选修3-4 第十三章 光 章末小结 同步练习(word含答案)

选修3-4 第十三章 光 章末小结 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，眼睛在 处看到鱼在水中的 处。若从 处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出
A. 的下方 B. 的上方 C. 处 D. 无法确定
2. 下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是
A.
透镜上方看到牛顿环
B.
相机镜头涂有增透膜
C.
圆盘后呈现泊松亮斑
D.
检查平面的平整程度
3. 年国家最高科技奖授予了中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献。已知某种排版系统中所用的激光频率为 ，则该激光的波长为
A. 0.25 B. 0.5 C. 0.75 D. 1
4. 让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的
A. 平行性好，可以会聚到很小的—点上
B. 相干性好，可以很容易形成干涉图样
C. 亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量
D. 波长短，很容易发生明显的衍射现象
5. 一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是
A. B.
C. D.
6. 如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形 为五棱镜的一个截面，。光线垂直 边射入，分别在 和 上发生反射，且两次反射时的入射角相等，最后光线垂直 射出。若两次反射均为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（计算结果可用三角函数表示）
A. B. C. D.
7. 在双缝干涉实验中选用波长为 的橙光时，光屏上 点恰好出现亮纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验， 点出现暗纹。已知可见光的频率范围是 ，则入射光的波长可能是
A. B. C. D.
8. 如图， 和 都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为 。一细光束以入射角 从 点射入 。已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过 板后
A. 传播方向相对于入射光方向向左偏转 角
B. 传播方向相对于入射光方向向右偏转 角
C. 红光在蓝光的左边
D. 红光在蓝光的右边
9. 光导纤维由很细的内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯和外套的界面发生全反射，如图所示。为了研究简单，现设外套为空气，内芯的折射率为 ，一束光由空气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射。若光速为 ，则光通过长为 的光导纤维所用的时间为
A. B. C. D.
10. 某同学利用如图所示器材观察光的干涉现象，其中 为单缝屏， 为双缝屏， 为光屏。当他让一束阳光照射 时，屏 上并没有出现干涉条纹，他移走 后， 上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最大的可能是
A. 单缝 太窄 B. 单缝 太宽
C. 到 和 距离不等 D. 阳光不能作为光源
二、填空题（共4小题；共20分）
11. 色光通过玻璃棱镜发生色散时的偏折角度不同，其中紫光的偏折角度比红光的大，这是由于在玻璃中紫光的传播速度 （填‘‘大于”或‘‘小于“）红光的传播速度，因此，玻璃对紫光的折射率 （填‘‘大于’’或“小于’’）玻璃对红光的折射率。
12. 激光具有高度的 性，它的 好、 高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 。
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
13. 如图所示两种条纹中，图 所示是双缝干涉条纹，图 所示是单缝衍射条纹。
14. 宽为 、中央水深为 的池塘边有一棵树，站在正对岸边的人看到树顶端的倒影与池塘底部中央的点光源在一条直线上。已知人眼到水面的高度为 ，树顶端到水面的高度为 ，则水的折射率为 。若在水面上各处都看不到该光，则至少要在水面上铺设直径为 的遮光膜。（结果可用根号表示）
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 究竟什么是激光呢
16. 用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带，将其分为三个区域，分别是红光区、绿光区和蓝光区。如图所示，请回答下列问题：
（1） 、 、 区域分别是什么色光区
（2）这将一瓶绿藻放在 处，则 、 、 哪一处变暗
（3）将一瓶绿藻放在 、 、 的哪一位置上，就会严重影响它的生长
17. 小莉家里有一块未知材料的长方体透明砖。小莉为了测定它的折射率，进行了如下操作：她首先在水平桌面固定一张白纸，不放透明砖，直接用一束红光照射到白纸上，红光与水平方向的夹角 ，在白纸上出现亮点，标记为 点。现保持入射光方向不变，在光源和 点之间放上透明砖，透明砖左侧的白纸上出现一个亮点，标记为 点，在玻璃砖右侧出现两个亮点，标记为 、 点。移去透明砖，测得 、 两点之间的距离为 ， 、 两点之间的距离为 。不考虑光在透明砖表面的多次反射。（已知 ，）
（1）作出形成亮点 、 、 的光路图；
（2）求透明砖的折射率。（结果可以用根号表示）
答案
第一部分
1. C
【解析】人眼看到的是鱼的虚像，鱼“发出”的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知，当激光从 处向 处发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上，选C。
2. C
【解析】牛顿环利用了光的干涉原理；增透膜利用了光的干涉原理；泊松亮斑利用了光的衍射原理；用标准样板检查光学平面的平整程度利用了光的薄膜干涉原理。综上所述，与其余三种所涉及的光学原理不同的是C。
3. C
【解析】根据 可解得， ＝0.75 .
4. A
【解析】激光的特点之一是平行性好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误。
5. B
【解析】光线通过玻璃三棱镜后应向底边偏折，可知选项C、D错误；光的频率越大，折射率越大，向底边偏折程度越大，光线在进入与射出两处都会发生不同程度的偏折，所以选项A错误，B正确。
6. A
【解析】设入射到 上的入射角为 ，因为在 和 上发生反射，且两次反射的入射角相等，根据几何关系有 ，解得 ；根据 ，解得五棱镜的最小折射率为 ，A正确，B、C、D错误。
7. B
【解析】选用波长为 的橙光做实验时，光屏上的 点出现的亮纹是距中心条纹的第二亮纹，根据路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有路程差 ；现改用其他颜色的可见光做实验，根据路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的 点出现暗条纹，那么 （），当 时，则 ，由 可知 ；当 时，则 ，由 可知，；当 时，则 ，由 可知 ；当 时，则 ，依据 可知，，故B正确，A、C、D错误。
8. D
【解析】根据折射率公式 ，又 ，，故 ，故 。从平板玻璃射出的光线和射向平板玻璃的光线平行，故当光束透过 板后传播方向不变．故AB错误．由于红光的波长大于蓝光的波长，故红光的折射率小于蓝光的折射率，所以 故从 射出后红光在右边，同理从 板射出后蓝光向左端偏折更多，故当光束透过 板后红光在蓝光的右边。
9. C
【解析】一束光由空气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射，设临界角为 ，则光的传播方向与光导纤维之间的夹角为 ，光通过长为 的光导纤维时的路程 ；内芯的折射率为 ，则光在光导纤维中的传播速度 ，又由于 ，所以光的传播时间 ，故选C
10. B
【解析】光的双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象最可能是因为单缝 太宽，得不到线光源，故选B。
第二部分
11. 小于；大于
12. 相干；平行度；亮度能量；D
【解析】激光具有相干性好，平行度好、亮度能量高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛；
激光属于电磁波，电磁波为横波，故A错误；
频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由 知，波长也不同，真空中波长最长，其它介质中波长小于真空中波长，故B错误；
波产生干涉的前提条件是频率相同，两束频率不同的激光不能产生干涉现象，故C错误；
利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
13. （）；（）
14. ；
【解析】根据题意画出光路图如图所示：
，，，，由几何关系知 ，，，，则水的折射率 ；光从水中射入空气中，当入射角大于或等于临界角时发生全反射，设临界角为 ，则 ；设遮光膜半径为 ，，解得 ，所以遮光膜的最小直径 。
第三部分
15. 略
16. （1） 见解析
【解析】 为红光区， 为绿光区， 为蓝光区。
（2） 见解析
【解析】由绿藻呈绿色可知其对绿光的吸收最弱，故 和 处变暗。
（3） 见解析
【解析】由（1）可知， 为绿光区，故绿藻只能得到极少量可利用的光来进行光合作用，因而会严重影响其生长。
17. （1）
（2）
【解析】设玻璃砖宽度为 ，，，，，则 ，
由几何关系可得 ，，，
解得 ，，
根据折射定律得
解得 。
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