2019高中物理第十三单元光单元测试（二）新人教版选修3_4.docx

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1、1第十三单元 光注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。

2、写在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、多选题1下列关于光波和声波的说法正确的是( )A光波和声波都能发生反射、干涉和偏振现象B光波和声波前者是横波，后者是纵波C声波和光波在真空中传播速度相等D光波和声波从空气射入水中时，光波波速变小，声波波速变大2某介质对红光的折射率 n=1.5,一束红光从这种介质射向空气。则下列几幅光路图中可能正确的( )A BC D3抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定

3、细丝粗细的变化( )A这主要是光的干涉现象B这主要是光的衍射现象C假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细4如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜 ABC 和 ABC置于空气中，AC/AC.由红光和蓝光组成的细光束平行于 BC 面从 P 点射入，通过两棱镜后，从 a、b 两点射出.对于从 a、b 射出的这两束光，下列说法正确的是 ( )A从 a 点射出的为蓝光，从 b 点射出的为红光B从 a、b 两点射出的两束光不平行C从 a、b 两点射出的两束光仍平行，且平行于 BCD在玻璃中从 a 点射出的光的传播速度比从 b 点射出的光的传播速度大二、单选题5单色光线由某种介质

4、射向该介质与空气的交界面，当入射角为 300时，折射光线与反射光线刚好垂直，则该介质对该种色光的折射率为( )A2 B C D1.52 326如图所示，两束单色光 a、b 从水下射向 A 点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是( )A用同一双缝干涉实验装置分别以 a、b 光做实验，a 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距B用 a、b 光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C在水中 a 光的速度比 b 光的速度小Da 光在水中的临界角大于 b 光在水中的临界角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

5、折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用8一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的光路图如图所示，若光在三种介质 1、2、3 中的速度分别为 v1、 v2、 v3，则它们的大小关系是 ( )A v1v2v3 B v1v3v29水的折射率为 4/3,在水面下有一点光源,在水面上能看到一个圆形透光面,若看到透光面圆心位置不变而半径不断减小,则下面正确的说法是 ( )A光源上浮 B光源下沉 C光源静止 D以上都不

6、对10太阳照在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好象太阳光从远处水面射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这种现象在夏天城市中太阳照在沥青路面时也能看到。对此有以下解释这是光的干涉现象； 这是光的全反射现象；形成原因是越靠近地面处折射率越大； 形成原因是越靠近地面处折射率越小。其中正确的是( )A B C D11在研究 物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。的上表面是一光滑平面，在 的上方放一个两面平行的玻璃板 ， 与 的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜。现用波长为 的单色光垂直照射玻璃板 ，同时给 缓慢加热，在 的上方观

7、察到 板的亮度发生周期性变化。当温度为 时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到 时，亮度再一次增到最亮，则( )A出现最亮时， 上表面反射光与 下表面反射光叠加后加强B出现最暗时， 下表面反射光与 上表面反射光叠加后加强C温度从 升至 过程中， 的高度增加D温度从 升至 过程中， 的高度增加312 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 ( )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

8、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象更清晰D通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹13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一片白光三、实验题14（一）在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验（如图）后，某同学得出下列几种结论中，说法正确的是_A玻璃砖的宽度适当选大些B入射角应尽量小些，防止在另一侧面发生全反

9、射C大头针 P1、 P2及 P3、 P4之间的距离应适当大些D入射角越大越好，这样测量误差能尽可能的减小E玻璃砖的折射率与入射角有关，入射角越大，测得折射率越大F玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的比值是一个常数（二）做“用双缝干涉测光的波长”实验中，使用的双缝间距 d0.20mm，双缝到光屏的距离 L600mm，观察到的干涉条纹如图所示。(1)在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于 x1、 x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位

10、置x1_mm， x2_mm；(2)相邻亮纹的间距 x_mm；(3)计算单色光的波长的公式 _（用 L、 d、 x1、 x2表示）；(4)代入数据计算单色光的波长 _m（结果保留两位有效数字）。四、解答题15如图所示，有一块半圆形玻璃砖，折射率为 ， AB 为直径， O 为圆心，2一束宽度恰好等于玻璃砖半径的单色平行光垂直于 AB 从空气射入玻璃砖，其中ac 为边界光线，中心光线 b 恰好通过 O 点。4(1)试求光束中的光线射出玻璃砖时的最大折射角？(2)在原图中画出 abc 三条光线（图中已给出）在玻璃砖内和玻璃砖后的光路图（不考虑弧 AB 上的反射光线）16如图所示，某同学做测定某种透明液

11、体的折射率的实验，先测量一个圆筒的底面直径为 12cm，然后把待测的透明液体倒满圆筒容器，紧贴筒壁竖立一根刻度尺，使它的 20cm 刻度恰好与液面持平，小于 20cm 的刻度都在液面以下。眼睛在液面斜上方沿筒边缘向刻度尺正面看去，看到 29cm 刻度和 4cm 刻度的像恰好重合，求：(1)该种透明液体的折射率；(2)光在这种液体中传播的速度。17如图所示，一棱镜的截面为等腰直角三角形， A=90， AB=AC=a。已知该棱镜对光的折射率为 ，现有平行于 BC 的平行光照射到直角边 AB 上，2(1)试在图中标出从 AC 边及 BC 边上出射光的范围，(2)分别求出 AC 和 BC 边出射光的范

12、围。（结果可保留根号，且假设光线射向界面时，如果能够透射，即全部射出。）12018-2019 学 年 高 二 下 学 期 第 十 三 单 元 训 练 卷物 理 （ 二 ） 答 案1BD【解析】A、B、光波和声波都能反射和干涉、衍射；但声波是纵波，不能发生偏振现象；光波是横波能产生偏振，故 A 错误，B 正确。C、光波可以在真空中传播，速度为光速 c=3108m/s；而声波的传播需要介质，在真空中不能传播，C错误。D、光波在介质中的波速 ，介质的折射率变大，所以速度小；而声波v=cn从气体到液体，则速度是变大，D 正确。故选 BD。2BC【解析】光线从折射率为 1.5 的介质中射向空气，全反射临

13、界角为：，且 C30；故入射角为 60时，大于临界角，故会发生C=arcsin11.560全反射，只有反射光线；入射角为 30时，小于临界角，不会发生全反射，既有折射光线又有反射光线；故选 BC。3BD【解析】当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细。故选 BD。4CD【 解 析 】 A、 红 光 的 折 射 率 小 于 蓝 光 的 折 射 率 ， 光 线 经 过 三 棱 镜 ABC 后 红 光 的偏 折 角 小 于 蓝 光 的 偏 折 角 ， 进 入 三 棱 镜 CBA 后 ， 从 a 点 射 出 的 为

14、红 光 ， 从 b 点 射 出的 为 蓝 光 ； 故 A 错 误 。 B、 根 据 光 路 可 逆 性 原 理 ， 分 析 可 知 ： 从 a、 b 两 点 射 出 的 单色 光 仍 平 行 ， 而 且 平 行 于 BC； 故 B 错 误 ， C 正 确 。 D、 从 a 点 射 出 的 为 红 光 ， 红 光在 介 质 中 传 播 的 速 度 大 于 蓝 光 在 介 质 中 的 传 播 速 度 ； 故 D 正 确 。 故 选 CD。5C【 解 析 】 当 入 射 光 线 与 界 面 间 的 夹 角 为 30时 ， 入 射 角 i=60， 折 射 光 线 与 反 射光 线 恰 好 垂 直 ，

15、则 折 射 角 r=90-60=30， 故 折 射 率 为 ，n =sinisinr = sin60sin30= 3故 选 C。6AD【解析】由光路图可知，a 光的折射率小于 b 光，则 a 光的波长大于 b 光；根据 可知用同一双缝干涉实验装置分别以 a、b 光做实验，a 光的干涉条x =Ld纹间距大于 b 光的干涉条纹间距，选项 A 正确；无论用什么单色光做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都不是均匀的，选项 B 错误；因为 a 光的折射率小于 b光，根据 可知在水中 a 光的速度比 b 光的速度大，选项 C 错误；根据n=cv可知在水中 a 光的临界角大于 b 光的临界角，选项 D 正确，

16、故选 AD。sinC=1n7A【解析】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射故选 A。8A【解析】由图看出，光线在 1、2 界面上发生了全反射，则知 1 的折射率小于2 的折射率，即有 n1 n2线在 2、3 界面上折射时，入射角大于折射角，则知 2的折射率小于 3 的折射率，即有 n2n3故 n1 n2 n3，又由 ，故光在三种介v=cn质中的传播速度大小关系满足 v1 v2 v3。故选 A。9A【解析】如图所示，当光从水中折射进入空气中且折射角等于 90时对应的半径最大，即恰好发生全反射时，透光水面对应的半径最大。2由于发生全反

17、射时入射角的大小不变，故对应的入射光线的方向与原来的入射光线平行，如图，根据相似三角形知：透光面的半径 R 减小时，光源 S 到水面的距离减小，故光源在上浮。故选 A。10D【解析】口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，是全反射的现象，当靠近时此现象会消失，对于夏天城市中太阳光照射沥青路面时也能观察到，这也是光的全反射现象导致的。要发生光的全反射，必须光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角故正确，故选 D。11D【解析】A. 出现最亮时，是 B 下表面反射光与 A 上表面反射光发生干涉，叠加后加强。故 A 错误、B 正确。C. 温度从 t1升到 t2的过程中，亮度由最亮又变到

18、最亮，当路程差(即薄膜厚度的 2 倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小 ,则 A 的高度增加/2.故 C 错误，D 正确。12D【解析】由光的偏振现象的知识可知 A、B、C 均反映了光的偏振特性，只有D 选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选 D.13B【解析】因为各种色光折射率不同，进入水中发生色散，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，所以紫光进入水中偏折最厉害，经平面镜反射后照射到墙上，紫光处于最下端，所以在墙上出现上红下紫的彩色光带。故选 B。14 ACF2.190(0.02)7.868(0.02)1.420(0.02) 4.710-7d(x2-x1)4L【解析】 (

19、1)A、为了减小测量的误差，玻璃砖的宽度适当大一些，故 A 正确。B、D、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，B，D均错误。C、大头针 P1和 P2及 P3和 P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些；C 正确。E、F、G、玻璃砖的折射率是由玻璃本身的材料决定，与光的入射角和折射角无光，根据折射定律知折射率等于入射角的正弦与折射角的正弦之比，故 E、G 错误，F 正确。故选 ACF。(2)螺旋测微器读 x1，主尺读数为 2mm，转动刻度 0.0119.0=0.190mm，两者相加为 2.190mm(2.1882.192)螺旋测微器读 x

20、2，主尺读数为 7.5mm，转动刻度 0.0136.8=0.368mm，两者相加为 7.868mm(7.8667.870)根据条纹图可知 x =x2-x14 =1.420mm(1.4181.422)(3)根据干涉的条纹公式 ，可得 ，x =Ld =dLx =d(x2-x1)4L代入数据可得 . =4.710-7m15(1) =45 0 (2) 【解析】 (1)光垂直射向玻璃砖时不发生折射，到达右侧分界面时的最大入射角为 30，此时折射角也是最大.根据折射定律，有： n=sinrsini= sinrsin30解得： r=45(2)光路图如图所示：16(1) n=4/3 (2) v=2.2510

21、8m/s【解析】设从 B 点射出的光经界面折射时的折射角为 i，入射角为 r，3则由几何关系有： sini=dAP= dd2+AC2= 12122+9245sinr=dBP= dd2+BC2= 12122+16235由折射定律： n=sinisinr=43(2)根据介质中的光速 v=cn可得： .v=310843 m/s 2.25108m/s17(1) (2)0.42a , 0.52a【解析】 (1)多条光线经过两次折射后的光路图如图所示：(2)分析从 E 点折射的光线，根据两次折射的对称性可知折射角为 ，r=45根据折射定律 ，可得n=sinisinr i=30由几何关系可知 AEB=60则 AE=ABtan60= 3a3故从 AC 边出来的范围是 CE=(1-33)a 0.42a同理分析从 F 点折射出射的光线， 可得从 BC 边出来的范围是 .CF=(6- 22 )a 0.52a