【名師一號】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-4：第十三章《光》單元測試

單元測評(三)光(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．)1．若某一介質(zhì)的折射率較大，那么()A．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較大B．光由空氣射入該介質(zhì)時(shí)折射角較小C．光在該介質(zhì)中的速度較大D．光在該介質(zhì)中的速度較小解析：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，光由空氣射入介質(zhì)時(shí)的折射角是由折射率n和入射角i共同打算的，所以A、B均錯(cuò)．由n＝eq\f(c,v)可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故C錯(cuò)，D正確．答案：D2．海疆夏天常會(huì)消滅“海市蜃樓”奇觀，這是由于光在大氣中的折射和全反射使遠(yuǎn)處物體在空中形成的()A．正立虛像 B．倒立虛像C．正立實(shí)像 D．倒立實(shí)像答案：A3．(多選題)光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以供應(yīng)大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)．目前，我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)．下列說法正確的是()A．光纖通信利用光作為載體來傳遞信息B．光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理C．光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的色散原理D．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種格外細(xì)的特制玻璃絲解析：光纖是利用光的全反射現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)光作為載體的信息傳遞，光纖是內(nèi)芯折射率大于外層表皮折射率的很細(xì)的玻璃絲．答案：AD4．(多選題)在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個(gè)偏振片P和Q.在Q的后邊放上光屏，以下說法正確的是()A．Q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變B．Q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱C．P不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變D．P不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱解析：P是起偏器，它的作用是把太陽光(自然光)轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆?，該偏振光的振?dòng)方向與P的透振方向全都，所以當(dāng)Q與P的透振方向平行時(shí)，通過Q的光強(qiáng)最大；當(dāng)Q與P的透振方向垂直時(shí)，通過Q的光強(qiáng)最小，即無論旋轉(zhuǎn)P或Q，屏上的光強(qiáng)都是時(shí)強(qiáng)時(shí)弱．答案：BD5．如圖甲所示為雙縫干涉試驗(yàn)的裝置示意圖，乙圖為用綠光進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在屏上觀看到的條紋狀況，a為中心條紋，丙圖為換用另一顏色的單色光做試驗(yàn)時(shí)觀看到的條紋狀況，a′為中心亮條紋，則以下說法正確的是()甲乙丙A．丙圖可能為用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長B．丙圖可能為用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長C．丙圖可能為用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短D．丙圖可能為用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短解析：依據(jù)雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)，入射光的波長越長，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大，由題意可確定另一種顏色的單色光比綠光的波長長，因此B、C、D錯(cuò)，A對．答案：A6．下列說法正確的是()A．兩支鉛筆靠在一起，自然光從筆縫中通過后就成了偏振光B．偏振光可以是橫波，也可以是縱波C．由于激光的方向性好，所以激光不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．激光可以像刀子一樣切除腫瘤解析：兩支一般鉛筆靠在一起，中間的縫遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于光的波長，因此，光從中間通過時(shí)不會(huì)成為偏振光；光是橫波，偏振光也是橫波；激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象；激光有很多用途，其中可用來做手術(shù)，切除腫瘤．答案：D7．某人手持邊長為6cm的正方形平面鏡測量身后一棵樹的高度．測量時(shí)保持鏡面與地面垂直，鏡子與眼睛的距離為0.4m．在某位置時(shí)，他在鏡中恰好能夠看到整棵樹的像；然后他向前走了6.0m，發(fā)覺用這個(gè)鏡子長度的eq\f(5,6)就能看到整棵樹的像，這棵樹的高度約為()A．5.5m B．5.0mC．4.5m D．4.0m解析：如圖是恰好看到樹時(shí)的反射光路，由圖中的三角形可得eq\f(樹高,鏡高6cm)＝eq\f(樹到鏡的距離＋眼睛距鏡的距離0.4m,眼睛距鏡的距離0.4m)，即eq\f(H,0.06m)＝eq\f(L＋0.4m,0.4m).人離樹越遠(yuǎn)，視野越大，看到樹所需鏡面越小，同理有eq\f(H,0.05m)＝eq\f(L＋0.4m＋6m,0.4)，以上兩式解得L＝29.6m，H＝4.5m.答案：C8．(多選題)如圖所示為一束光線穿過介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)的光路，則()A．介質(zhì)Ⅰ的折射率最大B．介質(zhì)Ⅱ的折射率最大C．介質(zhì)Ⅲ的折射率最大D．光在介質(zhì)Ⅱ中傳播速度最大解析：依據(jù)折射狀況，Ⅰ與Ⅱ相比，Ⅰ是光密介質(zhì)；Ⅱ與Ⅲ相比，Ⅲ是光密介質(zhì)，所以Ⅱ是最疏的，光的傳播速度最大；Ⅰ與Ⅲ相比Ⅲ中的折射角小，介質(zhì)Ⅲ的折射率最大．答案：CD9.空氣中兩條光線a和b從虛框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如右圖所示．虛框內(nèi)有兩個(gè)折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡．下圖給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生右圖效果的是()ABCD解析：畫出入射光線與出射光線反向延長線的交點(diǎn)則為發(fā)生全反射的位置，畫上全反射棱鏡，可知B正確．答案：B10．(多選題)DVD光盤由塑料愛護(hù)層和信息記錄層組成．如圖所示，激光束以入射角θ從空氣入射到厚度為d、折射率為n的塑料愛護(hù)層后，聚焦到信息記錄層的光斑寬度為a，才能有效獵取信息．在保證a不變的前提下，減小激光束照到塑料愛護(hù)層的寬度l(l＝a＋2b)，則()A．須滿足sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))B．須滿足sinθ＝eq\f(b,n\r(b2＋d2))C．在θ和n不變時(shí)，須減小dD．在θ和d不變時(shí)，須減小n解析：設(shè)折射角為α，則n＝eq\f(sinθ,sinα)＝eq\f(sinθ,\f(b,\r(b2＋d2)))，則sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))，A正確，B錯(cuò)誤；在θ和n不變時(shí)，減小d，則b會(huì)相應(yīng)減小，l會(huì)減小，C正確；θ和d不變時(shí)，減小n，則折射角又會(huì)增大，l會(huì)增大，D錯(cuò)誤．答案：AC11．(多選題)如圖所示，一束平行光從真空射向一塊半圓形的玻璃磚，下列說法正確的是()A．只有圓心兩側(cè)肯定范圍內(nèi)的光線不能通過玻璃磚B．只有圓心兩側(cè)肯定范圍內(nèi)的光線能通過玻璃磚C．通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折D．圓心兩側(cè)肯定范圍外的光線將在曲面產(chǎn)生全反射解析：通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折，入射角為零．由中心向外的光線，在半圓面上進(jìn)入真空時(shí)的入射角漸漸增大并趨近90°角，折射角肯定大于臨界角，所以肯定會(huì)發(fā)生全反射．答案：BCD12.(多選題)一束白光從水中射入真空的折射光線如圖所示，若保持入射點(diǎn)O不變而漸漸增大入射角，則關(guān)于紅光和紫光的下述說法中正確的是()A．若紅光射到P點(diǎn)，則紫光在P點(diǎn)上方B．若紅光射到P點(diǎn)，則紫光在P點(diǎn)下方C．紫光先發(fā)生全反射，而紅光后發(fā)生全反射D．當(dāng)紅光和紫光都發(fā)生全反射時(shí)，它們的反射光線射到水底時(shí)是在同一點(diǎn)解析：紅光的折射率比紫光小，則當(dāng)它們從水中以相同的入射角射向空中時(shí)，由n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)知，紅光的折射角小．答案：BCD第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗(yàn)題(本題有2小題，共14分．請按題目要求作答)13．(6分)某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開頭玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同始終線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀看P1、P2的象，且P2的象攔住P1的象．如此觀看，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消逝．此時(shí)只須測量出________________，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率．請用你的測量量表示出折射率n＝________________.解析：當(dāng)恰好看不見P1、P2的象時(shí)，剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時(shí)玻璃磚直徑轉(zhuǎn)過的角度θ為臨界角，折射率n＝eq\f(1,sinθ).答案：玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度θ(2分)eq\f(1,sinθ)(4分)14．(8分)用某種單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間距離d＝0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l＝75.0cm，如圖甲所示，試驗(yàn)時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)如圖乙所示的測量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對準(zhǔn)如圖丙所示的第1條亮條紋，此時(shí)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖戊所示，則游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝________mm，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動(dòng)，直到對準(zhǔn)第5條亮條紋，如圖丁所示，此時(shí)卡尺的主尺和游標(biāo)的位置如圖己所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝________mm，由以上已知數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)，則該單色光的波長是________mm.甲乙丙丁戊己解析：由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)章讀出x1＝0.3mm，x2＝9.6mm.Δx＝eq\f(x2－x1,n－1)＝eq\f(9.3,4)mm.λ＝eq\f(Δx·d,l)＝eq\f(9.3×0.2,4×750)mm＝6.2×10－4mm.答案：0.3(2分)9.6(2分)6.2×10－4(4分)三、計(jì)算題(本題有3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(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解析：單色光的波長λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,6×1014)m＝5×10－7m，(3分)路程差為3×10－6meq\f(Δr,\f(λ,2))＝eq\f(3×10－6,\f(5,2)×10－7)＝12，(3分)即路程差是半波長的偶數(shù)倍，P點(diǎn)消滅亮條紋，而O點(diǎn)處為中心亮條紋，所以，在PO間有5條亮條紋，6條暗條紋．(4分)答案：亮條紋6條暗條紋，5條亮條紋16．(12分)如圖所示，ABC是一個(gè)透亮?????的薄壁容器，內(nèi)裝液體，當(dāng)光垂直射向AC面時(shí)，光在AB面恰好發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c，求液體的折射率及光在該液體中傳播速度為多大？解析：設(shè)液體的折射率為n，光在里面?zhèn)鞑サ乃俣葹関，發(fā)生全放射的臨界角為C，則由題意知：C＝60°(2分)所以n＝eq\f(1,sinC)＝eq\f(1,sin60°)＝eq\f(2\r(3),3)(5分)又由于n＝eq\f(c,v)，所以v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),2)c.(5分)答案：eq\f(2\r(3),3)eq\f(\r(3),2)c17.(16分)如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑R＝10cm，折射率為n＝eq\r(3)，直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A