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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章 光,全章综合检测,一、单项选择题,(,每小题,3,分,共,24,分,),1,.,下列说法正确的是,(,),A,.,检验工件平整度的操作中,如图,1,所示,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹,(,阴影部分为亮条纹,),可推断,:,P,为凸处,Q,为凹处,B,.,图,2,为光线通过大圆板得到的衍射图样,C,.,图,3,的原理和光导纤维传送光信号的原理一样,D,.,图,4,的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样,答案,1.C,薄膜干涉是等厚干涉,即同一明条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,P,处的空气膜厚度与亮条纹右边的空气膜厚度相同,知,P,处凹陷,而,Q,处的空气膜厚度与亮条纹左边的空气膜厚度相同,知,Q,处凸起,故,A,说法错误,;,图,2,为光线通过小圆板得到的衍射图样,若用光照射很小的不透明圆板,后面会出现一亮点,故,B,说法错误,;,沙漠蜃景是光的全反射现象,而光导纤维也是利用了光的全反射,它们的原理相同,故,C,说法正确,;,立体电影是利用光的偏振,镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉,它们的原理不相同,故,D,说法错误。,2,.,2022,江苏省溧水高级中学月考,如图所示,一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的,A,点,现向薄玻璃杯内注入清水,人眼从,B,点附近沿,BA,方向正对薄玻璃杯的侧壁,可能观察到的现象是,(,),答案,2.D,如图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图,A,处为筷子,APB,表示由浸入水中的筷子发出的穿过玻璃杯壁的,P,点射向观察者,B,处的一条光线。,OP,为过,P,点沿半径方向的直线,即水和空气的分界面的法线,上述光线从水中射入空气中,折射角大于入射角,所以观察者在,B,处看到的水中的筷子,A,的像,A,的位置不是在,A,的实际位置,而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些,据此可知,ABC,错误,D,正确。,3,.,一束复色可见光入射到置于空气中的足够大的、厚度均匀的平板玻璃上,穿过玻璃后从下表面射出,变为,a,、,b,两束平行单色光,如图所示。对于两束单色光,下列说法正确的是,(,),A,.b,光在该玻璃中的折射率比,a,光在该玻璃中的折射率大,B,.a,光在真空中的波长大于,b,光在真空中的波长,C,.,用同样装置做光的双缝干涉实验,a,光对应的相邻亮条纹间距比,b,光对应的相邻亮条纹间距大,D,.,单色光,a,从该玻璃到空气的全反射临界角小于单色光,b,从该玻璃到空气的全反射临界角,答案,3.D,相同入射角,a,光的折射角小于,b,光的折射角,则,a,光在该玻璃中的折射率比,b,光在该玻璃中的折射率大,选项,A,错误,;,可知,a,光的频率大于,b,光的频率,则,a,光在真空中的波长小于,b,光在真空中的波长,选项,B,错误,;,由光的双缝干涉相邻亮条纹间距公式,x,=,可知,a,光对应的相邻亮条纹间距比,b,光对应的相邻亮条纹间距小,选项,C,错误,;,根据,sin,C,=,可知单色光,a,从该玻璃到空气的全反射临界角小于单色光,b,从该玻璃到空气的全反射临界角,故,D,正确。,4,.,2022,浙江省台州市期末考试,如图所示,两束相同的平行单色光,a,、,b,照射到一块矩形玻璃砖的上表面,发生折射后分别射到,PQ,和,NQ,界面上,玻璃砖对单色光的折射率为,n,(,n,1),则,(,),A.,若,n,2,时,折射光,d,一定会发生全反射,B.,若,n,2,时,折射光,c,可能会发生全反射,C.,若,n,时,折射光,d,一定会发生全反射,D.,若,n,2,时,发生全反射的临界角,sin,C,=,可得,C,30,假设单色光,b,的入射角为,i,折射角为,则有,sin,=,其中,i,2,可得,sin,即,2,时,折射光,d,一定会发生全反射,故,A,正确,;,n,时,sin,=,由几何关系可知,光线,d,在,NQ,的入射角正弦值为,cos,=,其中,0,i,90, 1,n,=,或,(2,分,),(3)15,.,02(2,分,),(4),(2,分,),解析,(1),x,越小,目镜中观察到的条纹数越多,由,x,=,可知应将屏向靠近双缝的方向移动或使用间距更大的双缝,故选,B,。,(2),红光的波长大于绿光的波长,由,x,=,可知红光的干涉条纹间距,x,1,大于绿光的干涉条纹间距,x,2,。,(3),由图戊可知游标尺主尺的读数为,1,.,5 cm,游标尺的读数为,1,mm=0,.,02 mm,所以读数为,x,2,=1,.,5 cm+0,.,02 mm,=,15,.,02,mm,。,(4),由,x,=,可得,=,。,14,.,(8,分,)2022,安徽省阜阳市期末考试,小华家装修,阳台窗户是双层平行玻璃,双层平行玻璃中间是氙气,合同规定两块玻璃的厚度相同记为,d,中间夹层气体的厚度为,h,小华想帮助父母看看双层玻璃是否是按合同要求安装的。设计如下,:,小华找到一个激光笔,让光从窗户一侧与玻璃成,45,角入射并记录入射点,A,同时记录,A,点在另一块玻璃外面的投影点,A,然后在窗户另一侧记录出射点的位置,B,。测量,AB,的距离。已知玻璃的折射率为,认为氙气的折射率为,1,。如果按合同要求,安装的窗户中的玻璃、气体、玻璃分别是,5 mm,、,12 mm,、,5 mm,则,AB,的长度,l,值应为多少,?,答案,14.,答案,(,+12)mm,解,:,光路如图所示,根据折射定律有,(1,分,),得,=30(1,分,),CE,=,d,tan 30=,d,(1,分,),因为氙气的折射率为,1,再次由折射定律得知,(1,分,),得,=45(1,分,),则有,FD,=,h,(1,分,),由于第二块玻璃中的偏移情况和第一块玻璃相同,则,l,=,AB,=,d,+,h,=(,+12)mm(2,分,),15,.,(12,分,)2022,江苏省金陵中学期中考试,如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面,O,为圆心,AB,为直径,半径为,R,其折射率为,。现有一束平行光以,i,=45,的入射角射向,AOB,平面,经折射后,有部分光能从圆弧面射出,不考虑光在圆弧面的二次反射。,(1),求光在玻璃砖内发生全反射的临界角,;,(2),求圆弧面有光射出的范围所对应的圆心角,;,(3),若在,AOB,平面贴一黑纸可以让光都不能从圆弧面射出,求黑纸沿,AOB,方向的最小宽度。,答案,15.,答案,(1)45,(2)90,(3),R,解,:,(1),设玻璃砖的临界角为,C,则,sin,C,=,(1,分,),解得,C,=45(2,分,),(2),在,AOB,表面,设光线进入玻璃砖的折射角为,r,则,=,n,(1,分,),解得,r,=30 (1,分,),要使光线在圆弧面射出,在圆弧处的入射角需小于临界角,C,由几何关系知平行光以,i,=45,入射角射向,AOB,平面时,O,点左侧有光射出的范围所对应的圆心角,1,=15,;,O,点右侧的,入射光,在圆弧上有光射出的范围所对应的圆心角,2,=75,故,1,+,2,= 90(2,分,),(3),设最小宽度为,NM,在,O,点左侧,由几何关系知,(1,分,),解得,ON,=,R,(1,分,),通过,O,点两侧恰好发生全反射的临界位置计算,正弦定理,答案,在,O,点右侧,有,(1,分,),解得,OM,=,R,(1,分,),故最小宽度,MN,=,R,(1,分,),16,.,(12,分,)2022,江苏苏州实验中学月考,某半径为,r,的类地行星表面有一单色点光源,P,其发出的各方向的光经过厚度为,(,-1),r,、折射率,n,=2,的均匀行星大气层射向太空。取包含,P,和行星中心,O,的某一截面,(,如图所示,),设此截面内,一卫星探测器在半径为,的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射。,(1),求从,P,点发出的光入射到大气外表面处时,发生全反射的临界角,;,(2),求大气外表面发光区域在截面上形成的弧长,;,(3),卫星探测器运行时,只能在轨道某些部分观测到,P,点发出的光,求这部分轨道的弧长,(cos 15=,),。,恰好发生全反射时也可认为折射角等于,90,答案,16.,答案,(1)30,(2),(3),解,:,(1),从,P,点发出的光入射到大气外表面时,发生全反射的临界角满足,sin,C,=,(1,分,),解得,C,=30(2,分,),(2),如图,1,所示,当,P,点发出的光线在大气外表面恰好发生全反射时,由正弦定理可得,(1,分,),解得,=135(1,分,),故大气外表面发光区域对应的圆心角为,=2(180-135-30)=30(1,分,),则发光区域在截面上形成的弧长为,l,=,2,r,=,(2,分,),答案,(,3),如图,2,所示,临界光线从,B,点射向卫星轨道上的,C,点,在,直角三角形,OBC,中,由几何关系可得,cos ,BOC,=,(1,分,),解得,BOC,=15(1,分,),即轨道上能观测到光的部分对应的圆心角为,60,对应的轨道弧长为,l,=,2,(2,分,),恰好发生全反射时也可认为折射角等于,90,
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