的上方，其平面AB 与MN 的距离h ＝10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O ，经玻璃砖后射到光屏上的O ′点．现使玻璃砖绕圆心O 点逆时针转动，以下关于光屏上光点的移动方向、距O ′点的最远距离的说法，正确的选项是( )A ．向右移动，最远距离10 cmB ．向左移动，最远距离10 cmC ．向右移动，最远距离10 2 cmD ．向左移动，最远距离10 2 cm解析当玻璃砖绕圆心O 点逆时针转动45°时，光线在AB 界面的入射角到达临界角，在AB 界面发生全反射，折射光线与竖直方向成45°，光点距O ′点的距离最远，光屏上光点向左移动，最远距离10 cm ，B 项正确．答案 B11．如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ，ON 边可吸收到达其上的所有光线．该棱镜的折射率n ＝53，假设平行光束垂直入射并覆盖OM ，那么光线( )A ．不能从圆弧NF 1射出B ．只能从圆弧NF 1射出C ．能从圆弧G 1H 1射出D ．能从圆弧H 1M 射出解析由棱镜折射率n ＝53可知，全反射的临界角C ＝arcsin 35＝37°，从G 点入射的光到达G 1点的入射角i ＝C ＝37°，发生全反射，故B 项正确．答案 B12.DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如下图，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，那么( )A ．须满足sin θ＝nb b 2＋d 2 B ．须满足sin θ＝b n b 2＋d 2C ．在θ和n 不变时，须减小dD ．在θ和d 不变时，须减小n解析设折射角为α，那么n ＝sin θsin α＝sin θb b 2＋d 2，那么sin θ＝nb b 2＋d2，A 项正确，B 项错误；在θ和n 不变时，减小d ，那么b 会相应减小，l 会减小，C 项正确；θ和d 不变时，减小n ，那么折射角又会增大，l 会增大D 项错误．答案 AC二、非选择题(有6个题，共52分)13.(7分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如下图．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半局部竖直进入液体中，而且总使得与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC 局部刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，那么(1)假设∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，那么P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置中________(填“P 3〞或“P 4〞)处所对应的折射率大．(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________．解析 (1)根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF ＝30°，所以n ＝sin60°sin30°＝ 3. (2)图中P 4对应的入射角大于P 3所对应的入射角，所以P 4对应的折射率大．(3)因A 、O 、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以K 处对应的折射率为1. 答案 (1) 3 (2)P 4 (3)114．(8分)在“用双缝干预测光的波长〞实验中，将双缝干预实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距d ＝0.2 mm 的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L ＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．(1)测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干预条纹如图乙(a )所示，图乙(a )中的数字是该同学给各暗条纹的编号，此时图乙(b )中游标尺上的读数x 1＝1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干预条纹如图丙(a )所示，此时图丙(b )中游标尺上的读数x 2＝________ mm ；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗条纹)间的距离Δx ＝________ mm ；这种色光的波长λ＝________ nm.解析 (1)x 2＝15.02 mm.(2)Δx ＝x 2－x 16＝15.02－1.166 mm ＝2.31 mmΔx ＝L d λ，那么λ＝Δxd L ＝2.31×0.2700×10－3 m ＝6.6×10－7 m ＝660 nm ＝6.6×102 nm. 答案 (1)15.02 (2)2.31 6.6×10215．(8分)如下图，一透明半圆柱体折射率为n ＝2，半径为R 、长为L 的一平行光束从半圆柱的矩形面垂直射入，从局部柱面有光线射出．求该局部柱面的面积S .解析半圆柱体的横截面如下图，OO ′为半圆的半径．设从A 点入射的光线在B 点处恰好满足全反射条件，由折射定律有： n sin θ＝1，式中θ为全反射临界角．由几何关系得∠O ′OB ＝θ，S ＝2RL ·∠O ′OB ，代入题给条件得S ＝π3RL . 答案 π3RL 16．(9分)如下图，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC ＝d ，一束单色光以60°的入射角从AB 侧面的中点入射，折射后从侧面AC 折射出．三棱镜的折射率n ＝62，单色光在真空中的光速为c ，求此单色光通过三棱镜的时间．解析单色光在AB 面上发生折射，光路如图．根据折射定律n ＝sin60°sin α，n ＝62由以上两式，得α＝45°.因α＝45°，故光在棱镜内传播的路径DE 与BC 平行，且DE ＝12BC ＝12d . 光在棱镜中的速度v ＝cn ＝2c 6所以t ＝DE v ＝6d 4c. 答案 6d 4c 17．(10分)如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC .光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．假设两次反射都为全反射，那么该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)解析光线在棱镜中的光路图如下图，根据反射定律和题设条件，得4α＝90°所以入射角α＝22.5°根据全反射规律，sin C ＝1n故sin22.5°≥1n所以n ≥1sin22.5°，即折射率的最小值为1sin22.5°. 答案 1sin22.5°18．(10分)如下图，一束截面为圆形(半径为R )的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S 上形成一个圆形彩色亮区．玻璃半球的半径为R ，屏幕S 至球心的距离为d (d >3R )，不考虑光的干预和衍射．(1)在屏幕S 上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？(2)假设玻璃半球对最外侧色光的折射率为n ，求出圆形亮区的最大半径．解析 (1)紫色(2)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点E 到亮区中心G 的距离r 就是所求最大半径．设紫光临界角为C ，由全反射的知识可知：sin C ＝1n由几何知识可知：AB ＝R sin C ＝R nOB ＝R cos C ＝R n 2－1nFB ＝AB ·tan C ＝R n ·n 2－1GF ＝d －(OB ＋FB )＝d －nR n 2－1 GE AB ＝GF FB所以有：r m ＝GE ＝GF FB ·AB ＝d ·n 2－1－nR .答案 (1)紫色 (2)d ·n 2－1－nR。

人教版高中物理第13章《光》单元测试卷(含答案)

人教版高中物理第13章《光》单元测试卷1．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为（）A 、λ/8B 、λ/4C 、λ/2D 、λ2．氢原子从第三能级跃到第二能级，辐射的光子照在某金属上，恰好能发生光电效应．现有处于n=4激发态的大量氢原子在向低能级跃迁时，所辐射的多种能量的光子中，可使该金属发生光电效应的光子有（）A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种3.以下是对一些生活中的现象进行的解释，你认为正确的是（）A.太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象B.“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象C.有时我们看到玻璃反射的太阳光很亮，是因为发生了干涉现象D.雨后马路上的油膜呈现出不同的颜色，是因为发生了干涉现象4按波长由小到大的顺序，电磁波谱的排列情况况是（）A 红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X 射线B 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线C. γ射线,x 射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D 无线电波、紫外线、可见光、红外线、X 射线、γ射线5如图1所示，某人站在竖直放置的平面镜前看不到自己的脚，为了能够看到自己的脚，他应采取的做法是（）A.适当地离平面镜远些B 适当地离平面镜近些C.将脚适当地抬高些D ．适当地蹲下一些6.光导纤维的结构如图2所示，它由折射率为n 1,的材料制成内芯，在外层包上折射率为n 2的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射．下列说法中正确的是（）①内芯和外套的折射率应满足n I >n 2②内芯和外套的折射率应满足，n 1＜n 2③从左端面入射的光线，其人射角必须大于某值，光才能被传导④从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能被传导A.①③ B ．②④ C.①④ D.②③7.气象卫星向地面发送的卫星云图，是由卫星上的红外线感应器接收云层发出的红外线而形成的图象，云图上的黑白程度由云层的温度高低决定，这是利用红外线的（）A.衍射能力强 B ．穿透性C.热效应 D ．化学效应图1 图28.如图1所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中的a,b 、c 。

人教版高中物理选修3-4第十三章光单元检测含答案解析

人教版高中物理选修3-4第十三章光单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向右移动了2cm，说明液面（）ABCD2．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像D．以上做法均不完备3．下列关于光的偏振现象的说法正确的是（）A．自然光通过起偏器后成为偏振光，要获得偏振光只有这样一种途径B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光C．光的偏振现象说明了光是纵波D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响4．关于全反射，下列说法中不正确的是（）A．光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射B．光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射C．光从折射率大的介质射向折射率小的介质可能产生全反射D．光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射5．从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（）A．a侧是红色光，b侧是紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度6．以下说法正确的是（）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率7．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光 D．自然光和偏振光都能使感光底片感光8．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（）A．9.25×10−8m B．1.85×10−7mC．1.24×10−7m D．6.18×10−8m9．下列关于近代物理学的结论中，正确的是（）A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性B．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方C．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的10．在拍摄日落水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是() A．减弱反射光，从而使景物的像更清晰B．增强反射光，从而使景物的像更清晰C．增强透射光，从而使景物的像更清晰D．减弱透射光，从而使景物的像更清晰11．下列说法中正确的是A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B．光纤通信利用了光的全反射的原理C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D．动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短12．下列说法中正确的是（）A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D．β射线是高速电子流，是原子核外电子电离产生的二、多选题13．下列关于光学现象的说法，正确的是（）A．单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距B．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的C．光纤传导利用光的全反射原理，光纤由芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小D．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，黄光相邻的亮条纹间距大于蓝光的相邻亮条纹间距E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光14．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后出a、b两束光线．则（）A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距E.若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失15．下列说法中正确的是（）A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D．波长越短的电磁波，反射性能越强E.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球速度为零的最高处开始计时，以减小实验误差16．在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b色光分别从C点、D点射向介质，如图所示.已知A点的入射角为30°，a色光的偏向角为45°(C点出射光线与A点入射光线的夹角)，CD弧所对的圆心角为3°，则下列结论正确的是()A．b色光的偏向角为42°B．介质对a色光的折射率n aC．在介质中，a光的频率小于b光的频率D．b色光从介质射向空气的临界角正弦sin C＝12sin51E.若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距x a< x b17．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（）A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动三、填空题18．波可以分为纵波横波，在纵波中，各质点的振动方向与波的传播方向________；在横波中，各质点的振动方向与波的传播方向________．19．如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．（1）则该玻璃棒的折射率n=________．（2）若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________ (填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．四、解答题20．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱，如图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为4，求sinα的值．321．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．22．高速公路上的标志牌都用”回归反射膜“，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的．如图，透明介质球的球心位于O点，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB间的距离H=√3R．若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射出的光线与入射光线CD平行，试作出光路图，并计算出介质球的折射率．23．如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R．已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）．求该玻璃的折射率．24．有一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束斜射入玻璃砖的一个侧面，如图所示，然后投射到它的另一个侧面。

人教版选修3-4 第十三章光单元检测 word版含解析答案

人教版选修3-4 第十三章光单元检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(每小题6分,共48分)1.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b。

如果光束a是蓝光,则光束b可能是()A.红光B.黄光C.绿光D.紫光2.(多选)下列说法正确的是()A.全息照相主要是利用了光的衍射现象B.单反相机的增透膜利用了光的偏振现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉D.用光导纤维传输信息是利用了光的全反射的原理E.医学上用激光做“光刀”来进行手术,主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点3.如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是()4.市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。

这种灯降低热效应的原理是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。

以λ表示此红外线在该薄膜中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为( )A.18λB.14λC.12λ D.λ 5.(多选)下列说法正确的是 ( ) A.红光由空气进入水中,波长变短,频率不变B.光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.白光通过三棱镜后在屏上出现彩色光带,是光的干涉现象D.遇到同一障碍物时,波长越长的光越容易发生衍射E.用同一装置做双缝干涉实验,在干涉图样中,紫光的条纹间距比红光宽6.(多选)由a 、b 两种单色光构成的复色光束从水中斜射入空气中的光路图如图所示,关于a 、b 两种单色光,下列说法正确的是( )A.a 光的频率小于b 光的频率B.从同种介质中斜射入空气发生全反射时,a 光的临界角小于b 光的临界角C.在同种介质中传播时,a 光的传播速度大于b 光的传播速度D.相同条件的双缝干涉实验中,a 光相邻明条纹的间距比b 光相邻明条纹的间距小E.通过同一狭缝时,a光的衍射现象比b光的衍射现象更明显7.如图所示,在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四盏灯,一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察,他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是()A.红光B.黄光C.蓝光D.紫光8.(多选)如图甲所示,每年夏季,我国多地会出现日晕现象,日晕是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。

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第十三章光
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．(2010·全国卷Ⅰ)某人手持边长为6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度．测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m ，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像．这棵树的高度约为( )
A ．5.5m
B ．5.0m
C ．4.5m
D ．4.0m
图1
解析：设初态树与镜面距离为L ，成像于像1位置，人向前走6 m 等效于人不动树向后退6 m ，则树成像于像2位置，设树高为h ，由图中几何关系有
0.4
L ＋0.4＝0.06h (①式)、0.4L ＋0.4＋6＝0.05
h (②式)，由①②联立解得h ＝4.5 m ，所以本题
只有选项C 正确．
答案：C
2．如下图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是( )
解析：发生全反射的临界角
C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23<arcsin 2
2
因α＝45°>C ，故发生全反射，选A.
答案：A
图2
3．如图2所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( ) ①人从右侧向左看，可以看到彩色条纹 ②人从左侧向右看，可以看到彩色条纹 ③彩色条纹水平排列
④彩色条纹竖直排列
A．①③B．②③
C．①④D．②④
解析：因白光照射，各色光形成的明纹宽度不同，相互叠加，形成彩纹，由于薄膜干涉是等厚干涉，因此条纹是水平的．
答案：A
4.
图3
自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示，下面说法中正确的是( )
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
答案：D
5．下列关于波的说法正确的是( )
A．偏振是横波特有的现象
B．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理
C．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
D．凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象
解析：偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，A对；光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B对；太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹是光的干涉现象，C错；D项中的现象是光的干涉现象，D对．
答案：ABD
6．光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示．设此玻璃管长为L，折射率为n.已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出．设光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )
图4
A.n2L
c
B.
n2L
c2
C.nL
c
D.
nL
c2
解析：用C 表示临界角，则有sin C ＝1n ，光在介质中的传播速度为v ＝c
n
.光在沿光缆轴
线的方向上做匀速传播．所用时间为t ＝L
v cos ⎝⎛⎭
⎫π2－C
＝L
v sin C ＝n 2L
c .故A 正确．
答案：A
7．一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图5所示，S 是自然光源，A 、B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A 、B 之间，则下列说法中正确的是( )
图5
A ．到达O 处光的强度会明显减弱
B ．到达O 处光的强度不会明显减弱
C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片B 转过的角度等于α
D ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片A 转过的角度等于α
解析：本题考查光的偏振的实际应用．由题意知，转动B 使到达O 处的光最强，则偏振片A 、B 的偏振方向相同．若在A 、B 之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O 处的光强度会明显减弱．若适当旋转A 或B ，可以使偏振光通过偏振片A 、糖溶液和偏振片B 后到达O 处的光强度最大，并且偏振片旋转的角
度等于糖溶液的旋光度α，故ACD正确．
答案：ACD
8．(2009·天津高考)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( ) A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
解析：本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解
可知，能力及分析判断能力．在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v＝c
n
可蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A错误；两种光的入射角相同，由sin r＝sin i
n 知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B错误；由sin C＝1
可知，红光的临界角大于蓝
n
光的临界角，选项C正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条纹间距公式Δx＝l
λ可知，红光的条纹间距较大，选项D错误．
d
答案：C
图6。

第13章 光 单元综合试题及答案1

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