高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十三章光 章末检测+Word版含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十三章光 章末检测+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 205.6KB | ||
| 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 | 2019-06-01 18:07:44 | ||
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文档简介
高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷
第十三章光 章末检测
(时间：60分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．(2018·宁德高二检测)下列光学现象的说法正确的是( )
A．在水中绿光的传播速度比红光的小
B．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
C．在岸边观察水中的鱼，看到的深度比实际的深
D．分别用绿光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更窄
2．某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是下列选项中的( )
3．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀有一层薄膜(如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线在氟化镁中的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为( )
A.λ B.λ C.λ D．λ
4．一束红、紫两色的混合光，由某种液体射向空气，当研究在界面上发生的折射和反射现象时，可能发生的情况是选项图中的( )
5．如图所示，由红、蓝两种单色光组成的光束以入射角θ从圆心O处由真空射入半圆柱形玻璃砖，进入玻璃砖后分为OA、OB两束，它们从O到A和从O到B的时间分别为tA和tB，则( )
A．OA是蓝光，tA小于tB
B．OA是蓝光，tA大于tB
C．OA是红光，tA小于tB
D．OA是红光，tA大于tB
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)
6．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( )
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定的方向振动的光
C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
7．关于折射率，下列说法中正确的是( )
A．根据 ＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B．根据 ＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C．根据n＝ 可知， 介质的折射率与介质中的光速成反比
D．同一频率的光由真空进入介质时，折射率与波长成反比
8．半圆柱形玻璃砖横截面如图所示，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光( )
A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C．b光的频率比a光的频率高
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
三、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(8分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示)：
(1)下列说法哪一个是错误的____________。(填选项前的字母)
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝
(2)测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图所示，其示数为________mm。
10．(12分)某同学用插针法测定一半圆柱形玻璃砖的折射率，实验后留下的痕迹如图所示，设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，只需用刻度尺测量________和________(均选填l1、l2、l3或l4)，则玻璃砖的折射率可表示为________。
11．(14分)(2016·南通高二检测)如图所示，一根长直棒AB竖直地插入水平池底，水深a＝0.8 m，棒露出水面部分的长度b＝0.6 m，太阳光斜射到水面上，与水面夹角α＝37°，已知水的折射率n＝，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)太阳光射入水中的折射角β；
(2)棒在池底的影长l。
12．(18分)半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直。一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1＝ 到n2＝ 的光束，因而光屏上出现了彩色光带。
(1)求彩色光带的宽度；
(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，则θ角至少为多少？
答 案
1．解析：选A 在水中红光的折射率小于绿光，则红光的传播速度比绿光大，故A正确；光纤利用全反射现象传输信号，由于内芯是光密介质即内芯的折射率大于外套的折射率，所以光在由内芯向外套传播时发生全反射而不能泄露，故B错误；在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故C错误；条纹间距Δx＝λ，红光的波长较长，则条纹间距较宽，故D错误。
2．解析：选B 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，所以衍射条纹也是水平的，B正确。
3．解析：选B 红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线而致热。在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(如氟化镁)，当膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的时，灯泡发出的红外线射到薄膜后，从薄膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果，B正确。
4．解析：选C 在同种液体中，紫光的折射率较大，所以当它们从某种液体射向空气并且入射角相同时，紫光的折射角较大，A错误；根据临界角公式sin C＝可知，紫光的折射率较大，临界角较小，紫光更容易发生全反射，而选项B中的红光首先发生了全反射，所以B错误；两种色光在界面处都要发生光的反射，D错误，C正确。
5．解析：选B 由图可知OA光线的折射率高，而蓝光的折射率比红光的高，则OA为蓝光，OB为红光；由n＝可知光的折射率越高，在玻璃中的传播速度越慢，因此OA光线在玻璃中的传播时间较长，即tA大于tB，B正确。
6．解析：选BD 自然光沿各振动方向的光波的强度相同，A错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定的方向振动，B正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，C错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，D正确。
7．解析：选CD 介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关；由于真空中光速是个定值，故n与v成反比，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的；由v＝λf，当f一定时，v正比于λ，n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比，故C、D正确。
8．解析：选ACD a光没有发生全反射，b光发生了全反射，说明b光临界角较小，b光折射率较大，b光频率高，在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，A、C正确；以相同入射角从空气斜射入水中，b光折射率大，b光的折射角小，B错误；a、b两束光分别通过同一双缝时，由于a光波长较长，a光的相邻亮条纹间距大，D正确。
9．解析：(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，A错误；根据实验操作可知，B、C正确。(2)读数为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm。
答案：(1)A (2)1.970
10．解析：根据光的折射定律可知，玻璃的折射率为：n＝；由题图可知，sin i＝，sin r＝，显然OB、OC为圆半径，有OB＝OC，解得：n＝，所以需要用刻度尺测量l1和l3，即n＝。
答案：l1 l3 n＝
11．解析：(1)设折射角为β，
则n＝
代入数据解得β＝37°
(2)影长l＝btan (90°－α)＋atan β
代入数据解得l＝1.4 m。
答案：(1)37° (2)1.4 m
12．解析：作出光路图如图所示，由折射定律知
(1)n1＝，n2＝
代入数据得β1＝45°，β2＝60°
故彩色光带的宽度为
d＝Rtan (90°－β1)－Rtan (90°－β2)
＝R
(2)由全反射公式知折射率大的光线临界角小，当光屏上彩色光带变成一个光点时，折射率小的光恰好射出玻璃砖，
有sin C＝＝
即入射角θ＝C＝45°
答案：(1)R (2)45°
第十三章光 章末检测
(时间：60分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．(2018·宁德高二检测)下列光学现象的说法正确的是( )
A．在水中绿光的传播速度比红光的小
B．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
C．在岸边观察水中的鱼，看到的深度比实际的深
D．分别用绿光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更窄
2．某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是下列选项中的( )
3．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀有一层薄膜(如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线在氟化镁中的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为( )
A.λ B.λ C.λ D．λ
4．一束红、紫两色的混合光，由某种液体射向空气，当研究在界面上发生的折射和反射现象时，可能发生的情况是选项图中的( )
5．如图所示，由红、蓝两种单色光组成的光束以入射角θ从圆心O处由真空射入半圆柱形玻璃砖，进入玻璃砖后分为OA、OB两束，它们从O到A和从O到B的时间分别为tA和tB，则( )
A．OA是蓝光，tA小于tB
B．OA是蓝光，tA大于tB
C．OA是红光，tA小于tB
D．OA是红光，tA大于tB
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)
6．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( )
A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B．偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定的方向振动的光
C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
7．关于折射率，下列说法中正确的是( )
A．根据 ＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B．根据 ＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C．根据n＝ 可知， 介质的折射率与介质中的光速成反比
D．同一频率的光由真空进入介质时，折射率与波长成反比
8．半圆柱形玻璃砖横截面如图所示，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O点的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光( )
A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C．b光的频率比a光的频率高
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
三、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(8分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示)：
(1)下列说法哪一个是错误的____________。(填选项前的字母)
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝
(2)测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图所示，其示数为________mm。
10．(12分)某同学用插针法测定一半圆柱形玻璃砖的折射率，实验后留下的痕迹如图所示，设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，只需用刻度尺测量________和________(均选填l1、l2、l3或l4)，则玻璃砖的折射率可表示为________。
11．(14分)(2016·南通高二检测)如图所示，一根长直棒AB竖直地插入水平池底，水深a＝0.8 m，棒露出水面部分的长度b＝0.6 m，太阳光斜射到水面上，与水面夹角α＝37°，已知水的折射率n＝，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)太阳光射入水中的折射角β；
(2)棒在池底的影长l。
12．(18分)半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直。一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1＝ 到n2＝ 的光束，因而光屏上出现了彩色光带。
(1)求彩色光带的宽度；
(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，则θ角至少为多少？
答 案
1．解析：选A 在水中红光的折射率小于绿光，则红光的传播速度比绿光大，故A正确；光纤利用全反射现象传输信号，由于内芯是光密介质即内芯的折射率大于外套的折射率，所以光在由内芯向外套传播时发生全反射而不能泄露，故B错误；在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故C错误；条纹间距Δx＝λ，红光的波长较长，则条纹间距较宽，故D错误。
2．解析：选B 单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，所以衍射条纹也是水平的，B正确。
3．解析：选B 红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线而致热。在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(如氟化镁)，当膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的时，灯泡发出的红外线射到薄膜后，从薄膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果，B正确。
4．解析：选C 在同种液体中，紫光的折射率较大，所以当它们从某种液体射向空气并且入射角相同时，紫光的折射角较大，A错误；根据临界角公式sin C＝可知，紫光的折射率较大，临界角较小，紫光更容易发生全反射，而选项B中的红光首先发生了全反射，所以B错误；两种色光在界面处都要发生光的反射，D错误，C正确。
5．解析：选B 由图可知OA光线的折射率高，而蓝光的折射率比红光的高，则OA为蓝光，OB为红光；由n＝可知光的折射率越高，在玻璃中的传播速度越慢，因此OA光线在玻璃中的传播时间较长，即tA大于tB，B正确。
6．解析：选BD 自然光沿各振动方向的光波的强度相同，A错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定的方向振动，B正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，C错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，D正确。
7．解析：选CD 介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关；由于真空中光速是个定值，故n与v成反比，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的；由v＝λf，当f一定时，v正比于λ，n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比，故C、D正确。
8．解析：选ACD a光没有发生全反射，b光发生了全反射，说明b光临界角较小，b光折射率较大，b光频率高，在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，A、C正确；以相同入射角从空气斜射入水中，b光折射率大，b光的折射角小，B错误；a、b两束光分别通过同一双缝时，由于a光波长较长，a光的相邻亮条纹间距大，D正确。
9．解析：(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，首先应取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束直接沿遮光筒轴线把屏照亮，A错误；根据实验操作可知，B、C正确。(2)读数为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm。
答案：(1)A (2)1.970
10．解析：根据光的折射定律可知，玻璃的折射率为：n＝；由题图可知，sin i＝，sin r＝，显然OB、OC为圆半径，有OB＝OC，解得：n＝，所以需要用刻度尺测量l1和l3，即n＝。
答案：l1 l3 n＝
11．解析：(1)设折射角为β，
则n＝
代入数据解得β＝37°
(2)影长l＝btan (90°－α)＋atan β
代入数据解得l＝1.4 m。
答案：(1)37° (2)1.4 m
12．解析：作出光路图如图所示，由折射定律知
(1)n1＝，n2＝
代入数据得β1＝45°，β2＝60°
故彩色光带的宽度为
d＝Rtan (90°－β1)－Rtan (90°－β2)
＝R
(2)由全反射公式知折射率大的光线临界角小，当光屏上彩色光带变成一个光点时，折射率小的光恰好射出玻璃砖，
有sin C＝＝
即入射角θ＝C＝45°
答案：(1)R (2)45°