（浙江专版）2022年高中物理 第十三章 光 章末过关检测（三）（含解析）新人教版选修3-4

（浙江专版）2022年高中物理 第十三章 光 章末过关检测（三）（含解析）新人教版选修3-4一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是()A玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率Ba光的频率大于b光的频率C在真空中a光的波长大于b光的波长Da光光子能量小于b光光子能量解析：选B根据光路可逆和折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，则A项错误，B项正确；根据波长cT和光子能量公式Eh，知a光的波长小于b光的波长，a光光子的能量大于b光光子的能量，则C、D项错误。2一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是()A红光以30的入射角入射B红光以45的入射角入射C紫光以30的入射角入射D紫光以45的入射角入射解析：选D对同一介质，紫光的折射率大于红光，即n紫n红，又因为n，如图所示，以同一角度入射，折射率越大，折射角越小，偏折程度越大，所以A、B错误；C、D中折射率相同，侧位移ssin(12)，入射角1增大时，2也增大，且1比2增大得快，则增大，sin(12)增大，s增大，因此入射角越大，侧位移越大，C错误，D正确。3一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的()A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长 D频率不变，波长变长解析：选A光从空气射入玻璃中，其频率不变；又由n，推出速度v变小；再由v，推出变小。故选项A正确。4已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光()A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：选C由n蓝n红及n可知，v红v蓝，选项A错误；若入射角为，折射角为，则n，所以sin ，可见，入射角相同时，折射率小的折射角大，则蓝光折射角较小，选项B错误；因为sin C，所以折射率小的临界角大，从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大，选项C正确；根据条纹间距公式x可知，用同一装置进行双缝干涉实验，的比值不变，条纹间距与波长成正比，红光和蓝光相比，红光的波长较长，所以红光的相邻条纹间距较大，选项D错误。5与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画出了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()A地球上有人用红色激光照射月球B太阳照射到地球的红光反射到月球C太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹解析：选C小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红的，这是由于太阳光中的红光经地球的大气层折射到月球而形成的，则C项正确，A、B、D项错误。6虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红解析：选A光在水珠中折射时，折射率越大，折射角越大，故选项A正确。二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)7关于下列光学现象，说法正确的是()A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝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宽解析：选CD光在介质中的传播速度v，其中n是折射率，由于水对蓝光的折射率大于水对红光的折射率，所以在水中蓝光的传播速度比红光慢，A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才有可能发生全反射，B错误；视深h和实际深度H的关系为h，所以鱼的实际深度比看到的要深，C正确；双缝干涉实验中条纹间距x，由于红光波长大于蓝光波长，所以用红光时得到的条纹间距更宽，D正确。8将激光束的宽度聚焦到纳米级(109 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这是应用了激光的()A平行性好的特性 B单色性好的特性C亮度高的特性 D粒子性好的特性解析：选AC将激光束宽度聚集到纳米级是应用了激光的平行性好，利用激光修复器官、基因是应用了激光亮度高能量大的特性，故A、C正确。三、非选择题(本题共5小题，共68分)9(10分)用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为0.2103 m，测得双缝到屏的距离为0.700 m。分划板中心刻线对齐第一级亮条纹中央时，手轮读数为0.200103 m。第四条亮条纹所在的位置为7.470103 m。则红光的波长为_。若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变_(填“宽”或“窄”)。解析：条纹间距x m2.423103 m。由x得：x m6.9107 m。由x及红蓝知，干涉条纹宽度将变窄。答案：6.9107 m窄10(12分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_。(2)图中P3、P4两位置，_处所对应的折射率值大。(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_。解析：(1)根据折射定律n，题中160，2AOF30，所以n1.73。(2)题图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大。(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1。答案：(1)1.73(2)P4(3)111(14分)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：A用刻度尺量出半圆形玻璃砖的直径d，算出半径r，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2；C让入射光线与玻璃砖直径垂直，入射点与圆心O重合，如图所示；D以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，恰好看不到P2和P1的像时，停止转动玻璃砖，然后沿半圆形玻璃砖直径画一条直线AB，如图所示。(1)该同学利用白纸上描下的P1O和AB两条直线，可算出该玻璃的折射率n，他的根据是_。(2)如何在图上用刻度尺和圆规作图，求出该玻璃的折射率n?_解析：(1)P1O与AB垂线的夹角正好是光线P1O射到界面AB上的入射角，此时恰好发生全反射，所以由sin 可算出该玻璃的折射率。(2)如图所示，以O为圆心，以r为半径作半圆弧，并过O点作直线AB的垂线交圆弧于C点，再过C点作P1O的垂线交P1O于D点，用刻度尺测量CD长度，则n。答案：见解析12.(16分)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，AC平行于光屏MN，与光屏的距离为L，棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出。画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。解析：光路如图所示。红光和紫光在AC面上的入射角相同，设为i，折射角分别为r1和r2，它们射到屏上的位置离O点的距离分别为d1和d2。由折射定律得n1sin isin r1n2sin isin r2由几何关系得iAd1Ltan r1d2Ltan r2联立以上各式并利用题给条件得，红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2d1L。答案：见解析13(16分)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两鳞片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。解析：设光在鳞片中的折射角为，由折射定律得sin insin 在鳞片中传播的路程l1，传播速度v，传播时间t1解得t1同理，在空气中的传播时间t2则tt1t2。答案：见解析