高中物理新课标人教版选修3-4 梯度练习13-3
人教版高中物理选修【3-4】配套梯度练习：13-3(含答案)
(学生用书P52)基础强化1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．答案：B2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是( )A．波长的整数倍B．半波长的整数倍C．只是波长的奇数倍D．只是半波长的奇数倍解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P 点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A3．以下光源可作为相干光源的是( )A．两个相同亮度的烛焰B．两个规格相同的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．答案：D4．关于光的干涉，下列说法中正确的是( )A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．只有频率相同的两列光才能产生干涉C ．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定D ．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A 选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B 选项正确，C 选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D 选项正确．答案：BD能力提升5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n 为自然数，λ为光波波长)( )A ．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B ．在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹C ．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹 D ．在距双缝的路程差为(n ＋12)λ的点形成暗条纹 解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B 、D 选项正确．答案：BD6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7m 的橙色光做实验时，光屏中心P 点及其上方的P 1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m 的紫光重复上述实验，在P 和P 1点形成的亮、暗纹的情况是( )A ．P 和P 1都是亮纹B ．P 是亮纹，P 1是暗纹C ．P 是暗纹，P 1是亮纹D ．P 和P 1都是暗纹解析：在P 点均是亮条纹，P 点对橙光是亮条纹，则光程差s ＝1×λ橙＝6×10－7 m ．对紫光s ＝1.5λ紫，故P 1点对紫光为暗条纹，故B 选项正确．答案：B7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－6 m.(1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×1087.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？解析：当用λ1＝5.0×10－7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹．答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹。
2019-2020学年高中物理人教版选修3-4同步作业与测评：13.3 光的干涉 Word版含解析
第3课时 光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长[对点训练]知识点一· 杨氏干涉实验1．以下光源可作为相干光源的是( )A．两个相同亮度的烛焰B．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个光源的两束光答案 D解析 相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定，故只有D正确。
2．由两个不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。
这是因为( )A．两个光源发出光的频率相同B．两个光源发出光的强度不同C．两个光源的光速不同D．这两个光源是彼此独立的，不是相干光源答案 D解析 相干光源的条件为同频率的单色光源。
而不同光源发出的光的频率一般不同，所以不会产生干涉现象，故D正确。
3．关于杨氏实验，下列说法中错误的是( )A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹答案 B解析 在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B 错误，A 、C 、D 正确。
4．(多选)如图所示是光的双缝干涉的示意图，下列说法中正确的是( )A ．单缝S 的作用是为了增加光的强度B ．双缝S 1、S 2的作用是为了产生两个频率相同的线状光源C ．当S 1、S 2发出两列光波到P 点的路程差为光的波长λ的1．5倍时，产生第二条暗条纹D ．当S 1、S 2发出的两列光波到P 点的路程差为波长λ时，产生中央亮条纹答案 BC解析 单缝是为了获得线光源，A 错误。
双缝是为了获得相干光源，B 正确。
高中物理新课标人教版选修3-4 梯度练习13-7.8
(学生用书P63)基础强化1．如下图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁线圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的()解析：肥皂膜由于重力作用形成一个上面薄，下面厚的劈形膜，同一高度的厚度相同，所以薄膜干涉的条纹是水平的，故D选项正确．答案：D2．在下列现象中属于光的干涉的是()A．雨后马路上油膜显彩色B．肥皂泡在阳光下呈现出彩色C．阳光通过三棱镜形成彩色光带D．单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹解析：雨后马路上油膜上下表面反射光具备相干性，出现白光的干涉条纹，即彩色条纹，故A选项正确；肥皂泡在阳光下呈现出彩色，也是由于发生了薄膜干涉，故B选项正确；阳光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散，故C选项错误．单色光通过双缝时形成明亮相间的条纹，是光的双缝干涉，故D选项正确．.答案：ABD3．下列应用激光的事例中错误的是()A．利用激光进行长距离精确测量B．利用激光进行通信C．利用激光进行室内照明D．利用激光加工坚硬材料解析：激光的平行度非常好，所以传播很远的距离后仍能保持一定的强度，可用激光精确测距，故A 选项正确；由于激光是相干光，所以它可以被调制传递信息，B 选项正确；激光的亮度高，能量集中，可用激光加工坚硬材料，D 选项正确；激光的平行度好，不能用激光进行室内照明，故C 选项错误．答案：C4．如下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否是平整的装置．所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A ．a 的上表面和b 的下表面B ．a 的上表面和b 的上表面C ．a 的下表面和b 的上表面D ．a 的下表面和b 的下表面解析：本题考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间的楔形空气薄膜，用单色光从这个空气薄膜层上表面照射，入射光从空气膜的上下表面反射回去，这两列光波产生干涉条纹，空气膜的上下表面就是a 的下表面和b 的上表面，故C 选项正确．答案：C5．如右图为某复色光自水中射向空气分成a 、b 两光束的示意图．下列说法中正确的是( )A ．在水中光速较大的为a 光束B ．在水中光速较大的为b 光束C ．水对a 光束的折射率较大D ．水对b 光束的折射率较大解析：光从水中射向空气，由图可知，a 光在水中的折射率小，由n ＝cv ，故a 光在水中传播速度较大，故A 选项正确，B 选项错误，C 选项错误，D 选项正确．答案：AD6．如右图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( ) A ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 B ．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C ．玻璃对红光的折射率比紫光大 D ．玻璃中紫光的传播速度比红光大解析：白光通过三棱镜发生色散是由于各种色光在玻璃中的折射率不同，对红光和紫光来说，玻璃对紫光折射率大，紫光偏折角度大，由n ＝cv 可知，紫光在玻璃中传播速度小．答案：B7．以下说法正确的是( )A ．激光通信利用了激光相干性好的特点B ．激光武器利用了激光高亮度的特点C ．激光写、读利用了激光亮度高的特点D ．全息照相利用激光的相干性好的特点解析：利用激光的相干性好进行信息的传递，如光纤通信、全息照相也是利用激光的相干性，故A 、D 选项正确；激光的亮度高，可以在很小的空间和很短的时间集中很高的能量，故D 选项正确；激光的平行度好，可以把激光会聚于很小，用于读写高密度的光盘，故C 选项错误．答案：ABD能力提升8．如右图所示，用三块完全相同的平板玻璃组成一个等边三角形，一束单色光由AB 面射入，由AC 面射出，则以下说法正确的是( )A ．出射光线方向与入射光线平行B ．出射光向顶角偏折C ．出射光会发生色散D ．出射光会向底边偏折解析：根据光在发生折射时的规律可知：当光通过平行玻璃砖时不改变传播方向，可知选项A 正确；由于不改变传播方向，不存在偏折和色散现象，选项B 、C 、D 错误．答案：A9．如右图所示，在水中厚度不计的薄玻璃片做成中空三棱镜，里面是空气，一束白光A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则()A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析：由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重．由于光线是由水向空气传播，所以光线经折射后向顶角偏折，光路如右图所示．所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，选项B正确．答案：B10．关于薄膜干涉，下列说法正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后表面反射，形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧解析：薄膜干涉是光的干涉现象，具备相干条件的两列光分别由膜的两个表面的反射光在膜的表面出现的干涉现象，故A、D选项正确；在干涉中波谷和波谷相叠加后相互加强，应出现明条纹，故B选项错误；发生薄膜干涉时条纹平行且等间距，说明被测表面是平整的，膜的厚度处处相等就不会出现干涉条纹，故C选项错误．答案：AD11．白光通过三棱镜发生色散，这说明()A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．对同一介质红光的折射率比紫光大C．在同一介质中，红光的折射率小于紫光的折射率D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光解析：白光通过三棱镜后发生色散，说明不同频率的光在同一介质中折射率不同，红光折射率最小，紫光的折射率最大，故C 选项正确．答案：C12．如下图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a 、b 两单色光，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 光的频率比a 光大D ．b 光在玻璃中的传播速度比a 光大 解析：由折射率的定义n ＝sin θ1sin θ2可知a 光的折射率为sin45°sin30°＝2，由题意可知b 光的折射率大于a 光的折射率，即b 光的频率比a 光的频率大，在玻璃中b 光的传播速度比a 光的小．答案：AC13．如右图所示，一细束复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O 点，经折射分为a 、b 两束光，分别由P 、Q 两点射出玻璃体PP ′、QQ ′均与过O 点的界面法线垂直，设光线a 、b 在玻璃体内穿行时间分别为t a 、t b ，则t a :t b 等于( )A ．QQ ′:PP ′B ．PP ′:QQ ′C ．OP ′:OQ ′D ．OQ ′:OP ′解析：设复色光的入射角θ，折射光a 、b 光束的折射角为θa 、θb ，则a 、b 两束光的折射率n a ＝sin θsin θa n b ＝sin θsin θb ，又n ＝cv 所以v a :v b ＝n b :n a ＝sin θa :sin θb 由t ＝Rv 可得t a:t b＝v b:v a＝sinθb:sinθa＝QQ′R:PP′R＝QQ′:PP′故只有A选项正确．答案：A14．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．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率f ＝8.1×1014 Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 mC．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m解析：由n＝cv得v＝cn＝3×1081.5＝2×108 m/s.根据波速公式v＝λf，得λ＝vf＝2×1088.1×1014m＝2.46×10－7 m.要实现“增反”的效果，薄膜的厚度至少为半个波长，那样在薄膜的表面两列反射光相互加强，从而使入射到眼睛的紫外线减弱，减轻紫外线对眼睛的伤害，故C选项正确．答案：C15．如下图所示，AC表面镀有反射膜，一束白光斜射向AB面上，经折射、反射后，在光屏PP′上形成宽ab的彩色光带，试用作图法分析，a、b光束的颜色．答案：如下图。
高中物理新课标人教版选修3-4 梯度练习13-2.pdf
(学生用书P 49)基础强化1．关于全反射下列说法中正确的是( )A ．光从光密介质射向光疏介质时可能发生全反射B ．光从光疏介质射入光密介质时可能发生全反射C ．光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能发生全反射D ．光从传播速度大的介质射向传播速度小的介质时可能发生全反射解析：当光线从光密介质入射到光疏介质时有可能发生全反射．由n ＝c v 可知，光传播速度越大的介质，折射率越小，传播速度越小的介质，折射率越大，故A 、C 选项正确．答案：AC2．光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/s ，那么，光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为( )A ．60°B ．45°C ．30°D ．75°解析：根据n ＝c v ，sin C ＝1n，得 sin C ＝v c＝1.5×1083.0×108＝12， 得C ＝30°.答案：C3．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33，1.55，1.60和1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( )A ．从水晶射入玻璃B ．从水射入二硫化碳C ．从玻璃射入水中D ．从水射入水晶 解析：要发生全反射，光线必须由光密介质传播到光疏介质，光由玻璃射入水中时，是由光密介质射入到光疏介质，有可能发生全反射．答案：C4．光线从折射率为2的介质中射向空气，如果入射角为60°.如下图所示光路中可能正确的是( )解析：当光线由光密介质射到光疏介质，而且入射角大于临界角，则发生全反射，由sin C＝1n可得光线由折射率n＝2的介质射入空气时发生全反射的临界角C＝arcsin22，小于60°，故当入射角为60°时已发生全反射，C选项正确．答案：C5．光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维是利用光在其中传播时在界面处发生全反射，所以光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，故A选项正确．答案：A6．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B．光线从玻璃射到分界面上，入射角足够大C．光从空气射到分界面上，入射角足够小D．光从空气射到分界面上，入射角足够大解析：发生全反射的条件是光线从光密介质入射到光疏介质，且入射角大于等于临界角，所以当光从玻璃入射到分界面时，且入射角足够大时，才能发生全反射．答案：B能力提升7．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大，则光源()A．加速上升B．加速下沉C．匀速上升D．匀速下沉解析：如下图所示，在水面上看到透光平面半径为R.设光从水射入空气发生全反射的临界角为Csin C ＝1n ，由几何知识得 sin C ＝R R 2＋h 2由以上两式得R 2R 2＋h 2＝1n 2得R ＝h n －1. 透光平面半径与h 成正比，R 均匀增大，h 也均匀增大，故D 选项正确．答案：D8．下图为一直角棱镜的横截面，∠bac ＝90°，∠abc ＝60°，一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率n ＝2，若不考虑原入射光在bc 面上的反射光，则有光线( )A ．从ab 面射出B ．从ac 面射出C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直解析：依题作出光在棱镜中的光路图，如下图所示，显然，光在ab 面上的入射角为i ＝60°，大于光在该棱镜中的全反射临界角C ＝arcsin 12＝45°，则光在ab 面上发生全反射，接着以i ′＝30°的入射角射到ac 界面上，因i ′<45°，光在ac 面上不发生全反射而进行部分反射和折射，其反射角i ′＝30°，反射光线正好与bc 面垂直，故B 、D 两项正确．答案：BD9．两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2.用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率，v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度，则( )A ．n 1<n 2，v 1<v 2B ．n 1<n 2，v 1>v 2C ．n 1>n 2，v 1<v 2D ．n 1>n 2，v 1>v 2解析：由全反射临界角C ＝arcsin 1n知，当θ1>θ2时，必有n 1<n 2；又由v ＝c /n 知，必有v 1>v 2，故B 项对．答案：B10．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )A ．单色光1在介质中的折射率小于单色光2在介质中的折射率B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 解析：由题意可知，单色光1在介质中的折射角小于单色光2在介质中的折射角，由折射率的定义可知，单色光1的折射率n 大于单色光2在介质中的折射率．由n ＝c v 可知，单色光1在介质中的传播速度v 1小于单色光2在介质中的传播速度，故A 、B 选项错误；当单色光1、2垂直进入到界面时，通过玻璃板的路程相同，所以单色光通过玻璃板所用的时间长，故C 选项错误；由sin C ＝1n可知，当光由玻璃入射空气发生全反射的临界角，单色光1的临界角小于单色光2的临界角，故D 选项正确．答案：D11．(2011·全国新课标)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ，∠A 为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3 解析：等腰直角棱镜的底角∠B ＝∠C ＝45°，如图所示．由折射规律可得sin45°sin r ＝n ，若在AC 边上发生全反射， 则sin β＝1n，由几何关系又有r ＝90°－β， 联立以上三式，可得n 2＝32，即n ＝62. 答案：A12．有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ，其周围是空气，如右图所示，当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时，(1)要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n 2－1(BC 面足够长)．(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？ 解析：(1)要使光线在BC 面发生全反射(见下图)，首先应满足sin β≥1n，① 式中β为光线射到BC 面的入射角，由折射定律，有sin αsin (90°－β)＝n ，② 将①②两式联立得sin α≤n 2－1.(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，即0°≤α≤90°都能产生全反射，则只有当n 2－1≥1才能满足上述条件，故n ≥ 2.答案：见解析。
2020-2021学年物理人教版选修3-4课后练习：第十三章测评 Word版含解析
姓名，年级：时间：第十三章测评(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1。
如图所示,空气中有一折射率为√2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB 。
一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA 上,OB不透光。
若只考虑首次入射到圆弧AB⏜上的光，则AB ⏜上有光透出部分的弧长为( )A 。
16πR B.14πR C 。
13πR D.512πR 解析由折射定律知sin45°sinγ=n=√2，解得γ=30°,则折射角为30°。
过圆心的光线是临界光线，此时的折射光线ON 和OB 的夹角就是折射角,还要考虑到全反射的情况，如图所示,射到M 点的光线的入射角为临界角C=45°，则射到AM 弧上的光线发生了全反射，那么有光透出部分的弧对应的圆心角为45°,长度为2πR×18=πR4,B项对。
2.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明暗相间的绿条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。
下列说法正确的有（)A。
如果增大单缝到双缝间的距离, Δx将增大B.如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大Δx=ldλ（其中l表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离,λ表示光的波长)判断,可知Δx与单缝到双缝间的距离无关，与缝本身的宽度也无关，所以选项C正确。
3。
某种液体的折射率为√2,距液面下深h处有一个点光源，从液面上看液面被光源照亮的圆形区域的直径为(）A。
2√2h B.2h C.√2h D。
h从液面上看到液面被照亮是因为光线从液面射出后进入人的眼睛.如图所示,设光线OA在界面上恰好发生全反射，则sin C=1n =√22，所以C=45°。
高二物理人教版选修3-4 第十三章过关检测 含解析
(2)如图乙所示,乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小。
答案:(1)不变 (2)偏小
三、计算题(每小题16分,共32分)
答案:D
3.劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是( )
A.空气泡对光线有会聚作用,因而较亮B.气泡对光线有发散作用,因而较亮
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
解析:要注意发生全反射的条件是:光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角。一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件,因而发生全反射,这也就是气泡看上去比较亮的原因。
10.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中:
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许,如图甲所示。则他测出的折射率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
所以λ'=m=3.0×10-7m
故增透膜的厚度d'=λ'=7.5×10-8m。
答案:(1)3.9×10-7 m (2)7.5×10-8 m
式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角。
现假设A'恰好在纸片边缘。由题意,在A'点刚好发生全反射,故α=
高中物理新课标人教版选修3-4 梯度练习13-3
(学生用书P52)基础强化1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是()A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．答案：B2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是()A．波长的整数倍B．半波长的整数倍C．只是波长的奇数倍D．只是半波长的奇数倍解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A3．以下光源可作为相干光源的是()A．两个相同亮度的烛焰B．两个规格相同的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．4．关于光的干涉，下列说法中正确的是()A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．只有频率相同的两列光才能产生干涉C．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定D．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B选项正确，C选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D选项正确．答案：BD能力提升5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)()A．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹B．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹C．在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D．在距双缝的路程差为(n＋12)λ的点形成暗条纹解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B、D选项正确．答案：BD6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙色光做实验时，光屏中心P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗纹的情况是()A．P和P1都是亮纹B．P是亮纹，P1是暗纹C．P是暗纹，P1是亮纹D．P和P1都是暗纹解析：在P点均是亮条纹，P点对橙光是亮条纹，则光程差s＝1×λ橙＝6×10－7 m．对紫光s＝1.5λ紫，故P1点对紫光为暗条纹，故B选项正确．7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－6 m.(1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×1087.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？ 解析：当用λ1＝5.0×10－7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹． 答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹小课堂：如何培养中学生的自主学习能力？自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
高中物理新课标人教版选修3-4 梯度练习章末测试12
《机械波》章末测试时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分，每小题给出的四个选项中至少有一个选项符合题目要求)1．迎面而来的汽车鸣响喇叭，其声音变化是( ) A ．越来越响 B ．变得尖锐了 C ．越来越低沉D ．没有变化解析：由于多普勒效应，迎面来的汽车鸣响喇叭时，听到声音的频率升高了，变得尖锐了，故B 选项正确．答案：B2．S 1、S 2是两个相同的波源，这两列波发生干涉时，在干涉区域内有a 、b 、c 三点，某时刻a 点有波峰和波谷相遇，b 点有两列波的波谷相遇，c 点有两列波的波峰相遇，问再经过T2时，振动加强的是( )A ．只有a 点B ．只有c 点C ．b 点和c 点D ．a 点和c 点解析：在发生干涉现象时两列波在介质中引起的振动情况相同，则该点振动加强，如果振动情况相反，振动减弱，所以，波峰和波峰，或者波谷和波谷相遇的点振动加强，而且加强的总是加强；波峰和波谷相遇的点振动减弱，且总是减弱，故C 选项正确．答案：C3．一列横波沿x 轴正方向传播，在某时刻的波形图为一正弦曲线，如下图所示，若波速为2 m/s ，下列说法正确的是( )A ．从图示时刻开始，经1 s 质点a 通过的路程为0.2 mB ．从图示时刻开始，质点b 比质点a 先回到平衡位置C ．若此波遇到另一列波并产生稳定干涉条纹，则另一列波的频率为0.5 HzD ．若该波传播中遇到宽约3 m 的障碍物，不能发生明显的衍射现象解析：由图可知波长λ＝4 m ，由v ＝λT 得T ＝λv ＝42 s ＝2 s ，经过1 s ，a 质点通过的路程为2 A ＝40 cm ，故A 选项错误；由λ＝4 m ，若波传播中遇到宽约3 m 的障碍，能发生明显衍射现象，故D 选项错误；波沿x 正向传播，则可知b 质点向下振动，则B 选项错误；T ＝1f ，f＝0.5 Hz ，故C 选项正确．答案：C4．一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如下图所示，a 、b 、c 为三个质点，a 正向上运动，由此可知( )A ．该波沿x 轴正方向传播B ．c 正向上运动C ．该时刻以后，b 比c 先到达平衡位置D ．该时刻以后，b 比c 先到达距平衡位置最远处解析：由题中a 质点向上振动，则可知波沿x 轴正向传播，A 选项正确，c 应向下运动，故B 选项错误，而C 选项正确．c 质点先到达负向最大位移处，故D 选项错误．答案：AC5．(2007·四川)下图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，下图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象．从该时刻起( )A ．经过0.35 s 时，质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离B ．经过0.25 s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度C ．经过0.15 s 时，波沿x 轴的正方向传播了3 mD ．经过0.1 s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向解析：由图象可知t ＝0时刻，P 质点向下运动，则波向右传播，经0.35 s 即134T ，P 点到达波峰，Q 质点距平衡位置的距离小于P 点，故A 选项正确，经0.25 s ，即114T ，P 到达波谷，加速度最大，故B 选项错误；经0.15 s 传播的距离Δx ＝v Δt ＝3 m ，C 选项正确，Q 点t ＝0时向上振动，经0.1秒即半个周期，其运动方向沿－y 方向，故D 选项错误．答案：AC6．(2008·理科综合，16，北京卷)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波．一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 到达最大位移处．在这段时间内波传播了0.5 m ，则这列波( )A ．周期是0.2 sB ．波长是0.5 mC ．波速是2 m/sD ．经1.6 s 传播8 m解析：v ＝Δs Δt ＝0.50.1 m/s ＝5 m/s ，故C 选项错误；D 选项正确；由于0.1秒跟周期的关系不确定，故不能确定波长和周期，故A 、B 选项错误．答案：D7．在介质中沿x 轴正方向传播的一列简谐波，在某一时刻的波形图线如下图所示，此时D 点刚开始振动，则以下说法正确的是( )A ．质点A 正向＋y 方向运动B ．质点B 正向＋y 方向运动C ．质点A 比B 先回到平衡位置D ．质点C 正向－y 方向振动解析：无论波沿什么方向传播，介质中的质点只在平衡位置附近于波峰和波谷之间振动，介质中质点振动方向只在波峰、波谷两处改变方向，所以从波峰到波谷这段上的质点振动方向必相同．从波谷到波峰这段上的质点的振动方向也必相同．由右行波右向上，左向下可判断，向右传播的波，波峰右侧如B 点振动方向向上，波峰左侧，如C 、A 点振动方向向下，故B 、C 、D 选项正确．答案：BCD8．(2009·北京理综)一简谐机械波沿x 轴正方向传播，周期为T ，波长为λ.若在x ＝0处质点的振动图象如右图所示，则该波在t ＝T /2时刻的波形曲线为( )解析：由x ＝0处质点的振动图象可知，t ＝T2时刻该质点正通过平衡位置向下振动．C 、D选项反映该质点分别在负向和正向最大位移处，故错误；B 选项中该质点正在通过平衡位置，但振动方向向上，故错误；A 选项中该质点正在通过平衡位置，且向下振动，故正确．答案：A9．(2008·天津理科综合，21)一列简谐横波沿直线由a 向b 传播，相距10.5 m 的a 、b 两处的质点振动图象如下图中a 、b 所示，则()A ．该波的振幅可能是20 cmB ．该波的波长可能是8.4 mC ．该波的波速可能是10.5 m/sD ．该波由a 传到b 可能历时7 s解析：由图象可知振幅应为10 cm ，故A 选项错误，波由a 向b 传播，a 靠近振源，a 点的振动比b 超前nT ＋34T ，则Δx ＝10.5 m ＝nλ＋34λ(n ＝0,1,2,3…)，λ＝424n ＋3，则可知B 选项错误；v ＝λT ＝42(4n ＋3)×4＝10.54n ＋3，由此可知C 选项错误；a 传到b 的时间Δt ＝nT ＋34T ，当n ＝1时Δt ＝7 s ，故D 选项正确．答案：D10．一简谐横波在下图中x 轴上传播，实线和虚线分别是t 1和t 2时刻的波形图，已知t 2－t 1＝1.0 s ．由图判断下列波速不可能的是()A ．1 m/sB ．3 m/sC ．5 m/sD ．10 m/s解析：由题中波的图象可知，波长λ＝4 m ，若波向左传播，则需经历(n ＋34)T 左(n ＝0,1,2,3…)时间，即(n ＋34)T左＝1.0 s ，T左＝1n ＋34s ，则波速v左＝λ/T左＝41n ＋34m/s ＝(4n ＋3) m/s(n ＝0,1,2,3…)；若波向右传播，T 右＝1n ＋14s ，v 右＝(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2,3…)，故D 项不可能．答案：D二、非选择题(共4个小题，共50分)11．(6分)声波从甲介质进入乙介质中，已知入射角为30°，折射角为37°，声波在乙介质中传播速度为在甲介质中传播速度的__________倍．解析：由折射定律可知 v 乙v 甲＝sin37°sin30°＝0.60.5＝1.2. 答案：1.212．(10分)利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz 的超声波后，经过0.64 s 收到鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104 Hz 的超声波在水中的波长为2.5 cm ，则这群鱼跟渔船的距离为________m ，反射波的频率为________Hz.解析：设鱼群跟渔船的距离为s ，由题意t ＝2s v 波速公式v ＝λf ，得s ＝464 m. 反射波的频率不发生变化5.8×104 Hz. 答案：464 5.8×10413．(16分)如下图所示，甲为某一列简谐波t ＝t 0时的波形图象，乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论．(1)波的传播方向及传播速度；(2)画出经2.3 s 后波的图象，并求P 质点的位移和P 质点运动的路程．解析：(1)由图象可知t ＝t 0时刻P 质点由平衡位置向下运动．由此可确定波沿x 轴正向传播．由图象可知λ＝2 m ，T ＝0.4 s ，v ＝λT＝5.0 m/s.(2)T ＝0.4 s 经Δt ＝2.3 s ＝534T ，经2.3 s 的波形图如下图所示．则P 质点的位移为－10 cm ，路程s ＝5×4A ＋3A ＝2.3 m.答案：(1)5.0 m/s 沿x 轴正方向传播 (2)见解析图象 －10 cm 2.3 m14．(18分)如下图所示，为沿x 轴向右传播的简谐横波在t ＝1.2 s 时的波形图，位于坐标原点的观察者观测到4 s内有10个完整的波经过该点．(1)求该波的振幅、频率、周期和波速．(2)画出平衡位置在x轴上的P点处的质点在0～0.6 s内的振动图象．解析：(1)根据波的图象可知振幅A＝0.1 m，f＝2.5 Hz，T＝0.4 s，v＝5 m/s.(2)由题意可知t＝0时刻的波形图与t＝1.2 s时的波形图是一样的．因为T＝0.4 s,1.2 s为3倍的周期，由题可知t＝0时刻，P质点由y＝0.08 m处向－y方向运动，其振动图象如下图所示．答案：(1)0.1 m 2.5 Hz0.4 s 5 m/s(2)见解析图。
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(学生用书P52)
基础强化
1．关于杨氏实验，下列说法中错误的是()
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为情况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹解析：在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．
答案：B
2．如右图所示的杨氏双缝干涉的实验中，如果光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是()
A．波长的整数倍
B．半波长的整数倍
C．只是波长的奇数倍
D．只是半波长的奇数倍
解析：在杨氏双缝干涉的实验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．答案：A
3．以下光源可作为相干光源的是()
A．两个相同亮度的烛焰
B．两个规格相同的灯泡
C．双丝灯泡
D．出自一个单色光源的一束光所分成的两列光
解析：不同的发光物体，产生的光，不具备相干条件，它们的频率不同，出自一个单色光源的一束光所分成的两列光，频率相同、振动稳定是相干光源．
4．关于光的干涉，下列说法中正确的是()
A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．只有频率相同的两列光才能产生干涉
C．频率不同的两列光也能产生干涉，只是不稳定
D．在屏上距离两缝相等的点产生亮条纹
解析：在干涉现象中，相邻的明条纹和相邻的暗条纹的间距是相等的，故A选项错误；能发生干涉时两列光必须频率相同，故B选项正确，C选项错误；距两狭缝距离相等的点，光程差为零，则出现明条纹，故D选项正确．
答案：BD
能力提升
5．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)()
A．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹
C．在距双缝的路程差为n λ
2的点形成亮条纹
D．在距双缝的路程差为(n＋1
2)λ的点形成暗条纹
解析：光程差是半波长的偶数倍，则出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，故B、D选项正确．
答案：BD
6．下图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙色光做实验时，光屏中心P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的
亮、暗纹的情况是()
A．P和P1都是亮纹
B．P是亮纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是亮纹
D．P和P1都是暗纹
解析：在P点均是亮条纹，P点对橙光是亮条纹，则光程差s＝1×λ橙＝6×10－7 m．对紫光s＝1.5λ紫，故P1点对紫光为暗条纹，故B选项正确．
7．S 1、S 2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz ，光屏上A 点与S 1、S 2的光程差为1.8×10－
6 m. (1)若S 1、S 2的振动步调完全一致，则A 点出现什么条纹？
(2)若S 1、S 2的振动步调完全相反，则A 点出现什么条纹？
解析：(1)由c ＝λf ，得λ＝c f ＝3.0×108
7.5×1014＝4×10－5 m. 光程差s ＝1.8×10－6 m ，则s λ＝1.8×10－64×10－5＝92 若S 1、S 2振动步调一致，则在A 点产生暗条纹．
(2)若S 1、S 2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A 点刚好两列波相互加强，出现亮条纹．
答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹
8．如右图所示，在双缝干涉中，若用λ1＝5.0×10－
7 m 的光照射，屏上O 为中央亮条纹，屏上A 为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4.0×10－
7 m 的光照射时，屏上O 处是什么情况？屏上A 处又是什么情况？
解析：当用λ1＝5.0×10－
7m 的光照射时，A 点为第二级亮条纹，则光程差Δs ＝AS 2－AS 1应为波长的2倍，即Δs ＝2λ1，即Δs λ2＝2λ1λ2＝2×5.0×10－74.0×10
－7＝52，所以若λ2＝4.0×10－7 m 的光照射A 处应为第三级暗条纹．O 点光程差为零，仍为亮条纹．
答案：O 处是亮条纹，A 处是第三级暗条纹。