高中物理滬科版4第五章新時空觀的確立 章末綜合測評第4章

章末綜合測評(四)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的5個選項中，有3項符合題目要求.選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分.每選錯1個扣3分，最低得分為0分)1.一束單色光從真空斜射向某種介質的表面，光路如圖1所示.下列說法中正確的是()圖1A.此介質的折射率等于B.此介質的折射率等于eq\r(2)C.當光線從介質射向真空中時，入射角大于45°時可發(fā)生全反射現(xiàn)象D.當光線從介質射向真空中時，入射角小于30°時可能發(fā)生全反射現(xiàn)象E.光進入介質時波長變短【解析】n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，選項A錯、B對.當光線從介質中射向真空中時，隨入射角增大折射角增大，當折射角等于90°時，即發(fā)生全反射，此時入射角為C，則有n＝eq\r(2)＝eq\f(sin90°,sinC)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°時發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項C對D錯.因進入介質后光速變小，而頻率不變，故E對.【答案】BCE2.一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()【解析】由折射定律可知，光從光密介質進入光疏介質，折射角大于入射角，可能發(fā)生全反射，由此判斷A、C正確；B、E圖中光從空氣射到玻璃磚表面，應有折射光線，且折射角小于λ射角，B、D錯誤，E正確.【答案】ACE3.一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的()A.速度變慢 B.波長變短C.頻率增高 D.波長變長E.頻率不變【解析】單色光由空氣射入玻璃時，根據v＝eq\f(c,n)知，光的速度v變慢，光從一種介質進入另一種介質時，光的頻率不變，根據v＝λf知光從空氣射入玻璃時，波長變短.【答案】ABE4.如圖2所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經折射后射出a、b兩束光線.則()圖2A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中，a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【解析】通過光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對a光的折射率大于b光的折射率，選項C錯誤.a光的頻率大于b光的頻率，波長小于b光的波長，選項B正確.由n＝eq\f(c,v)知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項A正確.入射角增大時，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項D正確.做雙縫干涉實驗時，根據Δx＝eq\f(L,d)λ得a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，選項E錯誤.【答案】ABD5.如圖3所示，一細束紅光和一細束藍光平行射到同一個三棱鏡上，經折射后交于光屏上的同一個點M，若用n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率，下列說法中正確的是()圖3＜n2為藍光，b為紅光＞n2為紅光，b為藍光、b兩種光在三棱鏡中的速度不同【解析】由題圖可知，b光線經過三棱鏡后的偏折角較小，因此折射率較小，是紅光.【答案】ABE6.關于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是()A.水中藍光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時不可能發(fā)生全反射C.在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深D.分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬E.偏振現(xiàn)象說明光是縱波【解析】根據光的性質、折射率與光速的關系、光的折射、光的干涉解決問題.在介質中，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫各色光隨著頻率的增大，其折射率也增大，根據v＝eq\f(c,n)知，水中藍光的傳播速度比紅光慢，選項A錯誤；光從光密介質射入光疏介質時，才可能發(fā)生全反射，光從空氣射入玻璃時，不會發(fā)生全反射，選項B正確；在岸邊觀察水中的魚，視深h′＝eq\f(h,n)，故視深h′小于魚的實際深度h，選項C正確；藍光比紅光的波長短，由干涉條紋寬度Δx＝eq\f(l,d)λ知，用紅光時得到的條紋間距比藍光的寬，選項D正確；偏振現(xiàn)象說明光是橫波，選項E錯誤.【答案】BCD7.某學習小組在探究三棱鏡對光的色散的實驗中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖4所示.由此我們可以知道()【導學號：38910061】圖4A.在同種介質中，A光的波長比B光的波長長B.從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質，A光的折射角比B光的小、B兩種光在水中的速度一樣大、B兩種光從相同的介質入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射光比B光易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【解析】由圖可知，B光折射率較大，B光的頻率大.同種介質中，A光的波長比B光的波長長，選項A、E正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質，A光的折射角比B光的大，選項B錯誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項C錯誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項D正確.【答案】ADE8.(2023·石家莊一中檢測)直線P1P2過均勻玻璃球球心O，細光束a、b平行且關于P1P2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖5所示.a、b光相比()圖5A.玻璃對a光的折射率較小B.玻璃對a光的臨界角較大光在玻璃中的傳播速度較小光在玻璃中的傳播時間較短E.兩種光在玻璃中的傳播時間相等【解析】由圖可判斷出玻璃對光束b的折射率大于光束a，A正確；根據公式sinC＝eq\f(1,n)，可知玻璃對a光的臨界角大于b光的臨界角，B正確；根據公式n＝eq\f(c,v)，可知b光在玻璃中的傳播速度比a光小，C正確；根據以上分析可知，b光在玻璃中走過的距離比a光大，同時傳播速度比a光小，于是傳播時間比a光長，D、E錯誤.【答案】ABC二、非選擇題(本大題共4小題，共52分，按題目要求作答)9.(12分)在“雙縫干涉測光的波長”實驗中，調節(jié)分劃板的位置，使分劃板的中心刻線對齊中央亮條紋的中心，此時螺旋測微器的示數如圖6甲所示.轉動手輪，使分劃線向一側移動，使分劃板的中心刻線對齊第3條亮條紋的中心，此時螺旋測微器的示數如圖6乙所示.已知雙縫間距d＝mm，雙縫到屏的距離L＝m，則甲圖所示讀數為________mm，乙圖所示讀數為________mm.被測光波的波長為________.【導學號：38910062】圖6【解析】圖甲讀數為mm，圖乙讀數為mm.亮條紋間距Δx＝eq\f－,3)mm＝mm.由公式Δx＝eq\f(L,d)λ得：λ＝eq\f(dΔx,L)＝eq\f×10－3××10－3,m＝×10－7m.【答案】×10－7m10.(12分)如圖7所示是利用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗得到的光路圖.玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則()圖7(1)出射光線與入射光線________(選填“仍平行”或“不再平行”).(2)以入射點O為圓心，以R＝5cm長度為半徑畫圓，與入射光線PO交于M點，與折射光線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN＝cm，EF＝cm，則該玻璃磚的折射率n＝________.【解析】(1)由于玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，所以出射光線與入射光線不再平行.(2)該玻璃磚的折射率n＝eq\f(sin∠MON,sin∠EOF)＝eq\f(\f(MN,OM),\f(EF,OF))＝eq\f(MN,EF)＝eq\f,＝.【答案】(1)不再平行(2)11.(14分)(2023·海南高考)如圖8所示，半徑為R的半球形玻璃體置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面與桌面相切于A點.一細束單色光經球心O從空氣中射入玻璃體內(入射面即紙面)，入射角為45°，出射光線射在桌面上B點處.測得AB之間的距離為eq\f(R,2).現(xiàn)將入射光束在紙面內向左平移，求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時，光束在上表面的入射點到O點的距離.不考慮光線在玻璃體內的多次反射.【導學號：38910063】圖8【解析】當光線經球心O入射時，光路圖如圖(a)所示：圖(a)設玻璃的折射率為n，由折射定律有：n＝eq\f(sini,sinr) ①式中，入射角i＝45°，r為折射角，△OAB為直角三角形因此：sinr＝eq\f(AB,\r(OA2＋AB2)) ②發(fā)生全反射時，臨界角C滿足：sinC＝eq\f(1,n) ③在玻璃體球面上光線恰好發(fā)生全反射時，光路圖如圖(b)所示：圖(b)設此時光線入射點為E，折射光線射到玻璃體球面的D點，由題意有：∠EDO＝C ④在△EDO內，根據正弦定理有：eq\f(OD,sin90°－r)＝eq\f(OE,sinC) ⑤聯(lián)立以上各式并利用題給條件得：OE＝eq\f(\r(2),2)R.【答案】eq\f(\r(2),2)R12.(14分)圖9為單反照相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，AB⊥BC.光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出.若兩次反