人教版高中物理选修3-4第十三章 单元测试题
人教版高中物理选修3-4第十三章光单元测试题二.docx
高中物理学习材料桑水制作姓名，班级，得分一．不定项选择（每一小题有1个或多个正确选项，全对得4分，选对但不全得2分）1．水中的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. 空气泡对光线有发散作用，因而较亮C. 从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生反射，因而较亮D. 从水中到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮2.关于空中的鸟和水中的鱼，下列说法中正确的是（）A. 鸟看到的是鱼的实像，位置变浅些B. 鸟看到的是鱼的虚像，位置变浅些C. 鱼看到的是鸟的实像，位置偏低些D. 鱼看到的是鸟的虚像，位置偏高些3.一束白光被棱镜色散时，下列说法中正确的是（）A. 棱镜对各单色光的折射率不同，对红光最大，对紫光最小B. 红光比蓝光先通过棱镜C. 黄光比绿光偏转的角度小D. 在棱镜中速度较大的单色光偏转的角度也较大4.某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是（）A. 若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B. 若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C. 衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D. 衍射条纹的间距与光的波长有关5下列关于光的现象的说法中正确的是（）A. 用白光做双缝干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B. 用白光做双缝干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光C. 涂有增透膜的照相机镜头，看起来呈淡紫色是增强了对紫光的透射程度D. 从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射光相干涉的结果6．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。
a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如右图所示，由此可知（）A.棱镜内a光的传播速度比b光的小B.棱镜内a光的传播速度比b光的大C.a光的频率比b光的高D.a光的波长比b光的长7．空气中两条光线 a和 b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图2所示。
人教版物理选修3-4《第13章-光》单元综合试题及答案【4】
(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．利用激光很容易实现光的干涉现象，这是因为( )A ．激光的亮度高B ．激光的方向性好C ．激光的频率、偏振方向几乎相同D ．激光的能量集中解析：选C.为了更好地出现干涉现象，应尽可能用频率、偏振方向相同的光作为相干光．2．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )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象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涉现象解析：选D.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涉的原理，故选项A 错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散，故选项B 错；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射，故选项C 错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D 对． 3.图13－5(2019年皖南八校联考)a 、b 两种单色光以相同的入射角从某种介质射向空气，光路如图13－5所示，则下列说法正确的是( )A ．逐渐增大入射角α的过程中，a 光先发生全反射B ．通过同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹间距比b 光的宽C ．在该介质中b 光的传播速度大于a 光的传播速度D ．在该介质中a 光的波长小于b 光的波长答案：B 4.图13－6(2019年宁波高二检测)如图13－6所示， OO′是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于O O′轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO′下方的P 点，由此可以得出的结论是( )A ．在玻璃中，A 光比B 光的速度小B ．玻璃对A 光的折射率比对B 光的折射率小C ．在空气中，A 光的波长比B 光的波长长D ．A 光的频率比B 光的频率大解析：选AD.由图可知，A 光的偏折程度更大，折射率较大，频率较大，故B 错、D 正确．由n ＝c v可知在玻璃中的光速A 较小，故A 正确．再由c ＝λf 可知，频率越大，波长越小，故A 光的波长较短，故C 错．5．(2019年高考安徽理综卷)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋B λ2＋C λ4，其中A 、B 、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图13－7所示．则( )A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光解析：选D.由公式可知，光的波长越长，折射率越小．而在太阳光的可见光范围内，从红光到紫光的波长越来越短，即折射率越来越大，所以a处是红光，d处是紫光，则A、B、C错误，D正确．6.图13－8(2019年苏州高二检测)如图13－8所示，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．已知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：选C.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正确．7．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象( )A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：选A.起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强达到最大．当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．8．如图13－9所示是研究光的双缝干涉的示意图．不透光的挡板上有两条平行狭缝S1、S2，用单色红光照射双缝，由S1、S2发出的红光到达屏上时会产生干涉条纹，则以下说法正确的是( )图13－9A．若只减小两条狭缝S1、S2之间的距离，条纹间距将增大B．若只减小两条狭缝与屏之间的距离，条纹间距将增大C．若只在两条狭缝与屏之间插入一块与屏平行的平板玻璃砖，条纹间距将增大D．若只把用红光照射改用绿光照射，条纹间距将增大答案：A9.图13－10(2019年长沙模拟)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13－10所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，则( )A ．出现最亮时，B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强B ．出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ4D ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ2解析：选D.出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相加强，设温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加h ，由题知2h ＝λ，故h ＝λ/2.图13－1110．如图13－11所示，只含黄光和紫光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两束光OA 和OB ，沿如图所示方向射出，则( )A ．OA 为黄光，OB 为紫光B ．OA 为紫光，OB 为黄光C ．OA 为黄光，OB 为复色光D ．OA 为复色光，OB 为紫光解析：选C.黄光比紫光频率小，在玻璃中折射率小，发生全反射的临界角大，由图可知，OB 为反射光线，OA 是折射角为90°的折射光线，即入射角恰好为黄光的临界角，紫光已经发生全反射，在OA 中只有黄光，在OB 中既有黄光又有紫光，为复色光．二、实验题(本题共2小题，每小题5分，共10分．把答案填在题中横线上)11．(2019年高考天津理综卷)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图13－12中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝____________.图13－12解析：当恰好看不见P 1、P 2的像时，刚好发生全反射现象，此时玻璃砖直径转过的角度θ为临界角，折射率n ＝1sin θ. 答案：玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ12．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图13－13甲所示．转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图乙所示．已知双缝间距d ＝1.5 mm ，双缝到屏的距离L ＝1.00 m ，则被测光波的波长为________．图13－13解析：图甲读数为1.130 mm图乙读数为1.760 mm.亮条纹间距Δx ＝1.760－1.1303mm ＝0.21 mm. 由公式Δx ＝L dλ得：λ＝d Δx L ＝1.5×10－3×0.21×10－31.00m ＝3.15×10－7 m.答案：3.15×10－7 m三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)13．(8分)一圆柱形容器，底面半径与高之比为2∶3，眼睛沿DA 方向看去恰能看到底部边缘P 点，将容器注满某种液体，眼睛仍保持DA 方向看去，恰能看到底部圆心Q 点，如图13－14所示．图13－14(1)求此液体的折射率；(2)从液面上方垂直向下观察，容器底部看起来的深度为实际深度的多少倍？答案：(1)2135(约1.44) (2)容器底部看起来的深度约为实际深度的0.69倍14.图13－15(10分)如图13－15所示，ABC 是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC 面时，光在AB 面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c ，求液体的折射率及光在该液体中传播速度多大？解析：设液体的折射率为n ，光在里面传播的速度为v ，发生全发射的临界角为C ，则由题意知：C ＝60°所以n ＝1sinC ＝1sin60°＝233 又因为n ＝c v ，所以v ＝c n ＝32c. 答案：233 32c 15.图13－16(10分)如图13－16所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6m ，今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，求P 点是亮条纹还是暗条纹．(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°.解析：已知P 点与S 1和S 2的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹．(1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2得，λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7m ＝6×10－7m.根据光程差：δ＝2.1×10－6m ＝312λ1， 知A 光在P 点是暗条纹．(2)设B 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝λ1λ2，得，λ1＝n λ2，又临界角C ＝37°所以n ＝1sinC 所以λ1＝λ2sinC ＝3.15×10－7sin37°m ＝5.25×10－7 m. 根据光程差：δ＝2.1×10－6 m ＝4λ1知，B 光在P 点是亮条纹．答案：见解析16．(12分)如图13－17所示，MN 是一条通过透明球体球心的直线，一条平行于MN 的光线a 射向此球体，若出射光线c 与MN 的交点P 和球心O 的距离是球半径的2倍，与MN 所成的角α＝30°，求透明球体的折射率．图13－17解析：作光路图如图所示，设球的半径为R ，在△OPB 中，OB sin α＝OP sin ∠OBP ，则R sin30°＝2R sin ∠OBP，∠OBP ＝135°，则∠FBP ＝45°，由几何条件知∠BOP ＝15°且有∠OAB ＝∠OBA ，又aA ∥MO ，所以∠AOM ＝∠aAE.由光路可逆知∠aAE ＝45°，由几何关系知∠OAB ＝30°，则折射率n ＝sin ∠aAE sin ∠OAB ＝sin45°sin30°＝ 2. 答案： 2。
人教版高中物理选修3-4《第13章光》单元综合试题及答案2.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，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．检查视力时人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用一个平面镜，视力表到镜子的距离为3m，如图所示，那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为( )A．5m,2m B．6m,2mC．4.5m,1.5m D．4m,1m答案：A2．表面附有油膜的透明玻璃片，当有白光照射时，可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样，则这两者( )A．都是色散现象B．都是干涉现象C．前者是干涉，后者是色散D．前者是色散，后者是干涉答案：C解析：光线照射到透明玻璃片的表面时，光线在油膜的前后表面分别反射，形成薄膜干涉，可在照射面前边看到彩色的条纹；同时，部分光线进入玻璃在玻璃中反射，有部分光线从边缘出来，玻璃片的边缘相当于棱镜，发生色散，可从玻璃片的旁边看到彩色图样，选项C正确．3．下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫答案：B4．下面是四种与光有关的事实，其中与光的全反射有关的是( ) ①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带 ④水面上的油膜呈现彩色 A ．①B ．②④C ．③④D ．②③答案：A解析：光导纤维利用光的全反射来传播信号，白光通过三棱镜是光的色散，平面平整度的检查和水面上的彩色油膜是光的干涉现象，则选项A 正确．5．高层建筑物外墙大量使用的幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的景物，其原因是( )A ．在玻璃的外表面涂有增透膜B ．在玻璃的外表面涂有高反膜(对光的反射率远大于透射的物质)C ．在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物质D ．在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜 答案：B6．a 、b 两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b 的折射线更靠近法线，由此可判定( )A ．a 比b 更容易发生衍射现象B ．当光从介质射向空气中，a 、b 要发生全反射的临界角分别为C a 、C b ，则C a <C b C ．在介质中b 的速度较大D ．单色光b 的频率较低 答案：A解析：如图，由sin θ1sin θ2＝n 可知b 的折射率大于a 的折射率．所以b 的频率较大，a 的频率较小，D 错误．由频率大小进一步可知，a 频率较小更容易发生衍射现象，A 正确．由n ＝c v可知介质中v a >b b ，C 项错误．由sin C ＝1n可知C a >C b ，B 错误．7．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为( )A. 2B ．1.5 C. 3D ．2答案：C解析：其光路图如下图所示，由几何关系知r ＝30°，折射率n ＝sin60°sin30°＝3，故C 正确．8．根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是( )A ．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B ．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C ．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D ．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 答案：BD解析：人看鱼的光路如图甲所示，因入射角i 小于折射角r ，则人将看到鱼的虚像，且位置比实际情况变浅了些，B 正确；鱼看到人的光路如图乙所示，因入射角i 大于折射角r ，则鱼将看到人的虚像，且比实际位置要高，D 正确．9．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．已知该棱镜的折射率n ＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线( )答案：B10．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点．已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 答案：AC解析：由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n ＝sin θ1sin θ2＝3212＝3，A 选项正确；在BC 界面上，入射角为30°，临界角的正弦值为sin C ＝1n ＝33>sin30°，即C >30°，所以在F点，不会发生全反射，B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率f 不变，波速v 减小，所以λ＝vf减小，C 选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D 选项错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题5分，共15分．把答案直接填在横线上) 11．“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示．(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点 a ．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 b ．干涉条纹与双缝垂直c ．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关d ．干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中，你认为正确的是__________．(2)当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx 时，测量值__________实际值．(填“大于”、“小于”或“等于”)答案：(1)ad (2)0.702(0.701－0.703均算对) (3)大于12．如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射面AB 和出射面CD 并不平行，则(1)出射光线与入射光线__________．(填仍平行或不再平行)(2)以入射点O 为圆心，以R ＝5cm 长度为半径画圆，与入射线PO 交于M 点，与折射线的延长线OQ 交于F 点，过M 、F 点分别向法线作垂线，量得MN ＝1.68cm ，FE ＝1.12cm ，则该玻璃砖的折射率n ＝__________.答案：(1)不再平行 (2)1.513．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为γ＝8.1×1014Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是__________________________． (2)这种“增反膜”的厚度是______________． (3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( ) A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”答案：(1)两反射光叠加后加强 (2)1.23×10－7m (3)A 、D解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝N λ′(N ＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c /γ＝3.7×10－7m.在膜中的波长是λ′＝λ/n ＝2.47×10－7m ，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉为彩色条纹，单色光的干涉则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．三、论述·计算题(共5小题，共45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)14．(8分)空中有一只小鸟，距水面3m ，其正下方距水面4m 深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3.(1)鸟从空中看到水中的鱼离它的距离是多少？ (2)鱼在水中看空中的鸟离它的距离是多少？ 答案：(1)6m (2)8m解析：(1)首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的i 和r 均很小，故有tan i ＝sin i ，tan r ＝sin r .由图可得：h 1tan r ＝h ′tan i ，h ′＝h 1tan r /tan i ＝h 1sin r /sin i ＝h 1n ＝4×34m ＝3m则鸟看水中的鱼离它：H 1＝(3＋3)m ＝6m (2)同理可得鱼看鸟时：h ″＝nh 2＝3×43m ＝4m则H 2＝(4＋4)m ＝8m15．(8分)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5.52×10－7m 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．答案：1×10－7m解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得：n ＝c v ＝λ0fλf ，得λ＝λ0n ，那么增透膜厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7m. 16．(9分)(2009·高考江苏物理，12)下图是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l ＝10cm.若已知水的折射率n ＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)答案：2.1m解析：设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员的实际长为L ，由折射定律n sin α＝sin90°由几何关系sin α＝R R 2＋h2，R r ＝Ll得h ＝n 2－1·L lr取L ＝2.2m ，解得h ＝2.1(m)(1.6～2.6m 都算对)17．(10分)为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d ＝34.64cm ，孔的宽度L ＝20cm ，孔内嵌入折射率n ＝3的玻璃砖如图所示，试问：(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°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？ 答案：(1)120° (2)2解析：当人眼处于底端左边呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，又d ＝34.64cm ，L ＝20cm ，则tan β＝2034.64＝13，所以β＝30°(1)折射定律sin αsin β＝3，所以α＝60°(2)要使视野的张角为180°，即α′＝90°，由折射定律得sin90°sin β＝n ，所以n ＝218．(10分)单色细光束射到折射率n ＝2的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i ＝45°，研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如下图所示(图上已画出入射光和出射光)．(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向． (2)求入射光与出射光之间的夹角α(3)如果入射光是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？答案：(1)参看解析；(2)30°；(3)红光的α最大，紫光的α最小解析：(1)光线从入射到出射的光路如下图所示．入射光线AB 经玻璃折射后，折射光线为BC ，又经球内壁反射后，反射光线为CD ，再经折射后，折射出的光线为DE .OB 、OD 为球的半球，即为法线．(2)由折射定律sin i sin r ＝n ，得sin r ＝sin i n ＝2/22＝12∴r ＝30°由几何关系及对称性，有α2＝r －(i －r )＝2r －i∴α＝4r －2i ，把r ＝30°，i ＝45°代入得α＝30°(3)由(2)问解答可知，i ＝45°，n 越小，sin r 越大，r 角越大，同时α＝2r －i . ∴红光的α最大，紫光的α最小．。
人教版高中物理选修3-4《第13章光》单元综合试题及答案2.docx
高中物理学习材料第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，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．检查视力时人与视力表之间的距离应为5m，现因屋子太小而使用一个平面镜，视力表到镜子的距离为3m，如图所示，那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为( )A．5m,2m B．6m,2mC．4.5m,1.5m D．4m,1m答案：A2．表面附有油膜的透明玻璃片，当有白光照射时，可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样，则这两者( )A．都是色散现象B．都是干涉现象C．前者是干涉，后者是色散D．前者是色散，后者是干涉答案：C解析：光线照射到透明玻璃片的表面时，光线在油膜的前后表面分别反射，形成薄膜干涉，可在照射面前边看到彩色的条纹；同时，部分光线进入玻璃在玻璃中反射，有部分光线从边缘出来，玻璃片的边缘相当于棱镜，发生色散，可从玻璃片的旁边看到彩色图样，选项C正确．3．下图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案：B4．下面是四种与光有关的事实，其中与光的全反射有关的是( ) ①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 ③一束白光通过三棱镜形成彩色光带 ④水面上的油膜呈现彩色 A ．①B ．②④C ．③④D ．②③答案：A解析：光导纤维利用光的全反射来传播信号，白光通过三棱镜是光的色散，平面平整度的检查和水面上的彩色油膜是光的干涉现象，则选项A 正确．5．高层建筑物外墙大量使用的幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的景物，其原因是( )A ．在玻璃的外表面涂有增透膜B ．在玻璃的外表面涂有高反膜(对光的反射率远大于透射的物质)C ．在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物质D ．在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜 答案：B6．a 、b 两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b 的折射线更靠近法线，由此可判定( )A ．a 比b 更容易发生衍射现象B ．当光从介质射向空气中，a 、b 要发生全反射的临界角分别为C a 、C b ，则C a <C b C ．在介质中b 的速度较大D ．单色光b 的频率较低 答案：A解析：如图，由sin θ1sin θ2＝n 可知b 的折射率大于a 的折射率．所以b 的频率较大，a 的频率较小，D 错误．由频率大小进一步可知，a 频率较小更容易发生衍射现象，A 正确．由n ＝c v可知介质中v a >b b ，C 项错误．由sin C ＝1n可知C a >C b ，B 错误．7．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为( )A. 2B ．1.5 C. 3D ．2答案：C解析：其光路图如下图所示，由几何关系知r ＝30°，折射率n ＝sin60°sin30°＝3，故C 正确．8．根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是( )A ．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B ．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C ．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D ．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 答案：BD解析：人看鱼的光路如图甲所示，因入射角i 小于折射角r ，则人将看到鱼的虚像，且位置比实际情况变浅了些，B 正确；鱼看到人的光路如图乙所示，因入射角i 大于折射角r ，则鱼将看到人的虚像，且比实际位置要高，D 正确．9．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．已知该棱镜的折射率n＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线( )答案：B10．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点．已知入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 答案：AC解析：由几何关系可知，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射定律n ＝sin θ1sin θ2＝3212＝3，A 选项正确；在BC 界面上，入射角为30°，临界角的正弦值为sin C ＝1n ＝33>sin30°，即C >30°，所以在F点，不会发生全反射，B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率f 不变，波速v 减小，所以λ＝vf减小，C 选项正确；由上述计算结果，作出光路图，可知D 选项错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题5分，共15分．把答案直接填在横线上) 11．“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示．(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点 a ．灯丝与单缝和双缝必须平行放置 b ．干涉条纹与双缝垂直c ．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关d ．干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是__________．(2)当测量头中的分划板中心刻度对准某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx 时，测量值__________实际值．(填“大于”、“小于”或“等于”)答案：(1)ad (2)0.702(0.701－0.703均算对) (3)大于12．如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射面AB 和出射面CD 并不平行，则(1)出射光线与入射光线__________．(填仍平行或不再平行)(2)以入射点O 为圆心，以R ＝5cm 长度为半径画圆，与入射线PO 交于M 点，与折射线的延长线OQ 交于F 点，过M 、F 点分别向法线作垂线，量得MN ＝1.68cm ，FE ＝1.12cm ，则该玻璃砖的折射率n ＝__________.答案：(1)不再平行 (2)1.513．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为γ＝8.1×1014Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是__________________________． (2)这种“增反膜”的厚度是______________． (3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( ) A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”答案：(1)两反射光叠加后加强 (2)1.23×10－7m (3)A 、D解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝N λ′(N ＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c /γ＝3.7×10－7m.在膜中的波长是λ′＝λ/n ＝2.47×10－7m ，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉为彩色条纹，单色光的干涉则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．三、论述·计算题(共5小题，共45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)14．(8分)空中有一只小鸟，距水面3m ，其正下方距水面4m 深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3.(1)鸟从空中看到水中的鱼离它的距离是多少？ (2)鱼在水中看空中的鸟离它的距离是多少？ 答案：(1)6m (2)8m解析：(1)首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的i 和r 均很小，故有tan i ＝sin i ，tan r ＝sin r .由图可得：h 1tan r ＝h ′tan i ，h ′＝h 1tan r /tan i ＝h 1sin r /sin i ＝h 1n ＝4×34m ＝3m则鸟看水中的鱼离它：H 1＝(3＋3)m ＝6m (2)同理可得鱼看鸟时：h ″＝nh 2＝3×43m ＝4m则H 2＝(4＋4)m ＝8m15．(8分)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5.52×10－7m 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．答案：1×10－7m解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得：n ＝c v ＝λ0fλf ，得λ＝λ0n ，那么增透膜厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝1×10－7m. 16．(9分)(2009·高考江苏物理，12)下图是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l ＝10cm.若已知水的折射率n ＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)答案：2.1m解析：设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员的实际长为L ，由折射定律n sin α＝sin90°由几何关系sin α＝R R 2＋h2，R r ＝Ll得h ＝n 2－1·L lr取L ＝2.2m ，解得h ＝2.1(m)(1.6～2.6m 都算对)17．(10分)为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d ＝34.64cm ，孔的宽度L ＝20cm ，孔内嵌入折射率n ＝3的玻璃砖如图所示，试问：(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°范围内景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？ 答案：(1)120° (2)2解析：当人眼处于底端左边呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，又d ＝34.64cm ，L ＝20cm ，则tan β＝2034.64＝13，所以β＝30°(1)折射定律sin αsin β＝3，所以α＝60°(2)要使视野的张角为180°，即α′＝90°，由折射定律得sin90°sin β＝n ，所以n ＝218．(10分)单色细光束射到折射率n ＝2的透明球面，光束在过球心的平面内，入射角i ＝45°，研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如下图所示(图上已画出入射光和出射光)．(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向． (2)求入射光与出射光之间的夹角α(3)如果入射光是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？答案：(1)参看解析；(2)30°；(3)红光的α最大，紫光的α最小解析：(1)光线从入射到出射的光路如下图所示．入射光线AB 经玻璃折射后，折射光线为BC ，又经球内壁反射后，反射光线为CD ，再经折射后，折射出的光线为DE .OB 、OD 为球的半球，即为法线．(2)由折射定律sin i sin r ＝n ，得sin r ＝sin i n ＝2/22＝12∴r ＝30°由几何关系及对称性，有α2＝r －(i －r )＝2r －i∴α＝4r －2i ，把r ＝30°，i ＝45°代入得α＝30°(3)由(2)问解答可知，i ＝45°，n 越小，sin r 越大，r 角越大，同时α＝2r －i . ∴红光的α最大，紫光的α最小．。
人教版选修3-4 第十三章 光 单元测试题
人教版选修3－4 第十三章 光 单元测试题一、单选题1. 竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（）A．黑白相间的水平干涉条纹B．黑白相间的竖直干涉条纹C．彩色水平干涉条纹D．彩色竖直干涉条纹2. 如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是（）A．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收到的光强度就会越小，表示温度变化越大C．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小3. 在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的（）A．很小的不透明圆板B．很大的不透明圆板C．很大的中间有大圆孔的不透明挡板D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板4. 如图所示为等腰棱镜，真空中a、b两束单色光与棱镜轴线OO′等距，两束光折射后相交于图中的P点．以下判断正确的是（）A．在真空中的光速v a＞v bB．该棱镜对光的折射率n a＞n bC．通过棱镜的时间t a＞t bD．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，发生全反射的临界角θa＞θb5. 圆形玻璃砖的横截面如图所示， O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm ，折射率，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距( )离为A ．cmB ．cmC ．cmD ．cm6.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的B 点，图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是（）二、多选题A ．O 1点在O 点的右侧B ．绿光从水中射入空气中时波长不变C ．若沿AO 1方向射出的一束蓝光，则折射光线有可能通过B 点正上方的C 点D ．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光7. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是________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全反射现象D ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄8. 下列说法正确的是____A ．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高B ．全息照相主要是利用了光的衍射现象C ．水中的气泡看起来特别明亮是因为光从气泡射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射D ．光纤通信是一种现代通信手段,光纤内芯的折射率比外壳的大E ．沙漠蜃景和海市蜃楼主要是光的全反射现象9. △OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，a 、b 两束可见单色光从空气中垂直射入棱镜底面MN ，在棱镜侧面OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示，由此可知（）C ．a 光、b 光通过同一狭缝发生衍射时，a 光的中央亮纹更宽B ．a 光的波长比b 光的长A ．棱镜内a 光的传播速度比b 光的大三、解答题D ．让a 光与b 光通过同一双缝干涉装置，a 光条纹间的距离小于b 光10. 如图所示,两束不同的单色光p 和Q 以适当的角度射向半圆形的玻璃砖,然后均由O 点沿OF 方向射出,则下列说法中正确的是（ ）A ．P 在真空中的波长比Q 长B ．P 的光子能量比Q 大C ．P 穿过玻璃砖所需时间比Q 短D ．若P 能使某金属发生光电效应,那么Q 也一定能11. 下列说法正确的是A ．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长B ．真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同C ．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线D ．验钞机是利用紫外线的特性工作的E ．做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同12. 如图所示,透明柱状玻璃砖横截面为扇形AOB ,圆心角∠AOB=60°,一单色平行光束平行于扇形AOB 的角平分线OM 均匀射向OA 面,经OA 面折射的光线恰平行于OB 面．①求柱状玻璃砖的折射率;②若经过OA 面上P 点(图中未画出)的光线在AMB 扇面上恰好发生全反射,求OP 与P A的比值．光红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫13.如图为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝10cm 的四分之一的圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点，由的折射率分别为。
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。
人教版高中物理选修3-4第十三章 单元测试题.docx
P红θA高中物理学习材料桑水制作第十三章 单元测试题一、选择题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2、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3、红光和紫光以相同的入射角由空气射到矩形的玻璃砖上。
关于光在玻璃中的传播及穿过后的情况，以下说法正确的是（ ）A ．红光在玻璃中的传播速度小B ．紫光在玻璃中的传播速度大C ．红光产生的侧移大D ．紫光产生的侧移大4、一束白光射入顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角i 射入棱镜后，经棱镜折射在光屏P 上可得到彩色光带，如图所示，当入射角i 逐渐减小到零的过程中，假如光屏上的彩色光带先后消失，则下述正确的是（ ）A ．红光最先消失，紫光最后消失B ．紫光最先消失，红光最后消失C ．红光最先消失，黄光最后消失D ．紫光最先消失，黄光最后消失5、公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（ ）A ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C ．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D ．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大6、如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（ ）A ．折射率必须大于2B ．折射率必须小于2C ．折射率可取大于1的任意值D ．无论折射率是多大都不可能7、下列说法与光的干涉有关，其中正确的是（ ）A ．英国托马斯·杨成功观察到光的干涉现象，证明了光的确是一种波B ．干涉现象是波动独有的特征，双缝干涉实验说明光的确是一种波C ．在室内打开两盏灯时，看不到光的干涉现象，所以光的干涉只是实验室中得到的现象，不具有普遍性D ．只要是同一光源发出的光，它们的频率就相同，都可以看到干涉现象8、一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（ ）A ．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B ．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C ．各色光的强度不同D ．各色光通过双缝的距离不同9、关于用单色光做“双缝干涉”实验，以下说法正确的是（ ）A ．入射光波长越长，干涉条纹越大B ．入射光频率越高，干涉条纹间距越大 θ1 θ2C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小10、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（）A．相邻干涉条纹之间的距离相等B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距11、双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，双缝像屏线光源调整实验装置合得像屏上可以见到清晰的干涉条纹。
人教版高中物理选修3-4第十三章单元检测试题.docx
高中物理学习材料桑水制作（选修3-4）第十三章单元检测试题(考试时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10个小题,每小题4分,共40分。
多选题已在题号后标出)1.光的偏振现象说明光是横波。
下列现象中不能反映光的偏振特性的是( D)A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹2.从两个相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因为( D)A.手电筒射出的光不是单色光B.干涉图样太细小看不清楚C.周围环境的光太强D.这两束光为非相干光3.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是(ACD)A.其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄B.其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.其他条件不变,换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D.其他条件不变,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽4.如图所示,一横截面为直角三角形的三棱镜,∠B=90°,∠C=30°。
一束与AB面成θ=30°角的光线射向AB面,经过BC边发生一次反射,再从AC边射出,且出射光线的折射角为60°。
则这种材料的折射率为( B)A. B. C. D.25.(多选)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则( BD)A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮6.如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出。
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第十三章单元测试题
一、选择题
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
2、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Array 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
3、红光和紫光以相同的入射角由空气射到矩形的玻璃砖上。
关于光在玻璃中的
传播及穿过后的情况，以下说法正确的是（）
A．红光在玻璃中的传播速度小 B．紫光在玻璃中的传播速度大
C．红光产生的侧移大 D．紫光产生的侧移大
4、一束白光射入顶角为θ的三棱镜的一侧，以较大的入射角i射入棱镜后，经
棱镜折射在光屏P上可得到彩色光带，如图所示，当入射角i逐渐减小到零的过
程中，假如光屏上的彩色光带先后消失，则下述正确的是（）Array A．红光最先消失，紫光最后消失
B．紫光最先消失，红光最后消失
C．红光最先消失，黄光最后消失
D．紫光最先消失，黄光最后消失
5、公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（）
A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小
B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小
C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大
D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大
6、如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表
A．折射率必须大于2 B．折射率必须小于2
C．折射率可取大于1的任意值 D．无论折射率是多大都
不可能
7、下列说法与光的干涉有关，其中正确的是（）
A．英国托马斯·杨成功观察到光的干涉现象，证明了光的确是一种波
B．干涉现象是波动独有的特征，双缝干涉实验说明光的确是一种波
C．在室内打开两盏灯时，看不到光的干涉现象，所以光的干涉只是实验室中得到的现象，不具有普遍性
D．只要是同一光源发出的光，它们的频率就相同，都可以看到干涉现象8、一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是（）
A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同
C．各色光的强度不同
D．各色光通过双缝的距离不同
9、关于用单色光做“双缝干涉”实验，以下说法正确的是（）
A．入射光波长越长，干涉条纹越大
B．入射光频率越高，干涉条纹间距越大
C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小
D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小
10、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（）
A．相邻干涉条纹之间的距离相等
B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
11、双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，
双缝像屏
线光源
调整实验装置合得像屏上可以见到清晰的干涉条纹。
关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（）
A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰
B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D．若将双缝间的距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变
12、双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O及其上方的干涉条纹的情况是（）
A．O点是红光的亮条纹
B．红光的第一条亮条纹在P点的上方
C．O点不是蓝光的亮条纹
D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
13、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δx = 0.6 μm；若分别用频率为f1 = 5.0×104 Hz和f2 = 7.5×104 Hz的单色光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是（）
A．用频率为f1的单色光照射时，出现明条纹
B．用频率为f2的单色光照射时，出现明条纹
C．用频率为f1的单色光照射时，出现暗条纹
D．用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹
14、抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝产生的条纹规律相同，则（）
①这是利用光的干涉现象
②这是利用光的衍射现象
③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了
④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
A．①③ B．①④
C ．②③
D ．②④
15、一束复色光以入射角i 从玻璃界面MN 射向空气时分成a 、b 、c 三束光，如图所示，则（ ）
A ．在玻璃中a 光速度最大
B ．用同一装置做光的双缝干涉实验时，c 光相邻的干涉条纹间距最
大
C ．发生全反射时b 光的临界角比a 光大
D ．若逐渐增大入射角i ，c 光将首先返回玻璃中
二、填空题
16、某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O ，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2，在另一侧按正确方法再插两枚
大头针P 3和P 4，移去大头针和圆形玻璃后，如图所示。
试回答：
(1)从P 3和P 4一侧观察时，P 1、P 2、P 3、P 4应满足的关系为_________；
(2)完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线；
(3)用α和β表示出光线从玻璃射出空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为_____。
17、赤道上一位观察者在日落后两小时发现他正上方天空中的一颗人造卫星正好看不见．已知地球半径为R ，卫星此时距地面高度为______。
18、红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹，在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变_____，如果改用白光做实验，在屏上将出现_____色条纹。
19、波长为λ的平行单色光做“双缝干涉”实验，O 点处为中央亮条纹，若要O 点处为中央亮条纹上面的第一级亮条纹，则双缝应向______边移动______。
（双缝间距为d ，挡板与屏间距离为L ）
三、计算题
20、在用红光做双缝干涉实验中，已知双缝间的距离为0.5 mm ，测得双缝到光屏的距离为1.0 m ，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹的距离为7.5 mm 。
则此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？ M N
i b c a
21、用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d = 0.1 mm，双缝到屏的距离L = 6.0 m，测得屏上干涉条纹中亮条纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
22、双缝干涉实验中,屏上一点P到双缝的路程差是2.6x10-6m,若P点是亮条纹,且在中央亮纹和P点之间的亮纹不超过两条,光的波长可能是多少?若P点是暗纹,从中央亮纹到P点间还有一条亮纹,光的波长可能是多少?
参考答案
一、选择题
1．A 2．C 3．D 4．B 5．D 6．B 7．AB 8．AB 9．AC
10．A 11．B 12．AB 13．AD 14．D 15．AD
二、填空题
16、(1) P 3、P 4和P 1、P 2的像在一条直线上
(2)连接P 1、P 2作为入射光线，延长至玻璃界面为入射点M ；连接P 3、P 4作为出射光线，反向延长至玻璃界面为出射点N ；连接M 、N 即为玻璃内传播的光线
(3)n =
sin sin αβ 17、3
332-R
18、彩
19、λd
L
三、计算题
20、解析 相邻两条暗条纹间的距离Δx =5105.73-⨯m = 1.5×10－3 m 根据d x L λ
∆=，得λ = 7.5×10－7 m = 750 nm 由f =λ
c 得此光的频率f = 4.0×1014 Hz 。
21、解析 由Δx =λd
L 可得红光波长λ =x L d ∆，代入数据得λ = 6.3×10－7 m 如果整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为λ′
4
3103.67⨯⨯=='-n λ
λm = 4.7×10－7 m 这时屏上条纹的间距是λ'='∆d L x ，代入数据得Δx ′ = 2.8×10－2 m 22、m 106.26-⨯或6103.1-⨯m,61073.1-⨯m。