《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4过关检测：第十三章 光（含答案）
文档属性
| 名称 | 《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4过关检测：第十三章 光（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-05-28 13:30:05 | ||
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文档简介
物理人教3-4第十三章光过关检测
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确)
1．下列有关光现象的应用技术中，正确的说法是( )
A．无影灯是利用光的衍射现象
B．增透膜是利用光的干涉现象
C．分光镜是利用光的色散现象
D．光导纤维是利用光的全反射现象
2．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( )
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A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样
C．丙为红光的干涉图样 D．丁为红光的干涉图样
3．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列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
4．劣质的玻璃中往往含有空气泡，这些空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是( )
A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
5．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成 ( http: / / www.21cnjy.com )彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )
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A．紫光、黄光、蓝光和红光
B．紫光、蓝光、黄光和红光
C．红光、蓝光、黄光和紫光
D．红光、黄光、蓝光和紫光
6．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如下图所示。下列说法正确的是( )
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A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
7．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．增大双缝之间的距离
8．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光。若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为( )
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A． B．
C． D．
二、填空题(每小题10分，共20分，把答案填在相应的横线上)
9．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d＝3 mm。
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(1)若测定红光的波长，应选用______色的滤光片。实验时需要测定的物理量有______和______。
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示，观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示。则可求出红光的波长λ＝______m。(保留一位有效数字)
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10．如图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示。计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
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图1
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图2
三、计算题(每小题16分，共32分)
11．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一 ( http: / / www.21cnjy.com )标记P离水面的高度为h1＝0.6 m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1＝0.8 m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s2＝3.0 m处下潜到深度为h2＝4.0 m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到航尾端Q；继续下潜Δh＝4.0 m，恰好能看见Q。求：
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(1)水的折射率n；
(2)赛艇的长度l。(可用根式表示)
12．(1)如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的距离差为7.95×10－7 m。则在这里出现的应是______(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______ (选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
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图甲
(2)如图乙所示，一束激光从O点由空气射入 ( http: / / www.21cnjy.com )厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d。
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图乙
参考答案
1. 答案：BCD 解析：根据光的直线传播规律和光的波动理论，无影灯是应用光的直线传播原理，所以选项A错误；增透膜是利用薄膜干涉的原理，所以选项B正确；分光镜是利用光的折射而产生色散的原理，所以选项C正确；选项D是利用光的全反射原理，所以，综上所述，本题的正确选项为B、C、D。
2. 答案：B 解析：紫光的波长较红光短，条纹间距窄，所以B项正确，A项错误；丙、丁均为衍射图样，所以C、D两项错误。
3. 答案：D 解析：激光是横波，选项A错误；激光在不同介质中的波速不同，由可以判断选项B错误；发生干涉现象的条件是两束光必须为频率相同的相干光源，选项C错误；利用激光平行度好的特点，可以通过光的反射测量激光往返所用时间，达到测量月球到地球距离的目的，选项D正确。
4. 答案：D 解析：要注 ( http: / / www.21cnjy.com )意发生全反射的条件是：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件，因而发生全反射，这也就是气泡看上去比较亮的原因。
5. 答案：B 解析：作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线，可知其折射率大小关系为na＞nb＞nc＞nd，则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光，所以本题只有选项B正确。
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6. 答案：AD 解析：根据题图知，光 ( http: / / www.21cnjy.com )1的折射率较大，与光2相比，其波长较小，在玻璃中传播速度较小，临界角较小，通过玻璃的时间较大，选项A、D正确。
7. 答案： AC 解析：根据条纹间距可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红＞λ黄，选项A正确；λ黄＞λ蓝，选项B错误；增大到屏的距离l，Δx增大，选项C正确；增大双缝间距d，Δx减小，选项D错误。
8. 答案：B 解析：假设平行光束恰好能透出圆弧的临界点分别为D、E，光路图如图所示，由折射率公式可求得光从OA边射入玻璃时的折射角为30°，由临界角定义式可求得D处发生全反射的临界角为C＝45°，则圆弧DE对应的圆心角为45°，所以有光透出的弧长为，选项B正确。
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9. 答案：(1)红 双缝到屏的距离l n条亮(或暗)纹间距离a
(2)7×10－7
解析：(1)测红光波长应选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光。
据知，需测双缝到屏的距离l和n条亮(或暗)纹间距离a，从而计算出条纹间距离Δx，最后算出λ。
(2)根据题图(a)(b)可求出两相邻亮条纹间距≈0.163 mm，所以。
10. 答案：光学 d e
解析：光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd和ce并延长到界面，与界面分别交于f、g两点，由不难得出用d点得到的折射率值较小，过c点的出射光线应平行于ab，利用直尺比对并仔细观察，可知ec∥ab，故用e点得到的折射率值误差较小。
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11. 答案：(1) (2)()m
解析：(1)作出从P点发出的一条光线经浮标处折射进入水中，到达深度h2处的光路图。入射角的正弦值，折射角的正弦值，由折射定律可得水的折射率。
(2)作出尾端Q发出的一条光线经水面折射到深度为(h2＋Δh)处的光路图。根据题意可知，这条光线的折射角等于临界角C，。再由几何知识可知，代入数据解得。
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12. 答案：(1)暗条纹 变宽
(2)
解析：(1)，光程差是半波长的奇数倍，所以P点是暗条纹处。
由可知，λ变大，Δx变大，条纹间距变宽。
(2)设折射角为r，折射定律；由几何关系l＝2dtan r
解得
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确)
1．下列有关光现象的应用技术中，正确的说法是( )
A．无影灯是利用光的衍射现象
B．增透膜是利用光的干涉现象
C．分光镜是利用光的色散现象
D．光导纤维是利用光的全反射现象
2．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( )
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A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样
C．丙为红光的干涉图样 D．丁为红光的干涉图样
3．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列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
4．劣质的玻璃中往往含有空气泡，这些空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是( )
A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
5．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成 ( http: / / www.21cnjy.com )彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )
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A．紫光、黄光、蓝光和红光
B．紫光、蓝光、黄光和红光
C．红光、蓝光、黄光和紫光
D．红光、黄光、蓝光和紫光
6．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如下图所示。下列说法正确的是( )
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A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
7．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．增大双缝之间的距离
8．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光。若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为( )
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A． B．
C． D．
二、填空题(每小题10分，共20分，把答案填在相应的横线上)
9．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d＝3 mm。
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(1)若测定红光的波长，应选用______色的滤光片。实验时需要测定的物理量有______和______。
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示，观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示。则可求出红光的波长λ＝______m。(保留一位有效数字)
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10．如图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示。计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
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图1
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图2
三、计算题(每小题16分，共32分)
11．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一 ( http: / / www.21cnjy.com )标记P离水面的高度为h1＝0.6 m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1＝0.8 m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s2＝3.0 m处下潜到深度为h2＝4.0 m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到航尾端Q；继续下潜Δh＝4.0 m，恰好能看见Q。求：
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(1)水的折射率n；
(2)赛艇的长度l。(可用根式表示)
12．(1)如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的距离差为7.95×10－7 m。则在这里出现的应是______(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______ (选填“变宽”“变窄”或“不变”)。
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图甲
(2)如图乙所示，一束激光从O点由空气射入 ( http: / / www.21cnjy.com )厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d。
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图乙
参考答案
1. 答案：BCD 解析：根据光的直线传播规律和光的波动理论，无影灯是应用光的直线传播原理，所以选项A错误；增透膜是利用薄膜干涉的原理，所以选项B正确；分光镜是利用光的折射而产生色散的原理，所以选项C正确；选项D是利用光的全反射原理，所以，综上所述，本题的正确选项为B、C、D。
2. 答案：B 解析：紫光的波长较红光短，条纹间距窄，所以B项正确，A项错误；丙、丁均为衍射图样，所以C、D两项错误。
3. 答案：D 解析：激光是横波，选项A错误；激光在不同介质中的波速不同，由可以判断选项B错误；发生干涉现象的条件是两束光必须为频率相同的相干光源，选项C错误；利用激光平行度好的特点，可以通过光的反射测量激光往返所用时间，达到测量月球到地球距离的目的，选项D正确。
4. 答案：D 解析：要注 ( http: / / www.21cnjy.com )意发生全反射的条件是：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光满足了发生全反射的条件，因而发生全反射，这也就是气泡看上去比较亮的原因。
5. 答案：B 解析：作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线，可知其折射率大小关系为na＞nb＞nc＞nd，则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光，所以本题只有选项B正确。
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6. 答案：AD 解析：根据题图知，光 ( http: / / www.21cnjy.com )1的折射率较大，与光2相比，其波长较小，在玻璃中传播速度较小，临界角较小，通过玻璃的时间较大，选项A、D正确。
7. 答案： AC 解析：根据条纹间距可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红＞λ黄，选项A正确；λ黄＞λ蓝，选项B错误；增大到屏的距离l，Δx增大，选项C正确；增大双缝间距d，Δx减小，选项D错误。
8. 答案：B 解析：假设平行光束恰好能透出圆弧的临界点分别为D、E，光路图如图所示，由折射率公式可求得光从OA边射入玻璃时的折射角为30°，由临界角定义式可求得D处发生全反射的临界角为C＝45°，则圆弧DE对应的圆心角为45°，所以有光透出的弧长为，选项B正确。
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9. 答案：(1)红 双缝到屏的距离l n条亮(或暗)纹间距离a
(2)7×10－7
解析：(1)测红光波长应选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光。
据知，需测双缝到屏的距离l和n条亮(或暗)纹间距离a，从而计算出条纹间距离Δx，最后算出λ。
(2)根据题图(a)(b)可求出两相邻亮条纹间距≈0.163 mm，所以。
10. 答案：光学 d e
解析：光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd和ce并延长到界面，与界面分别交于f、g两点，由不难得出用d点得到的折射率值较小，过c点的出射光线应平行于ab，利用直尺比对并仔细观察，可知ec∥ab，故用e点得到的折射率值误差较小。
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11. 答案：(1) (2)()m
解析：(1)作出从P点发出的一条光线经浮标处折射进入水中，到达深度h2处的光路图。入射角的正弦值，折射角的正弦值，由折射定律可得水的折射率。
(2)作出尾端Q发出的一条光线经水面折射到深度为(h2＋Δh)处的光路图。根据题意可知，这条光线的折射角等于临界角C，。再由几何知识可知，代入数据解得。
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12. 答案：(1)暗条纹 变宽
(2)
解析：(1)，光程差是半波长的奇数倍，所以P点是暗条纹处。
由可知，λ变大，Δx变大，条纹间距变宽。
(2)设折射角为r，折射定律；由几何关系l＝2dtan r
解得