（課改地區(qū)專用）高考物理總復(fù)習(xí) 專題一 光及其應(yīng)用章末檢測(cè) 新人教版-新人教版高三物理試題

專題一光及其應(yīng)用章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分，其中1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～10題為多項(xiàng)選擇題。)1.關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，正確的說法是()A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距較窄解析光在介質(zhì)中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，其中n是折射率，由于藍(lán)光折射率大于紅光折射率，所以藍(lán)光傳播速度比紅光慢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時(shí)，才可能發(fā)生全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；視深h和實(shí)際深度H關(guān)系為h＝eq\f(H,n)，所以魚的實(shí)際深度比看到的要深，選項(xiàng)C正確；條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由于紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，所以紅光得到的條紋間距較寬，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C2.與通常觀察到的月全食不同，小虎同學(xué)在一天晚上觀看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是()圖1A.地球上有人用紅色激光照射月球B.太陽照射到地球的紅光反射到月球C.太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球D.太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋解析月全食時(shí)不可能有人用很大能量的紅色激光照射月球，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；只有地球擋住了太陽光，才能形成月全食，不會(huì)是太陽光照射到地球，再反射到月球上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，符合物理原理，故C項(xiàng)正確；太陽光中的紅光在月球表面不滿足形成干涉的條件，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C3.如圖2所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，圖甲為用黃光照射時(shí)的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；圖乙為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是()圖2A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較短D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較短解析由題圖知圖甲中條紋間距大，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，在l和d相同的情況下，Δx大，則λ大；Δx小，則λ小，所以乙圖中所用單色光波長(zhǎng)較短，因藍(lán)光比黃光波長(zhǎng)短，故選項(xiàng)C正確。答案C4.如圖3所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直ab面入射，有光線從ab面射出。以O(shè)點(diǎn)為圓心，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過θ角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚的折射率為()圖3A.eq\f(1,sin\f(θ,2)) B.eq\f(1,sinθ)C.eq\f(1,sin2θ) D.eq\f(1,2sinθ)解析玻璃磚轉(zhuǎn)過θ角，法線也轉(zhuǎn)過θ角，則光線的入射角為θ，此時(shí)恰好發(fā)生全反射，因而臨界角C＝θ。所以n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sinθ)，選項(xiàng)B正確。答案B5.如圖4所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i′和入射角i相等時(shí)，出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為()圖4A.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2)) B.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(θ,2))C.eq\f(sinθ,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ－\f(α,2)))) D.eq\f(sinα,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α－\f(θ,2))))解析由幾何關(guān)系可知入射角i＝eq\f(α＋θ,2)，折射角β＝eq\f(α,2)，所以該棱鏡的折射率n＝eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2))，A正確。答案A6.如圖5所示，兩束激光a、b從水面下射向A點(diǎn)，光線經(jīng)折射后合成一束光，則正確的是()圖5A.在水中激光a的波速比激光b的波速小B.用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距C.用同一單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光的衍射現(xiàn)象更加明顯D.當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點(diǎn)，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是a光解析激光a在水中的折射率較小，所以激光a在水中的波速比激光b的波速大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，a光的衍射現(xiàn)象更加明顯，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點(diǎn)，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是b光，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B7.下列說法中正確的是()A.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)能量與振幅無關(guān)B.全息照相的拍攝利用了光的干涉原理C.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)D.醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來進(jìn)行手術(shù)，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點(diǎn)解析做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的振幅由振動(dòng)能量決定，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；全息照相利用了光的干涉原理，B項(xiàng)正確；根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論的光速不變?cè)恚芍狢項(xiàng)正確；因?yàn)榧す饩哂辛炼雀?、能量大的特點(diǎn)，醫(yī)學(xué)上用其作“光刀”來進(jìn)行手術(shù)，所以D項(xiàng)正確。答案BCD8.如圖6是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則()圖6A.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小C.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大D.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角小解析由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，由n＝eq\f(c,v)可知，在同種介質(zhì)中傳播時(shí)a光的傳播速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由sinC＝eq\f(1,n)可知，從同種介質(zhì)中射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光的臨界角小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案BD9.如圖7為某復(fù)色光自水中射向空氣分成a、b兩光束的示意圖。下列說法中正確的是()圖7A.在水中光速較大的為a光束B.在水中光速較大的為b光束C.水對(duì)a光束的折射率較大D.水對(duì)b光束的折射率較大解析光從水中射向空氣，由圖可知，a光在水中的折射率小，由n＝eq\f(c,v)，故a光在水中傳播速度較大，故選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。答案AD10.如圖8所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩單色光，則()圖8A.玻璃磚對(duì)a光的折射率為eq\r(2)B.玻璃磚對(duì)a光的折射率為1.5C.b光的頻率比a光大D.b光在玻璃中的傳播速度比a光大解析由折射率的定義n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知a光的折射率為eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，由題圖可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的頻率比a光的頻率大，在玻璃中b光的傳播速度比a光的小。答案AC二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共10分)11.(5分)如圖9所示，用某種透光物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像________，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3______________，P4______________。記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°。則該透光物質(zhì)的折射率n＝____________，并在圖中畫出正確完整的光路圖。圖9解析在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像以及P3。則知P1、P2在入射光線上，P3、P4在出射光線上，連接P1、P2作為入射光線，連接P3、P4作為出射光線，再作出折射光線，如圖。由幾何知識(shí)得到入射角i＝30°，又折射角r＝45°，則折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\r(2)；畫出光路圖如圖。答案被P2的像擋住擋住P1、P2的像擋住P1、P2的像以及P3eq\r(2)光路圖見解析12.(5分)“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖10甲所示。測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。圖10(1)如圖乙所示，移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線向右移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x2如圖丙所示，則讀數(shù)x2＝________mm。(2)已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d。計(jì)算波長(zhǎng)的公式λ＝________。(用題目中給出的字母表示)(3)對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋間的距離，可采取________或________的方法。答案(1)0.350(2)eq\f(d（x2－x1）,3L)(3)減小雙縫間距離增大雙縫到屏的距離三、計(jì)算題(本大題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(10分)頻率為6×1014Hz的激光從S1和S2投射到屏上，若屏上的點(diǎn)P到S1與到S2的路程差為3×10－6m，那么點(diǎn)P處是亮條紋還是暗條紋？設(shè)O為到S1和S2的路程相等的點(diǎn)，則PO間有幾條暗條紋、幾條亮條紋？(不含O、P兩點(diǎn)處)解析單色光的波長(zhǎng)λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,6×1014)m＝5×10－7m，路程差為Δr＝3×10－6m，eq\f(Δr,\f(λ,2))＝eq\f(3×10－6,\f(5,2)×10－7)＝12，即路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，而O點(diǎn)處為中央亮條紋，所以，在PO間有5條亮條紋，6條暗條紋。答案亮條紋6條暗條紋，5條亮條紋14.(10分)如圖11，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點(diǎn)為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。圖11解析如圖所示，根據(jù)光路的對(duì)稱性與光路的可逆性知，與入射光線相對(duì)于OC軸對(duì)稱的出射光線一定與入射光線平行，故從半球面射入的折射光線，將從圓柱體中心C點(diǎn)反射。設(shè)光線在半球面的入射角為i，折射角為r，由折射定律有：sini＝nsinr；由正弦定理有：eq\f(sinr,2R)＝eq\f(sin（i－r）,R)由幾何關(guān)系，入射點(diǎn)的法線與OC的夾角為i。設(shè)入射光線與OC的距離為L(zhǎng)，由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有：sini＝eq\f(L,R)；由以上幾式解得：sinr＝eq\f(6,\r(205))，n＝eq\r(2.05)≈1.43。答案1.4315.(10分)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸圖象信息的載體，要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？解析設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為θ1，折射角為θ2，折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為θ3，如圖所示。由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)由幾何關(guān)系θ2＋θ3＝90°，則sinθ2＝cosθ3由全反射臨界角公式sinθ3＝eq\f(1,n)，故cosθ3＝eq\r(1－\f(1,n2))要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有θ1＝90°，sinθ1＝1故n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sinθ1,cosθ3)＝eq\f(1,\r(1－\f(1,n2)))＝eq\f(n,\r(n2－1))解得n＝eq\r(2)答案eq\r(2)16.(10分)如圖12為用某種透明材料制成的一塊柱體形棱鏡的水平截面圖，F(xiàn)D為eq\f(1,4)圓周，圓心為O。某單色光線a從AB面入射，入射角θ1＝60°，它射入棱鏡后射在BF面上的O點(diǎn)并恰好不從BF面射出。求：圖12(1)該棱鏡對(duì)單色光線a的折射率n。(2)改用波長(zhǎng)λ更長(zhǎng)的單色光線b從AB面入射，入射角同樣為θ1＝60°時(shí)，判斷單色光線b能從BF面射出嗎？說出理由。解析由題意畫出光路圖如圖所示。(1)設(shè)光線在AB面的折射角為θ2，折射光線與OD的夾角為C，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ