本章達(dá)標(biāo)檢測(cè)（可編輯word）

第四章光本章達(dá)標(biāo)檢測(cè)(滿分:100分;時(shí)間:90分鐘)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第6~8小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選不全的得4分,選錯(cuò)或不答的得0分)1.(2019山東青島一中高二下模擬)光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列選項(xiàng)符合實(shí)際應(yīng)用的是()A.在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳送圖像是利用光的色散B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射C.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的偏振D.全息照相是利用光的干涉2.(2020云南丘北二中期中)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn),在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛。下面關(guān)于激光的敘述正確的是()A.激光是縱波B.頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同C.兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離3.(2020浙江諸暨中學(xué)高二上期中)如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球,則()A.小球必須位于缸底中心,才能從側(cè)面看到小球B.小球所發(fā)出的光能從水面任何區(qū)域射出C.小球所發(fā)出的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D.小球所發(fā)出的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大4.(2019四川廣元川師大萬達(dá)中學(xué)高二下月考)如圖所示,玻璃磚的橫截面為半圓形,半徑為R,MN為直徑,一束白光從Q點(diǎn)沿垂直于直徑MN的方向射入玻璃磚,從玻璃磚的圓弧面射出后,打到光屏上得到由紅到紫的彩色光帶。已知QM=R2,如果保持入射光線和光屏的位置不變,而使玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng),移動(dòng)的距離小于R2,A.玻璃磚向上移動(dòng)的過程中,屏上紅光最先消失B.玻璃磚向上移動(dòng)的過程中,屏上紫光最先消失C.玻璃磚向下移動(dòng)的過程中,屏上紅光最先消失D.玻璃磚向下移動(dòng)的過程中,屏上紫光最先消失5.(2020天津重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖甲所示,每年夏季,我國(guó)多地會(huì)出現(xiàn)日暈現(xiàn)象,日暈是太陽(yáng)光通過卷層云時(shí),發(fā)生折射或反射形成的。如圖乙所示為一束太陽(yáng)光射到截面為六角形的冰晶上時(shí)的光路圖,a、b為其折射出的光線中的兩種單色光,下列說法正確的是()A.在冰晶中,b光的傳播速度較大B.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距較大C.從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角較小D.用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn),b光的中央亮條紋更寬6.(2020天津南開高三上期末)如圖所示,一束由兩種單色光混合的復(fù)色光,沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面,得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,若平面鏡的上下表面足夠?qū)?則下列說法正確的是()A.光束Ⅰ仍為復(fù)色光,光束Ⅱ、Ⅲ為單色光B.改變?chǔ)两?光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行C.通過相同的雙縫干涉裝置,光束Ⅱ產(chǎn)生的條紋間距要小于光束Ⅲ的D.在真空中,光束Ⅱ的傳播速度小于光束Ⅲ的傳播速度7.(2020浙江杭州二中高三上月考)如圖所示是一玻璃球體,其半徑為R,O為球心,AB為水平直徑,M點(diǎn)是玻璃球的最高點(diǎn),來自B點(diǎn)的光線BD從D點(diǎn)射出,出射光線平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的傳播速度為c,則()A.此玻璃的折射率為3B.光從B到D需用時(shí)3C.若增大∠ABD,光線不可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象D.若減小∠ABD,從AD段射出的光線均平行于AB8.(2019四川內(nèi)江高二下期末)在透明的均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡,O為球心,一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡,A為入射點(diǎn),之后a、b光分別從C、D兩點(diǎn)射向介質(zhì),細(xì)光束在A點(diǎn)的入射角為30°,介質(zhì)對(duì)a光的折射率n=2,下列說法中正確的是()A.在該介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光的傳播速度小光射出空氣泡后相對(duì)于射入空氣泡前的偏轉(zhuǎn)角為30°C.當(dāng)a光通過單縫時(shí),若縫的寬度小于a光的波長(zhǎng),a光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.若由a光和b光組成的一束細(xì)光束從空氣斜射向水中,在不斷增大入射角時(shí),a的折射光會(huì)先消失二、非選擇題(共5小題,共52分)9.(2019北京海淀期中)(8分)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示)。實(shí)驗(yàn)的主要過程如下:A.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫一條線段AO表示入射光線。B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa'與x軸重合。C.用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底邊射出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播。D.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。E.在坐標(biāo)系y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住P1和P2的像。F.移開玻璃磚,連接O、P3,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO的交點(diǎn)為B,與OP3的交點(diǎn)為C。確定出B點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x1、y1,C點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x2、y2。(1)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)沒有將玻璃磚的底邊aa'與x軸重合,而是向y>0方向側(cè)移了一些,這將導(dǎo)致所測(cè)的玻璃折射率與其真實(shí)值相比(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。

(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像,為能透過玻璃磚看到P1、P2的像,應(yīng)采取的措施是:。

10.(2020河北承德一中月考)(8分)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻線對(duì)齊A條紋中心(圖甲),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示,第二次分劃板中心刻線對(duì)齊B條紋中心(圖丙),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示,已知雙縫間距離為mm,雙縫到屏的距離為1m,則圖乙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm,則圖丁中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋間距的目的是,所測(cè)光波的波長(zhǎng)為m(保留兩位有效數(shù)字)。

11.[2017課標(biāo)Ⅲ,34(2)](10分)如圖,一半徑為R的玻璃半球,O點(diǎn)是半球的球心,虛線OO'表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知玻璃的折射率為。現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)。求(ⅰ)從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值;(ⅱ)距光軸R3的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O12.(2019江西臨川一中等九校二模)(12分)如圖所示,ABCD是某種透明材料的截面,AB面為平面,CD面是半徑為R的圓弧面,O1O2為對(duì)稱軸。一束單色光從O1點(diǎn)斜射到AB面上,折射后照射到圓弧面上E點(diǎn)剛好發(fā)生全反射,θ=30°,DO2⊥CO2,透明材料對(duì)單色光的折射率為233,光在真空中傳播的速度為c,(1)單色光在AB面上入射角α的正弦值;(結(jié)果可以用根號(hào)表示)(2)光在透明材料中傳播的時(shí)間(不考慮光在BC面的反射)。(結(jié)果可以用根號(hào)表示)

13.(2019四川攀枝花高三統(tǒng)考)(14分)如圖所示,一個(gè)截面為矩形的水池,池底有一垂直于池邊的線形發(fā)光體,長(zhǎng)度為L(zhǎng)。當(dāng)池中未裝水時(shí),一高為h的人站在距池邊h的A點(diǎn),只能看到發(fā)光體的一個(gè)端點(diǎn)。當(dāng)將水池加滿水時(shí),人需移到距池邊22h的B點(diǎn)時(shí),才只能看到發(fā)光體的一個(gè)端點(diǎn)。已知光在真空中傳播的速度為c,發(fā)光體的一端緊靠人站一方的池邊,人站的位置與發(fā)光體在同一豎直面內(nèi),不計(jì)人眼到頭頂?shù)木嚯x,求:(1)水池中水的折射率;(2)當(dāng)水池加滿水時(shí),站在B點(diǎn)的人看到的發(fā)光體端點(diǎn)發(fā)出的光傳到人眼的時(shí)間。

答案全解全析1.D在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射,故A錯(cuò)誤;用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的色散,故B錯(cuò)誤;光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉,減弱反射光的強(qiáng)度,增加透射光的強(qiáng)度,故C錯(cuò)誤;全息照相是利用光的干涉,故D正確。2.D光是一種電磁波,屬于橫波,故A錯(cuò)誤;光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同,頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)不同,故B錯(cuò)誤;頻率相同的光才可能發(fā)生干涉現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;激光方向集中,也就是平行度好,可用于測(cè)量月球到地球的距離,D正確。3.D設(shè)發(fā)光小球在P點(diǎn),如圖甲,當(dāng)發(fā)光小球不在缸底中心O時(shí),仍有光線從側(cè)面射出,所以A錯(cuò)誤。光從水面射入空氣時(shí),當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí),會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,如圖乙,只有在入射角θ小于臨界角C的范圍內(nèi)光才能從水面射出,B錯(cuò)誤。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率保持不變,C錯(cuò)誤。光在水中的傳播速度v=cn,光在空氣中的傳播速度近似等于真空中的傳播速度c,所以D4.D當(dāng)玻璃磚上移時(shí),光從玻璃進(jìn)入空氣的入射角減小,所以不管哪種色光都不會(huì)發(fā)生全反射,故A、B錯(cuò)誤;當(dāng)玻璃磚向下移動(dòng)時(shí),光從玻璃進(jìn)入空氣的入射角在增大,因?yàn)樽瞎獾恼凵渎首畲?其臨界角最小,所以紫光最先發(fā)生全反射,在屏上消失,故C錯(cuò)誤,D正確。5.B由題圖乙可知,太陽(yáng)光射入冰晶時(shí),a光的偏折角小于b光的偏折角,由折射定律可知,冰晶對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率,由v=cn知,在冰晶中a光的傳播速度較大,A錯(cuò)誤;由于a光的折射率小于b光,可知a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),根據(jù)Δx=Ldλ可知,B正確;同種玻璃對(duì)a光的折射率較小,由臨界角公式sinC=1n可知,a光的臨界角較大,C錯(cuò)誤;用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn),由于a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),6.ABC在平面鏡的上表面所有色光都能發(fā)生反射,反射角相同,則由圖可知光束Ⅰ是復(fù)色光;而光束Ⅱ、Ⅲ是由于玻璃對(duì)不同色光的折射率不同而導(dǎo)致偏折分離,因?yàn)楹癫Ａ矫骁R的上下表面是平行的,根據(jù)光路的可逆性和對(duì)稱性,知兩光束仍然平行射出,光束Ⅱ、Ⅲ是單色光,故A正確。因?yàn)楣夥瓷鋾r(shí)的反射角與入射角相等,所以改變?chǔ)两?經(jīng)過折射、反射、再折射后,光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行,故B正確。由圖知,光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,根據(jù)折射定律可知,玻璃對(duì)光束Ⅱ的折射率大于對(duì)光束Ⅲ的折射率,則光束Ⅱ的頻率大于光束Ⅲ的頻率,光束Ⅱ的波長(zhǎng)小于光束Ⅲ的波長(zhǎng),而其他條件相同時(shí),雙縫干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比,則用相同裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),光束Ⅱ產(chǎn)生的條紋間距比光束Ⅲ的小,故C正確。在真空中,光束Ⅱ的傳播速度與光束Ⅲ的傳播速度都為3×108m/s,故D錯(cuò)誤。7.AB如圖,由幾何知識(shí)可得,入射角i=∠ABD=30°,折射角r=2∠ABD=60°,則此玻璃的折射率為n=sinrsini=sin60°sin30°=3,故A正確;BD長(zhǎng)度s=2Rcos30°=3R,光在玻璃球內(nèi)傳播的速度v=cn,故光從B傳到D所用的時(shí)間為t=sv=3Rc,B正確;由sinC=1n=33<22,得臨界角C<45°,所以若增大∠ABD,入射角可能大于臨界角,所以光線可能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;要使出射光線平行于AB,入射角必為30°,若減小∠ABD,8.AB在A點(diǎn)可見,a光的折射角大于b光的折射角,所以a光的折射率大于b光的折射率,由v=cn得知,在該介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光的傳播速度小,故A正確;細(xì)光束在A點(diǎn)的入射角為30°,介質(zhì)對(duì)a光的折射率n=2,可知在A點(diǎn)a光的折射角是45°,由幾何關(guān)系可知△AOC是等腰直角三角形,可知,在C點(diǎn)a光的入射角是45°,根據(jù)光路可逆可知,在C點(diǎn)a光的折射角是30°,如圖所示,由幾何關(guān)系可知a光射出空氣泡后相對(duì)于射入空氣泡前的偏轉(zhuǎn)角為θ=30°,故B正確;當(dāng)a光通過單縫時(shí),若縫的寬度小于a光波長(zhǎng),a光能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;光從空氣射向水中不可能發(fā)生全反射,a光的折射光不會(huì)消失,故D9.答案(1)偏大(4分)(2)重新畫線段AO,減小AO與y軸的夾角(或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚,重新畫坐標(biāo)系)(4分)解析(1)玻璃磚的底邊向y>0方向側(cè)移了一些,這將導(dǎo)致光在玻璃磚的弧面發(fā)生折射,射到aa'面的入射角變大,而作圖時(shí)其邊界和法線不變,故所測(cè)的入射角偏小,折射角偏大,導(dǎo)致所測(cè)的玻璃折射率與其真實(shí)值相比偏大。(2)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像,是由于光線在底邊aa'上發(fā)生了全反射,所以應(yīng)重新畫線段,減小AO與y軸的夾角。10.答案11.4(2分)15.7(2分)減小測(cè)量誤差(或提高測(cè)量的精確度)(2分×10-8(2分)解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù),圖乙中主尺讀數(shù)為11mm,游標(biāo)尺的第4條刻線與主尺某刻線對(duì)齊,讀數(shù)為mm×mm,故圖乙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為11mm;同理,圖丁中游標(biāo)尺第7條刻線與主尺某刻線對(duì)齊,故讀數(shù)為15mm×mm;相鄰條紋間距為Δx=15.7-11.44mm實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋間距的目的是減小測(cè)量誤差(或提高測(cè)量的精確度);根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx=Ldλ,可得λ=Δx·dL=1.075×10-3×0.05×1011.答案(ⅰ)23R(ⅱ)3(22+解析(ⅰ)如圖,從底面上A處射入的光線,在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i,當(dāng)i等于全反射臨界角iC時(shí),對(duì)應(yīng)入射光線到光軸的距離最大,設(shè)最大距離為l。i=iC①(1分)設(shè)n是玻璃的折射率,由全反射臨界角的定義有nsiniC=1②(1分)由幾何關(guān)系有sini=lR③(1分聯(lián)立①②③式并利用題給條件,得l=23R④(1分(ⅱ)設(shè)與光軸相距R3的光線在球面B點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)的入射角和折射角分別為i1和r1,nsini1=sinr1⑤(