第四章 光 本章达标检测（Word版含答案）

第四章 本章达标检测
一、单选题
1．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a、b两束单色光。则（ ）
A．玻璃对b光的折射率较大
B．在真空中a光的速度大于b光的速度
C．a光的频率大于b光的频率
D．如果b光是绿光，那么a光可能是红光
2．关于激光，下列说法中正确的是（　　）
A．利用激光的相干性，可以用在雷达上进行精确的测距
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．激光是人工制造的，不是偏振光
D．利用激光亮度高，可在医学上作光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
3．下列哪些现象不属于反射现象（ ）
A．回声 B．夏日雷声轰鸣不绝
C．水波绕过水中芦苇秆传播 D．在空房中讲话感到声音更响
4．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时(　　)．
A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在
C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上无任何光亮
5．如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的，现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出，则（　　）
A．∠a=30°，∠b=75° B．∠a=32°，∠b=74°
C．∠a=34°，∠b=73° D．∠a=36°，∠b=72°
6．物理知识在科技生活中有广泛应用，下列说法正确的是（　　）
A．全息照片的拍摄是利用光的衍射原理
B．机场安全检查是利用红外线窥视箱内的物品
C．水下的核潜艇利用声呐与岸上的指挥中心保持联络
D．微波炉是利用食物中水分子在微波作用下热运动加剧，温度升高
二、多选题
7．一束复色光射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出，如图所示，其中有三种色光刚好照射到三块相同的金属板A、B、C上，发现金属板B上有光电子飞出，则可知（ ）
A．A板一定有光电子飞出
B．C板一定有光电子飞出
C．a、c光可能分别为红光、紫光
D．a、c光可能分别为蓝光、黄光
8．如图所示，一块半圆柱形玻璃砖截面的圆心为O点，一束红光和一束蓝光在截面平面内从不同的方向射向O点，经折射后恰好都从圆弧上的P点射出玻璃砖，则下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对①光的折射率大于对②光的折射率
B．①光为红光，②光为蓝光
C．若玻璃砖绕过O点垂直纸面的轴逆时针缓慢转动的过程中，则②光先在MN界面发生全反射
D．分别让①、②光通过同一单缝，在同一光屏上①光的条纹宽度小于②光的条纹宽度
E．分别用①、②光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，①光的干涉条纹间距小于②光的干涉条纹间距
9．下列关于电磁波的说法中正确的是 ( )
A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在
B．电磁波从真空传入水中，波长将变长
C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位
D．医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理
三、实验题
10．在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是______。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．选择的入射角应尽量小些
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
（2）从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、P4应满足的关系为______。
（3）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB＝8cm，CD＝5cm，则可求出玻璃的折射率n＝______。
（4）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比______；乙同学测得的折射率与真实值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示：
(1)以白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点，你认为正确的是_______。
A．单缝和双缝必须平行放置
B．各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上
C．双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密
D．若将滤光片移走则无干涉现象产生
(2)当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图(3)所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图(4)所示，已知双缝间距为，从双缝到屏的距离为，则图(4)中游标卡尺的示数为____mm，所测光波的波长为______m（保留两位有效数字）。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值___实际值。（填“大于”、“小于”或“等于“）
四、解答题
12．可见光通信是利用LED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术．如图所示，ABCD是LED闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径AB=d，厚度AD=；LED灯(可视为点光源)固定在玻璃体CD面的圆心O；玻璃体的折射率为，光在真空中的传播速度为c．求：
①光在玻璃体中传播的速度；
②光线OA在AB面发生折射时的折射角．
13．如图为一半径为R的玻璃半圆柱体的截面，一束单色光射向该半圆柱体，入射点为B。（单色光在空气中的速度为c）
(1)改变光线的入射方向，当入射角α=60°时，光线恰好能从OA中点垂直射出，求该玻璃半圆柱体的折射率；
(2)再次改变入射光线的方向，当入射角α=30°，且光线竖直向下时，求这束光进入半圆柱体后，经多长时间从OA射出。
14．某种透明材料制成的半球壳，外径是内径的两倍，过球心O的截面如图所示，A是外球面上的点，AO是半球壳的对称轴。一单色光在图示截面内从A点射入，当入射角i=45°时折射光恰与内球面相切于B点。
（i）求透明材料对该光的折射率；
（ii）要使从A点入射光的折射光能从内球面射出半球壳，求光在A点入射角应满足的条件。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．由题图可知a光射入玻璃砖后的折射角小于b光射入玻璃砖后的折射角，根据折射定律可知玻璃对a光的折射率较大，A错误；
B．在真空中a光与b光的速度相等，B错误；
C．由A项结论可知a光的频率大于b光的频率，C正确；
D．红光的频率小于绿光的频率，所以如果b光是绿光，a光不可能是红光，D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故A错误；
B．激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；
C．激光是人造光，也是偏振光，故C错误；
D．利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
回声、夏日雷声轰鸣不绝、在空房中讲话感到声音更响属于声波的反射，水波绕过水中芦苇秆传播属于波的衍射。
故选C。
考点：考查了波的衍射，反射
4．C
【解析】
【详解】
两列光波发生干涉的条件之一是频率相等，利用双缝将一束光分成能够发生叠加的两束光，在光屏上形成干涉条纹，若分别用绿色滤光片和红色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光的频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹．故C正确，ABD错误。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
作ac．ab面的法线，根据光的反射定律和几何关系可知
∠a=∠1=∠2
∠3=∠4=∠b
所以
2∠a=∠b
而
∠a+2∠b=180°
可得
∠a=36°
∠b=72°
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．全息照片的拍摄利用了光的干涉的原理，故A错误；
B．X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查，故B错误；
太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域。故B正确。
C．由于无线电短波不能在水中传播，核潜艇在深海又无法使用天线，所以没有办法主动与外界联络，只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式，故C错误；
D．微波炉是利用食物中水分子在微波作用下热运动加剧，温度升高，故D正确。
故选D。
7．AD
【解析】
【详解】
CD.由图可知a、b、c三种光经平行玻璃砖后的偏折程度a光最大，c光最小，所以折射率关系有，三种光的频率关系有。所以a、c光可能分别为蓝光、黄光，不可能分别为红光、紫光，选项C错误，D正确；
AB.根据产生光电效应的条件：入射光的频率大于金属的截止频率，则当金属板B上有光电子飞出，照射到金属板B上的光的频率更大，金属板A一定有光电子飞出，但金属板C不一定有光电子飞出，选项A正确，B错误。
故选AD。
8．ADE
【解析】
【详解】
AB．由图可知①、②两光的折射角相等，入射角①大于②，由折射定律得玻璃砖对①光的折射率大于对②光的折射率，且折射率越大频率越高，故①光为蓝光，故A正确，B错误；
C．由知折射率越大临界角越小，故玻璃砖绕过O点垂直纸面的轴逆时针缓慢转动的过程中，从光密介质进入光疏介质，①的折射率大，临界角小，先在MN界面发生全反射，C错误；
D．经过同一单缝，波长越长频率越小的光产生的衍射图样中央亮纹越宽，条纹间隔越大，在同一光屏上①光的条纹宽度小于②光的条纹宽度，D正确；
E．因为①光的波长小于②光的波长，故由
知，分别用①、②光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，①光的干涉条纹间距小于②光的干涉条纹间距，E正确。
故选ADE。
9．AC
【解析】
【详解】
解：A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故A正确；
B、根据可知，电磁波从真空传入水中，波长变短，故B错误；
C、雷达的工作原理是：发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息，故C正确；
D、医院中用于检查病情的“B超”利用了超声波的反射原理，故D错误．
故选AC．
10． BD#DB P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像 1.6 偏小 不变
【解析】
【详解】
（1）[1]A．玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；
B．大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故B正确；
C．选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故C错误；
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确。
故选BD。
（2）[2]从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、P4应满足的关系是P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像；
（3）[3]折射率
（4）[4][5]如图为在①图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以ab、cd为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小；②图中对折射率的测量无影响，即乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
11． AC 16.7 大于
【解析】
【详解】
(1)[1]在用狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的干涉现象时狭缝必需与灯丝平行，这时干涉条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的干涉条纹，同时各元件的中心必须在遮光筒的轴线上故A 正确，B错误；
根据公式可以知道双缝间距离d越大呈现的干涉条纹越密，故选项C正确；
若将滤光片移走则光屏上回出现彩色的干涉条纹，故选项D错误。
故选AC。
(2)[2]游标卡尺的主尺读数为16mm，游标读数为，所以最终读数为16.7mm；
[3]根据公式
可以得到
(3)[4]如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大；根据干涉条纹的间距公式为
波长测量值也是偏大。
12．①；②
【解析】
【分析】
【详解】
①根据
得
②由题图可知，，所以入射角的正切
所以
根据折射定律知
所以
所以折射角
13．(1)n =；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(2)①由几何关系知，此时折射角 i= 30°，当入射角 α= 60° 时，由光的折射定律可得：
代入数据
②设此刻折射角为γ ，根据光的折射定律，由得：
由几何关系知，三角形 OBC 中 OB 边对应的角 β 为120°- γ ，根据正弦定理：
因为，代入数据得
14．（i）；（ii）i<30°
【解析】
【详解】
（i）当入射角i=45°时，设折射角为r，透明材料对该光的折射率为n，ΔABO为直角三角形，则
解得
r=30°
（ii）光在A点入射角为i′时，设折射角为r′，折射光射到内球面上的D点刚好发生全反射，则折射光完全不能从内球面射出半球壳，折射光在内球面的入射角等于临界角为C，如图所示，在ΔADO中，由正弦定理有
解得
解得
i′=30°
要使从A点射入光的折射光能从内球面射出半球壳，则光在A点入射角i应满足：
i<30°
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