新教材2025版高中物理第四章光章末綜合檢測新人教版選擇性必修第一冊

章末綜合檢測(四)第四章光一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．)1．對下列光學現(xiàn)象的相識，正確的是()A．陽光下水面上的油膜呈現(xiàn)出彩色條紋是光的全反射現(xiàn)象B．雨后天空中出現(xiàn)彩虹是光的干涉現(xiàn)象C．用白光照耀不透亮的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑，是光的折射現(xiàn)象D．某人潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，他看到燈的位置比實際位置高2．如圖，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，圖中能正確描述其光路的是()3.如圖所示，一束光由空氣射入某種介質，該介質的折射率等于()A．eq\f(sin50°,sin55°)B．eq\f(sin55°,sin50°)C．eq\f(sin40°,sin35°)D．eq\f(sin35°,sin40°)4．一束光從某介質進入真空，方向如圖所示，則下列推斷中正確的是()A.該介質的折射率是eq\f(\r(3),3)B．該介質的折射率是eq\r(3)C．該介質相對真空發(fā)生全反射的臨界角是45°D．光線從介質射入真空的過程中，無論怎樣變更入射方向，都不行能發(fā)生全反射現(xiàn)象5．在雙縫干涉試驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差Δx＝1μm，若用頻率f1＝6.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照耀雙縫，則()A．用頻率為f1的單色光照耀雙縫時，P點出現(xiàn)暗條紋B．用頻率為f2的單色光照耀雙縫時，P點出現(xiàn)亮條紋C．用頻率為f1的單色光照耀一條狹縫，并用頻率為f2的單色光照耀另一條狹縫時，不出現(xiàn)干涉條紋D．用頻率為f1的單色光照耀一條狹縫，并用頻率為f2的單色光照耀另一條狹縫時，出現(xiàn)暗條紋6.如圖所示為雙縫干涉試驗裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏．用單色光從左側照耀單縫S時，可在光屏P上視察到干涉條紋．下列說法正確的是()A.減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B．增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C．若換作波長更長的單色光照耀，干涉條紋間的距離減小D．若換作白光照耀，光屏上不出現(xiàn)條紋7．如圖所示，在水面下同一深度并排緊挨著放置分別能發(fā)出紅光、黃光、藍光和紫光的四個燈泡，一人站在這四盞燈正上方離水面有肯定距離處視察，他感覺離水面最近的那盞燈發(fā)出的光是()A．紅光B．黃光C．藍光D．紫光二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．)8．激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重要的衛(wèi)星或飛船，激光由地面激光站或空間激光動力衛(wèi)星供應，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動機的燃燒室，使推動劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃氣流，以極大的速度噴出，產生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空．激光火箭利用了激光的()A．單色性好B．平行度高C．高能量D．相干性好9.如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是a、b兩束單色光經過同一狹縫后的衍射圖樣，則下列說法正確的是()A．在真空中，a光的波長比b光大B．在同一勻稱介質中傳播，a光的傳播速度比b光快C．兩束單色光分別入射到同一雙縫干涉裝置時，在光屏上b光亮條紋的條數更多D．當兩束光從空氣中射向玻璃中時，a光不發(fā)生全反射，但b光可能發(fā)生全反射10．如圖甲所示，每年夏季，我國多地會出現(xiàn)日暈現(xiàn)象，日暈是日光通過卷層云時，受到冰晶的折射或反射形成的，如圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶上時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法中正確的是()A.在冰晶中，b光的傳播速度較小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，a光的臨界角較小D．用同一裝置做單縫衍射試驗，b光中心亮條紋更寬三、非選擇題(本題共5小題，共54分．按題目要求作答．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位．)11．(6分)利用插針法可以測量半圓柱形玻璃磚的折射率．試驗方法如下：在白紙上作始終線MN，并作出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚(弧面的圓心為O)放在白紙上，它的直徑與直線MN重合，在垂線AB上插兩個大頭針P1和P2，如圖所示，然后在半圓柱形玻璃磚的右側插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率．試驗室中供應的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等．(1)某學生用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩個大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側的區(qū)域內，無論從何處視察，都無法透過玻璃磚同時看到P1、P2的像，這是由于光發(fā)生了________，他應實行的措施是_____________________．(2)為了確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側，最少應插________枚大頭針．12．(8分)在“用雙縫干涉測量光的波長”的試驗中，將試驗器材按要求安裝在光具座上，如圖所示．在試驗前已獲知的數據有：雙縫的間距為d，雙縫到屏的距離為L.(1)為了達到試驗目的，依據已標明的試驗器材，可推斷出M處的試驗器材是________．(2)分別選用紅色和藍色濾光片做試驗，得到的干涉圖樣是四幅圖中的兩幅．則用紅色濾光片做試驗得到的干涉圖樣是其中的________．(3)經測量，紅光干涉相鄰兩條亮紋間的距離為Δx，請據此寫出能夠反映紅光波長大小的表達式λ＝________．(4)該試驗中L＝700mm，已知d的數量級為10－4m，相鄰兩條亮條紋間距的數量級為10－3m，由此可推斷紅光的波長數量級約為________m.A．10－3B．10－5C．10－7D．10－913.(12分)如圖所示，玻璃磚的截面為直角三角形AOB，∠B＝30°，直角邊AO長度為d.一單色光自距離A點eq\f(d,4)處的D點垂直AO邊射入該玻璃磚，第一次到達AB邊時恰好發(fā)生全反射．已知光在真空中傳播的速度為c，求：(1)此玻璃磚的折射率；(2)此光線第一次自BO邊射出時折射角的正弦值；(3)此光線在該玻璃磚中傳播的時間．14.(14分)如圖所示，某種透亮介質的截面圖由直角三角形AOC和圓心為O、半徑為R的四分之一圓弧BC組成，其中∠A＝60°.一束單色光從D點垂直AB面射入透亮介質中，射到圓弧BC上時恰好發(fā)生全反射．已知D點與O點之間的距離為eq\f(R,\r(2))，光在真空中的傳播速度為c.求：(1)單色光在介質中的傳播速度v；(2)單色光第一次射出介質時折射角θ.15．(14分)如圖所示，橫截面為等腰梯形ABCD的柱形玻璃，底角θ＝60°，一束細光束從底邊垂直于AD射入玻璃柱后，恰好射到腰AB的中點，已知該玻璃的折射率n＝eq\r(3)，AB＝BC＝CD＝4cm，光在真空中的速度c＝3×108m/s，完成下列問題：(1)請畫出完整的光路圖；(2)計算該束光在玻璃柱內運動的時間．章末綜合檢測(四)1．解析：陽光下水面上的油膜呈現(xiàn)出彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，選項A錯誤；雨后天空中出現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象，選項B錯誤；用白光照耀不透亮的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑，是光的衍射現(xiàn)象，選項C錯誤；某人潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，由于光的折射，他看到燈的位置比實際位置高，選項D正確．答案：D2．解析：A圖中從玻璃射向空氣可能發(fā)生全反射，A正確；B圖中從空氣射向玻璃是從光疏介質射向光密介質，不會發(fā)生全反射，B錯誤；C圖中光線在玻璃空氣界面既有反射又有折射，因為是從光密介質進入光疏介質，折射角應大于入射角，C錯誤；D圖中光線從空氣射向玻璃，折射角應小于入射角，D錯誤．答案：A3．解析：依據折射定律可得n＝eq\f(sin（90°－50°）,sin（90°－55°）)＝eq\f(sin40°,sin35°)，故選項C正確．答案：C4．解析：由題意知，入射角α＝30°，折射角β＝60°，由折射定律可得：n＝eq\f(sinβ,sinα)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，A項錯誤，B項正確；發(fā)生全反射的臨界角為C，sinC＝eq\f(\r(3),3)，sin45°＝eq\f(\r(2),2)，eq\f(\r(3),3)<eq\f(\r(2),2)，C<45°，C項錯誤；光線按如圖所示的方向入射，當入射角大于等于臨界角時，就會發(fā)生全反射現(xiàn)象，D項錯誤．答案：B5．解析：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f(3×108,6.0×1014)m＝5×10－7m、λ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f(3×108,7.5×1014)m＝4×10－7m，而n1＝eq\f(Δx,\f(λ1,2))＝eq\f(1×10－6,2.5×10－7)＝4，可見用頻率f1的單色光照耀時，雙縫到光屏上P點的距離之差是半波長的偶數倍，即波長的整數倍，會出現(xiàn)亮條紋，故A錯誤；n2＝eq\f(Δx,\f(λ2,2))＝eq\f(1×10－6,2×10－7)＝5，可見用頻率f2的單色光照耀時，雙縫到光屏上P點的距離之差是半波長的奇數倍，會出現(xiàn)暗條紋，故B錯誤；因為兩種單色光頻率不同，所以兩種單色光相遇不會產生干涉現(xiàn)象，故C正確，D錯誤．答案：C6．解析：依據雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，減小雙縫間的距離，即d變小，則干涉條紋間距增大，選項A錯誤；依據雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，增大雙縫到屏的距離，即l增大，干涉條紋間距增大，選項B正確；依據雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，若換作波長更長的單色光照耀，干涉條紋間的距離增大，選項C錯誤；換作白光照耀，光屏上將出現(xiàn)彩色條紋，選項D錯誤．答案：B7.解析：從空氣中視察燈泡時，燈泡P發(fā)出的光經水面折射后進入視察者的眼睛，折射光線的延長線交于P′點，P′就是燈P的虛像，P′的位置比P實際位置離水面的距離要近些，如圖所示．當入射角β較小時，P′的位置在P的正上方，有：sinα＝eq\f(d,\r(h2＋d2))，sinβ＝eq\f(d,\r(H2＋d2))，n＝eq\r(\f(H2＋d2,h2＋d2))豎直向下看時，d接近于零，故n＝eq\f(H,h)，即h＝eq\f(1,n)H因紫光的折射率最大，故紫光的視深最?。鸢福篋8．解析：由于激光站與衛(wèi)星相隔距離遠，為了削減能量損失，必需使激光具有很好的平行度，同時運用激光的高能量，故選B、C.答案：BC9．解析：A對：依據波長越長，衍射條紋間距越寬，甲圖條紋間距大，則a光的波長較長．B對：依據f＝eq\f(c,λ)可知，a光波長較長，a光的頻率較小，那么a光的折射率較小，依據v＝eq\f(c,n)知，在同種勻稱介質中，a光的傳播速度比b光快．C對：條紋間距大的，光屏上亮條紋的條數少，故b光亮條紋的條數更多．D錯：發(fā)生全反射的條件是光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于等于臨界角，故兩束光從空氣中射向玻璃時，均不發(fā)生全反射．答案：ABC10．解析：由題圖乙可知，太陽光射入六角形冰晶時，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律可知，六角形冰晶對a光的折射率小于對b光的折射率，由v＝eq\f(c,n)知b光在冰晶中的傳播速度較小，A正確；由a光的折射率小于b光的折射率可知a光的頻率小于b光的頻率，所以a光的波長大于b光的波長，依據Δx＝eq\f(L,d)λ可知，發(fā)生雙縫干涉時a光相鄰條紋間距較大，B正確；a光的折射率較小，由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光的臨界角較大，C錯誤；波長越長，做單縫衍射試驗時中心亮條紋越寬，故a光的中心亮條紋更寬，D錯誤．答案：AB11．解析：(1)在半圓柱形玻璃磚右側區(qū)域內，無論從何處視察，都無法透過玻璃磚同時看到P1、P2的像，這說明通過P1、P2的光線在經過玻璃磚右側界面時沒有折射光線，即發(fā)生了全反射；要想同時看到P1、P2的像，應使經過玻璃磚后射到玻璃磚右側界面上的光線的入射角減小，應實行的措施是將垂線AB向O點平行下移(或將玻璃磚平行上移).(2)通過P1、P2的光線在經過界面MN時由于與界面MN垂直，傳播方向不發(fā)生變更，故光路圖如圖所示．已知入射光線與折射點，為了確定通過大頭針P1、P2的光線通過玻璃磚后的光路，只需插1枚大頭針，連接該大頭針與折射點即折射光線．答案：(1)全反射將垂線AB向O點平行下移(或將玻璃磚平行上移)(2)112．解析：(1)為獲得單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫，然后讓單色線光源通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，M處的試驗器材是單縫．(2)干涉圖樣應是間距相等，明、暗相間的條紋，由于紅光的波長大于藍光的波長，依據Δx＝eq\f(L,d)λ可知，紅光的干涉圖樣的明、暗相間的條紋更寬，故A項與題意相符，B、C、D項與題意不相符．(3)依據Δx＝eq\f(L,d)λ得，紅光波長的表達式λ＝eq\f(Δx,L)d.(4)依據λ＝eq\f(Δx,L)d知，λ＝eq\f(10－3×10－4,0.7)m＝1.4×10－7m故A、B、D項與題意不相符，C項與題意相符．答案：(1)單縫(2)A(3)eq\f(Δx,L)d(4)C13.解析：(1)光路如圖所示，由幾何學問知，在AB邊上的入射角∠C＝60°，又sinC＝eq\f(1,n)，得此玻璃磚的折射率：n＝eq\f(2\r(3),3).(2)由幾何學問知，在BO邊上的入射角∠α＝30°，由n＝eq\f(sinβ,sinα)得此光線第一次自BO邊射出時的折射角的正弦值sinβ＝eq\f(\r(3),3).(3)由幾何學問知此光線在玻璃磚中傳播的路程x＝eq\f(3\r(3),4)d又n＝eq\f(c,v)，t＝eq