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2019-2020年高中物理第十三章光检测新人教版选修
一、选择题本大题共7个小题,每小题6分,共42分在四个选项中,至少有一个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选不全的得3分,有错选或不选的得0分1.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
0.05mm的窄缝,进行光的衍射实验,如图1所示,则他在光屏上看到的条纹是 图1图2解析单缝衍射条纹中间宽,两侧越来越窄,又由于单缝是水平的,衍射条纹也是水平的,故B对答案B2.激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中的速度,下列说法中正确的是 A.该光在真空中的波长为nλB.该光在真空中的波长为λ/nC.该光的频率为c/λD.该光的频率为c/nλ解析注意光从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化,对激光也是一样,由于速度变化的原因,波长会相应变化,对同一频率的光它在真空中的波长应大于在介质中的波长答案AD3.下列关于光的现象的说法中正确的是 A.用白光做双缝干涉实验时,紫光的亮条纹偏离中央的距离最大B.白光单缝衍射时,偏离中央亮条纹远的是红光C.白光经三棱镜折射发生色散,红光偏向角最大D.涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色,说明增透膜增强了对淡紫色的透射解析白光中紫光的波长最短,根据双缝干涉实验知,明暗条纹间距Δx与波长λ成正比,由此可知紫光的亮条纹间距最小,因而其亮条纹偏离中央亮条纹的距离最小红光波长最长,其偏离中央亮条纹最远白光经三棱镜色散,因为紫光折射率最大,所以紫光的偏向角最大涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色,是因为薄膜干涉使白光中的绿光透射多,而红光和紫光反射较多故选项B正确答案B4.xx·重庆高考在一次讨论中,老师问道“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下
①c光的频率最大
②a光的传播速度最小
③b光的折射率最大
④a光的波长比b光的短根据老师的假定,以上回答正确的是 A.
①② B.
①③C.
②④D.
③④解析折射率越大,在水中的像看起来就越浅,b在水下的像最深,说明b光的折射率最小;c照亮水面的面积比a的大,说明c光的临界角大于a光的临界角,则c光的折射率小于a光的折射率,这样就能判断出三种光的折射率大小关系是na>nc>nb,由此可知,a光的频率最高,波长最短,b光的频率最低,波长最长,故选项C正确答案C5.双缝干涉实验装置如图3所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹屏上O点到两缝的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹已知红光、绿光和蓝光三种色光比较,红光的波长最长,蓝光的波长最短,那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况,下列叙述正确的是 图3A.O点是红光的亮条纹B.红光的第一条亮条纹在P点的上方C.O点不是蓝光的亮条纹D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方解析因O点到S
1、S2的距离相等,Δr=0,故各种色光在O点均为亮条纹,A正确,C错误;蓝光的波长最短,第一条亮条纹离O点最近,应在P点下方,而红光的波长最长,第一次亮条纹离O点最远,应在P点上方,故B正确,D错误答案AB6.xx·天津高考改编半圆形玻璃砖横截面如图4,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光的传播速度较大图4B.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解析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光传播速度较大,A对,C对;以相同入射角从空气斜射入水中,b光折射率大,b光折射角小,B错;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对答案ACD7.xx·大纲版全国卷雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的,图5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 图5A.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、蓝光和紫光解析第一次折射时,把水滴看做三棱镜,向下偏折程度最大的光线一定是紫光,偏折程度最小的是红光,故第二次折射后,从题图上可看出紫光是a,红光是d,所以正确答案是B答案B
二、非选择题本大题共5小题,共58分解答题应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
8.8分如图6所示,半球形玻璃砖的平面部分水平,底部中点有一小电珠,利用游标卡尺或直尺测量出有关数据后,可计算玻璃的折射率试完成以下实验步骤图61若S发光,则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑用游标卡尺测出________和________写出对应字母和其表示的意义2写出玻璃折射率的表达式____________用上述测量的物理量的字母表示解析1圆形亮斑的直径d1;半圆形玻璃砖的直径d22由几何关系,得tanC==由全反射知识,得sinC=,解得n=答案1圆形亮斑的直径d1半圆形玻璃砖的直径d22n=9.10分如图7所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中心垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出1求该玻璃棒的折射率2若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时________填“能”“不能”或“无法确定能否”发生全反射图7解析1如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射,由全反射的条件得C=45°
①由折射定律得n=
②联立
①②式得n=2当入射光向N端平移时,入射角变大,即入射角大于临界角,能发生全反射答案1 2能10.12分xx·福建高考在“用双缝干涉测光的波长”实验中实验装置如图8所示图81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.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=2测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图9所示,其示数为________mm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,故选项A错误;根据实验操作可知选项B、C正确图92读数为
1.5mm+
47.0×
0.01mm=
1.970mm答案1A
21.97011.14分如图10所示,玻璃球的半径为R,折射率为,今有一束平行光沿直径AB方向照射在玻璃球上,则离AB距离为________的入射光线最终射出后沿原方向返回图10解析由光路图知θ1=2θ2,=n由于n=,sinθ1=sin2θ2=2sinθ2cosθ2解得cosθ2=,即θ2=30°,θ1=60°由于d=Rsinθ1,所以d=R答案R12.14分xx·新课标全国卷一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体,已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值解析如图所示,考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsinθ=sinα
①式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ,α是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点,由题意,在A点刚好发生全反射,故αA=
②设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有sinθA=
③式中a为玻璃立方体的边长由
①②③式得RA=
④由题给数据得RA=
⑤由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆,所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的表面积S之比为=
⑥由
⑤⑥式得=
⑦答案。