【精品试卷】人教版高中物理选修3-4第十三章单元测试题复习专用试卷

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人教版高中物理选修3-4 第十三章光测试含答案及详细解析

绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十三章光测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.在双缝干涉实验中，测得第一条明条纹和第三条明条纹相距4.0×10－2m，若双缝间距为0.1 mm，双缝到光屏的距离为l＝4.0 m，则光波的波长为()A． 8.0×10－8mB． 5.0×10－7mC． 1.5×10－8mD． 1.0×10－7m2.如图所示，让白炽灯光通过偏振片P和Q，现以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是几率波3.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，如图四个光路图中正确的是()A．B．C．D．4.在双缝干涉测波长实验中为了减小实验误差，可采取的办法是()A．减小屏到双缝的距离B．换用不同的滤光片进行多次测量取平均值C．增大缝的宽度D．测出多条亮纹之间的距离，再算出相邻条纹间距5.如图所示，ABC为等腰棱镜，OO′是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是()A．在同一介质中，a光光速大于b光光速B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D．在真空中，a光波长大于b光波长6.在没有月光的夜里，清澈透明宽大而平静的水池底部中央，有一盏点亮的灯(可视为点光源)．小鸟在水面上方飞，小鱼在水中游，关于小鸟、小鱼所见，下列说法正确的是( )A．小鱼向上方看去，看到水面到处都是亮的B．小鱼向上方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关C．小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的D．小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关7.在空气中，一条光线以60°的入射角射到一平行玻璃砖的上表面ab上，如图所示．已知该玻璃的折射率为，下列说法正确的是()A．光线可能在ab面上发生全反射而不能进入玻璃砖B．光线肯定能从ab面进入玻璃砖且折射角为30°C．光线可能在cd面上发生全反射而不能射出玻璃砖D．光线肯定能从cd面射出玻璃砖且折射角为30°8.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置处出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．以上结论都不对9.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光10.实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A ＋＋，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11.关于光的折射现象，下列说法正确的是()A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．折射定律是托勒密发现的C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从真空射入液体中，它的传播速度一定增大12.半径为R的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB＝60°，若玻璃对此单色光的折射率n＝，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为()A．B．C．D．R13.下列关于波的干涉和衍射说法正确的是()A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B．光的干涉和衍射都是光波叠加的结果C．只有当障碍物或孔的尺寸可以跟波长相比，甚至比光的波长还小时，才能产生光的衍射现象D．用单色光做双缝干涉实验时，将双缝中某一缝挡住，屏上不再出现亮、暗相间的条纹，而是一片亮斑14.在光的双缝干涉实验中，光屏上出现的条纹情况是()A．中央明条纹最宽B．各种不同色光的暗条纹间距一样大C．对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小D．在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大15.如图所示的4幅明暗相间的条纹，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(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，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．蓝黄红紫第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.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。

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第十三章光测试含答案及详细解析

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-4第十三章光测试本试卷共100分，考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是()A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光2.用黄光照射一不透明的圆板时，在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，若用红色光、绿色光和紫色光分别照射圆板能够观察到更明显光斑的是( )A．只有红色光B．只有紫色光C．只有红色光和紫色光D．三种色光都能3.如图所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为，则下列说法中正确的是()A．光线A，b都不能发生全反射B．光线A，b都能发生全反射C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射4.人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是( )A．光波是电磁波，而声波是纵波B．光波是横波，而声波是机械波C．光速太大D．声波波长大，光波波长小5.两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n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()A． n1<n2，v1<v2B． n1<n2，v1>v2C． n1>n2，v1<v2D． n1>n2，v1>v26.对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中哪些选项是错误的 ()A．为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B．为了提高测理的精确度，入射角应适当大一些C．P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察7.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8.如图所示，由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后分别沿Oa和Ob射出玻璃砖．下列说法正确的是()A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失9.德国的一个研究小组制造出了一种对可见光具有负折射率的奇异材料．普通材料遵循光的折射定律，其折射率始终为正值，而这种奇异材料的折射率却为负值．当光从真空射入这种奇异材料，发生折射现象，你认为下图中哪个是正确的()A． B． C． D．10.如图所示，p、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成的一个长方体．某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面．已知材料的折射率n p<n Q，则下列说法正确的是()A．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线在同一条直线上B．从Q的下表面射出的光线一定与入射到p的上表面的光线平行C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示，P是偏振片(用实线表示透振方向)为竖直方向，下列四种光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光12.（多选）下列事例哪些应用了光的全反射现象（）A．光导纤维通讯B．用三棱镜观察太阳光谱C．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°D．用白光照肥皂膜看到彩色条纹13.(多选)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(已知λ红＞λ黄＞λ蓝)()A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离14.(多选)以下现象中是由于光的全反射形成的是()A．将空玻璃试管插入水中看上去比充满水的试管要亮得多B．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C．夏天，海面上出现的海市蜃楼D．在炎热的夏天，向远处的柏油马路看去，路面特别明亮光滑，像用水淋过一样三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在“测定玻璃折射率”的实验中(1)操作步骤如下：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是___________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sinθ1－sinθ2的图象如图所示，则下列说法正确的是________．A．实验时，光线是由空气射入玻璃B．实验时，光线是由玻璃射入空气C．玻璃的折射率为0.67D．玻璃的折射率为1.5四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝1.5，求：(1)这束入射光线的入射角的正弦值多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？17.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＝34.64 cm，孔的宽度L＝20 cm，孔内嵌入折射率n＝的玻璃砖如图10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？18.如图所示，模截面为直角三角形的玻璃砖ABC，AC边长为L，∠B＝30°.两条同种色光的光线P、Q，从AC边中点射入玻璃砖，其中光线P垂直AC边，光线Q与AC边夹角为45°.发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c.求：(1)玻璃砖的折射率．(2)光线P由进入玻璃砖到第一次从BC边射出经过的时间．答案解析1.【答案】D【解析】若用白光作光源照射双缝，由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，相同的色光发生干涉，在光屏上出现彩色干涉条纹．故A正确．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，相当于白光照射单缝，将出现彩色的衍射条纹，白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色，两边是宽度不等的彩色条纹．故B正确．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，由于黄光和蓝光不能产生干涉，所以屏上有两光，但不是干涉条纹．故C正确，D错误．本题选错误的，故选D.2.【答案】A【解析】在圆板的背影中恰能观察到一黄色光斑，说明黄色光恰好发生明显的衍射．根据发生明显衍射的条件，只有波长大于黄色光波长的色光才能发生更明显的衍射，故A正确，B、C、D均错．3.【答案】A【解析】根据发生全反射的条件，光从光密介质射到光疏介质中时，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，所以光线b可能发生全反射，临界角为：sinC＝＝，C＝45°注意图中光线b与界面的夹角60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故正确选项为A.4.【答案】D【解析】由于声波的波长大，远大于一般障碍物的尺寸，能够发生明显的衍射现象，因此墙另一边的人能听到声音，而光波的波长小，远小于一般障碍物的尺寸，不能发生明显的衍射现象，因此只闻其声，不见其人.D正确.5.【答案】B【解析】由临界角定义sinC＝可知，临界角小，折射率大，因为θ1＞θ2，所以n1＜n2，故选C，D是错误的；由n＝知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，故选项A错误而B正确。

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．。

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》单元测试试卷【1】答案解析

2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》单元测试试卷【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.雅敏干涉仪可以用来测定气体在各种温度和压强下的折射率，其光路如图所示．图中S 为光源， G 1、G 2为两块完全相同的玻璃板，彼此平行放置， T 1、T 2为两个等长度的玻璃管，长度均为d.测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入一管中，在E 处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率．某次测量时，将待测气体充入T 2管中，从开始进气到到达标准状态的过程中，在E 处看到共移过N 条干涉亮纹．待测光在空气中的传播波长为λ.试求该气体在标准状态下的折射率为( )．A ．－1B ．C ．＋1D ．＋2【答案】C【解析】每看到一条亮纹移过，一定是光程差增大了一个波长．由于移动N 条干涉亮纹．所以有：(n －1)d ＝Nλ，解得：n ＝＋1 .所以C 正确．2.有一种称为手性材料的光介质，当激光从空气射入这种材料的时候，将会分离出两种光，一种是左旋圆偏振光，其折射率为；另一种是右旋圆偏振光，其折射率为，其中n o 为选定材料的折射率，k 为大于零的参数（n L 和n R 大于1），则 A ．在这种介质中左旋光的速度大于右旋光的速度 B ．左旋光的折射现象比右旋光明显C ．k 越大，左旋光与右旋光分离的现象越明显D ．当左、右旋光从该材料射向空气时，左旋光的临界角小于右旋光的临界角【答案】AC【解析】由左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的折射率表达式可知，n L 小于n R ，折射率越小，介质中的光速越大，折射现象越不明显，射向空气时的临界角越大，故A 正确，B 、D 错误；k 越大，左旋光与右旋光的折射率差的越多，分离现象越明显，故C 正确。

[精品]新人教版高中物理选修3-4第十三章光达标测试11及答案

达标测试(十一)(建议用时：45分钟)[业达标]1．关于折射率，下列说法正确的是( ) 【导号：23570086】A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c 的比值B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小．两种介质相比较，折射率小的介质折光性较差D．任何介质的折射率都大于1E．折射率的大小由介质本身决定【解析】某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对．【答案】DE2如图1317所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知( )图1317A．光是从真空射入介质的B．光是由介质射入真空的．介质的折射率为D．介质的折射率为E．反射光线与折射光线的夹角为90°【解析】根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率＝＝＝，只有B、D、E正确．【答案】BDE3．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将________(填“提前”或“延后”)。

【解析】假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．在地球上B点的人们将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB曲线射入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出．但B处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．【答案】延后4．如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则折射角越________，说明折射光线偏离原方向的程度越________ 【导号：23570087】【解析】根据折射定律，θ1θ2＝12，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，θ1一定，12越大，θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原的传播方向的角度就越大．【答案】小大5．插入水中的筷子，水里部分从水面斜着看起是向________曲折．【解析】由光的折射定律知，水中的筷子所成的像比实际位置浅，则应向上曲折．【答案】上6用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图1318所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将________(填偏大、偏小或不变)．图1318【解析】可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．【答案】不变7．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是多大？【解析】如图所示，根据折射定律θ1 θ2＝，则 θ2＝ θ1＝ 45°2＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角是105° 【答案】 105°8．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，求折射光线与反射光线的夹角φ 【导号：23570088】【解析】由 θ1θ2＝＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°【答案】 100°＜φ＜140°[能力提升]9两束细平行光和b 相距d ，从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图1319所示，若玻璃对的折射率大于对b 的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，两束光________(仍平行或不平行)，间距________d (填“＝”“＜”或“＞”)．图1319【解析】如图所示，光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变，出射光线是平行的，根据折射定律得＝r，b ＝r b，由题意知，＞b ，则r ＜r b ，故d ′＜d 【答案】仍平行＜10．如图13110所示，某同用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、D 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．图13110(1)设AB 的长度为1，AO 的长度为2，D 的长度为3，DO 的长度为4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有________，则玻璃砖的折射率可表示为________．(2)该同在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．【解析】 (1)＝∠AOB ∠DO ＝AB D ＝13，即需用刻度尺测量的有1和3＝13(2)玻璃砖以O 为圆心顺时针转，则其法线也顺时针转，设转过小角度α由作图得测＝ θ1θ2，而事实真＝θ1＋α2＋α由三角函知测＞真，即偏大．【答案】 (1)1、3 13(2)偏大11．如图13111所示，一棱镜的横截面为直角三角形AB ，∠A ＝30°，斜边AB ＝棱镜材料的折射率为＝2在此横截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从A 边的中点M 射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况) 【导号：23570089】图13111【解析】设入射角为，折射角为r ，由折射定律得：r＝……①，由已知条件及①式得r ＝30°……②，光路图如图所示．设出射点为F ，由几何关系可得AF ＝38……③，即出射点在AB 边上离A 点38的位置．【答案】见解析12．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c ＝30×108 /)(1)画出折射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度； (3)当入射角变为45°时，折射角等于多大？(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变？说明由．【解析】 (1)由题意知入射角θ1＝60°，反射角β＝60°，折射角θ2＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示(2)＝ θ1 θ2＝ 60° 30°＝3，根据＝c v 得v ＝c ＝30×1083 /≈17×108 /(3)据＝θ1 θ2得 θ2＝ θ1，将 θ1＝ 45°＝22及＝3代入上式，可求得θ2＝66，解得θ2＝rc 66(4)折射率不会变，折射率反映介质的光性质，而跟入射角的大小无关．【答案】 (1)图见解析 (2) 3 17×108 / (3)rc 66(4)不会变。

「精品」高中物理第十三章光3光的干涉达标训练新人教版选修3_4

3 光的干涉更上一层楼基础·巩固1.在相同条件下，红光的干涉条纹的间距_______________于绿光干涉条纹的间距，这表明红光的_______________比绿光的_______________.答案：大波长波长长2.从两支手电筒射出的光照射到同一点上时，看不到干涉条纹，因为（）A.手电筒发出的光不是单色光B.干涉图样太小，看不清楚C.周围环境的漫反射光太强D.两个光源是非相干光源解析：从两支手电筒射出的光照射到同一点上时，看不到干涉条纹，是因为两个光源是非相干光源，和其他原因无关，D选项正确.答案：D3.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解析：相干光的条件，必须是频率相同，相位差恒定，只有D选项正确.答案：D4.用单色光做双缝干涉实验时( )A.屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹B.屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C.屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D.屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方解析：在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹，则可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A选项正确，C选项错误；屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(明条纹)，C选项正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误.答案：AB综合·应用5.从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，如图13-2-3所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则（）图13-2-3A.干涉条纹是黑白的，O点是亮点B.干涉条纹是黑白的，O点是暗点C.干涉条纹是彩色的，O点是亮点D.干涉条纹是彩色的，O点是暗点解析：白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹，由题意知1OS =2OS ，即光程差等于零，在O 点振动加强，形成亮点，所以A 、B 、D 三项错误，C 选项正确.答案：C6.如图13-2-4所示的杨氏双缝干涉图中，小孔S 1、S 2发出的光在像屏某处叠加时，如果光程差为_________________时就加强，形成明条纹.如果光波波长是400 nm ，屏上P 点与S 1、S 2距离差为1 800 nm ，那么P 处将是_________________条纹.图13-2-4解析：由光的干涉条件知,光程差为波长的整数倍时就加强，形成明条纹.λr ∆=400800 1=29，即Δr=29λ,将形成暗条纹. 答案：波长的整数倍暗7.在双缝干涉实验中，屏上一点到双缝的距离之差为900 nm ，若用频率为5.0×1014 Hz 的单色光照射双缝，且在两缝处光的振动情况完全相同，则该点将出现_________________条纹.解析：知道屏上一点到双缝的光程差.要求这一点的条纹情况就必须通过光程差和波长的比值来判断.该单色光的波长：λ=v c =148105.0103.0⨯⨯ m=6.0×10-7 m. 再计算路程差是半波长的多少倍. n=2/λs ∆=7--9106.0210900⨯⨯⨯=3,是半波长的奇数倍，所以这是一个暗点. 答案：暗8.用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P 到双缝的路程差δ=1.5×10-6 m ，当单色光波长λ1=0.5 μm 时，P 点将形成亮纹还是暗纹?若单色光波长λ2=0.6 μm 呢，此时在中央亮纹和P 点之间有几条暗纹？解析：关键是找出P 到双缝的路程差和波长的关系.答案：由题意知，P 到双缝的路程差δ=6--6100.5101.5⨯⨯λ=3 λ，满足波长的整数倍，在P 点形成亮条纹，当单色光波长λ2=0.6 μm ，δ=6--6100.6101.5⨯⨯ λ=25λ，满足半波长的奇数倍，在P 点形成暗条纹，在0—25λ范围内21λ和23λ满足半波长的奇数倍，出现暗条纹，此时在中央亮纹和P 点之间有两条暗纹.。

2022高中物理第十三章光单元测验新人教版选修3-4

第十三章光单元测验（人教版选修3-4）一、本题共10小题。

每小题3分。

共计30分，每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的，将正确选项填入答题卡内，全部是对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．在光学仪器中，为了减少在光学元件透镜、棱镜等表面上的反射损失，可在光学元件表面涂上一层增透膜，利用薄膜的相消干涉来减少反射光，如果照相机镜头所镀薄膜对绿光的折射率为n ，厚度为d ，它能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中波长λ为 A ．d ／4 B ．nd/4 C ．4d D ．4nd2．一束单色光从空气射入玻璃中，则其 A ．频率不变，波长变长 B ．频率变大，波长不变 C ．频率不变，波长变短 D ．频率变小，波长不变3．下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是 A ．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽 B ．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹 C ．著名的泊松亮斑是光的衍射现象D ．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性；大量光子表现出波动性，少量光子表现出粒子性4．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图14-11所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示。

干涉条纹有如下特点：1任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；2任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后。

从上往下观察到的干涉条纹A ．变疏B ．变密C ．不变D ．消失 5．如图14—2所示，a ，b ，c 是三块折射率不同的透明平板玻璃，彼此平行放置，且有na ／n b r B ．i<r C ．i=r D ．无法确定6．为了观察门外情况，有人在门上开一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角，已知该玻璃的折射率为n ，圆柱长为L ，圆柱半径为r ，则视场是22arcsinl r nl+22arcsinl r nr+A. BC D7．关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是 A ．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B ．我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成C ．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱D ．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱 8．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M ，如图14-4 所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到 A ．上紫下红的彩色光带 B ．上红下紫的彩色光带 C ．外红内紫的环状光带 D ．一片自光9．如图14-5所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片m ．转动手轮，使分划线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由螺旋测微器再读出一读数．若实验测得第一条到第四条亮条纹中心间的距离为△：0.960mm ，已知双缝间距为d =1.5mm ，双缝到屏的距离为L =1.00mm ，则对应的光波波长为λ= nm ．13．由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO ，两腰长都为16cm ，如图 14 - 8所示，为了测定这种物质的折射率，将棱镜放在直角坐标中，使两腰与、o 轴重合，从OB 边的C 点注视A 棱，发现A 棱的视位置在OA 边的D 点，在CD 两点插上大头针，看出C 点坐标位置为0，12， D 点坐标位置为9，0，则该物质的折射率为．14．学校开展研究性学习。

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P 红紫

C A B

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）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

θ1

θ2 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，调整实验线光源双缝像屏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P1和P2，在另一侧按正确方法再插两枚大头针P3和P4，移去大头针和圆形玻璃后，如图所示。试回答： (1)从P3和P4一侧观察时，P1、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？ 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

M N

b c

a 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) P3、P4和P1、P2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=sinsin 17、3332R

18、彩 19、dL 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dxL，得λ = 7.5×10－7 m = 750 nm 由f =c得此光的频率f = 4.0×1014 Hz。 21、解析由Δx =dL可得红光波长λ =xLd，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′

43103.67nm = 4.7×10－7 m

这时屏上条纹的间距是dLx，代入数据得Δx′ = 2.8×10－2 m 22、m106.26或6103.1m,61073.1m

【精品试卷】人教版高中物理选修3-4第十三章单元测试题复习专用试卷

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