（課改地區(qū)專用）高考物理總復(fù)習(xí) 專題一 光及其應(yīng)用章末檢測(cè) 新人教版-新人教版高三物理試題

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1、專題一 光及其應(yīng)用 章末檢測(cè) (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分，其中1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～10題為多項(xiàng)選擇題。) 1.關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，正確的說法是(　　) A.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快 B.光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射 C.在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實(shí)際深度比看到的要深 D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距較窄 解析　光在介質(zhì)中的傳播速度v＝，其中n是折射率，由于藍(lán)光折射率大于紅光折射率，所以藍(lán)光傳播速度比紅光慢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時(shí)，才可能發(fā)生全反射

2、，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；視深h和實(shí)際深度H關(guān)系為h＝，所以魚的實(shí)際深度比看到的要深，選項(xiàng)C正確；條紋間距Δx＝λ，由于紅光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，所以紅光得到的條紋間距較寬，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　C 2.與通常觀察到的月全食不同，小虎同學(xué)在一天晚上觀看月全食時(shí)，看到整個(gè)月亮是暗紅的。小虎畫了月全食的示意圖，并提出了如下猜想，其中最為合理的是(　　) 圖1 A.地球上有人用紅色激光照射月球 B.太陽照射到地球的紅光反射到月球 C.太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球 D.太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋 解析　月全食時(shí)不可能有人用很大能量的紅色激光照射月球，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；只有地球擋住了太陽光

3、，才能形成月全食，不會(huì)是太陽光照射到地球，再反射到月球上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球，符合物理原理，故C項(xiàng)正確；太陽光中的紅光在月球表面不滿足形成干涉的條件，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 3.如圖2所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，圖甲為用黃光照射時(shí)的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋；圖乙為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a′為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到屏的距離相等，以下說法正確的是(　　) 圖2 A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng) B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較長(zhǎng) C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較短 D.乙圖可能是用

4、紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較短 解析　由題圖知圖甲中條紋間距大，由Δx＝λ可知，在l和d相同的情況下，Δx大，則λ大；Δx小，則λ小，所以乙圖中所用單色光波長(zhǎng)較短，因藍(lán)光比黃光波長(zhǎng)短，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 4.如圖3所示，一束單色光沿半圓柱形玻璃磚的半徑垂直ab面入射，有光線從ab面射出。以O(shè)點(diǎn)為圓心，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過θ角時(shí)，恰好沒有光線從ab面射出，則該玻璃磚的折射率為(　　) 圖3 A. 　　　　 B. C. 　　　　 D. 解析　玻璃磚轉(zhuǎn)過θ角，法線也轉(zhuǎn)過θ角，則光線的入射角為θ，此時(shí)恰好發(fā)生全反射，因而臨界角C＝θ。所以n＝＝，選項(xiàng)B正確。 答案　B 5.如圖

5、4所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i′和入射角i相等時(shí)，出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為(　　) 圖4 A. B. C. D. 解析　由幾何關(guān)系可知入射角i＝，折射角β＝，所以該棱鏡的折射率n＝，A正確。 答案　A 6.如圖5所示，兩束激光a、b從水面下射向A點(diǎn)，光線經(jīng)折射后合成一束光，則正確的是(　　) 圖5 A.在水中激光a的波速比激光b的波速小 B.用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 C

6、.用同一單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光的衍射現(xiàn)象更加明顯 D.當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點(diǎn)，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是a光 解析　激光a在水中的折射率較小，所以激光a在水中的波速比激光b的波速大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，a光的衍射現(xiàn)象更加明顯，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點(diǎn)，入射角從0開始逐漸增大，最先消失的是b光，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 7.下列說法中正確的是(　　) A.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)能量與振幅無關(guān) B.全息照相

7、的拍攝利用了光的干涉原理 C.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān) D.醫(yī)學(xué)上用激光作“光刀”來進(jìn)行手術(shù)，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特點(diǎn) 解析　做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的振幅由振動(dòng)能量決定，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；全息照相利用了光的干涉原理，B項(xiàng)正確；根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，可知C項(xiàng)正確；因?yàn)榧す饩哂辛炼雀?、能量大的特點(diǎn)，醫(yī)學(xué)上用其作“光刀”來進(jìn)行手術(shù)，所以D項(xiàng)正確。 答案　BCD 8.如圖6是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則(　　) 圖6 A.在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大 B.在同種均勻介質(zhì)中，

8、a光的傳播速度比b光的小 C.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大 D.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角小 解析　由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光，由Δx＝λ可知，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，由n＝可知，在同種介質(zhì)中傳播時(shí)a光的傳播速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由sin C＝可知，從同種介質(zhì)中射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光的臨界角小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案　BD 9.如圖7為某復(fù)色光自水中射向空氣分成a、b兩光束的示意圖。下列說法中正確的是(　　) 圖7 A.在水中光速較大的為a光束 B.在水中光速較大

9、的為b光束 C.水對(duì)a光束的折射率較大 D.水對(duì)b光束的折射率較大 解析　光從水中射向空氣，由圖可知，a光在水中的折射率小，由n＝，故a光在水中傳播速度較大，故選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。 答案　AD 10.如圖8所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩單色光，則(　　) 圖8 A.玻璃磚對(duì)a光的折射率為 B.玻璃磚對(duì)a光的折射率為1.5 C.b光的頻率比a光大 D.b光在玻璃中的傳播速度比a光大 解析　由折射率的定義n＝可知a光的折射率為＝，由題圖可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的頻率比a光的頻率大，在玻璃中b光的傳播

10、速度比a光的小。 答案　AC 二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共10分) 11.(5分)如圖9所示，用某種透光物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像________，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3______________，P4______________。記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°。則該透光物質(zhì)的折射率n＝____________，并在圖中畫出正確完整的光路圖。

11、 圖9 解析　在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像以及P3。則知P1、P2在入射光線上，P3、P4在出射光線上，連接P1、P2作為入射光線，連接P3、P4作為出射光線，再作出折射光線，如圖。由幾何知識(shí)得到入射角i＝30°，又折射角r＝45°，則折射率n＝＝；畫出光路圖如圖。 答案　被P2的像擋住　擋住P1、P2的像　擋住P1、P2的像以及P3　　光路圖見解析 12.(5分)“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖10甲所示。測(cè)量頭由分劃

12、板、目鏡、手輪等構(gòu)成。 圖10 (1)如圖乙所示，移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線向右移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x2如圖丙所示，則讀數(shù)x2＝________mm。 (2)已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d。計(jì)算波長(zhǎng)的公式λ＝________。(用題目中給出的字母表示) (3)對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋間的距離，可采取________或________的方法。 答案　(1)0.350　(2)　(3)減小雙縫間距離　增大雙縫到屏的距離 三、計(jì)算題(本大題

13、共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13.(10分)頻率為6×1014Hz的激光從S1和S2投射到屏上，若屏上的點(diǎn)P到S1與到S2的路程差為3×10－6 m，那么點(diǎn)P處是亮條紋還是暗條紋？設(shè)O為到S1和S2的路程相等的點(diǎn)，則PO間有幾條暗條紋、幾條亮條紋？(不含O、P兩點(diǎn)處) 解析　單色光的波長(zhǎng)λ＝＝ m＝5×10－7m， 路程差為Δr＝3×10－6m，＝＝12， 即路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋，而O點(diǎn)處為中央亮條紋，所以，在PO間有5條亮條紋，6條暗條紋。 答案　亮條紋　6條暗條紋，5條亮條紋 14.(10分)如圖11，一玻璃工件

14、的上半部是半徑為R的半球體，O點(diǎn)為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。 圖11 解析　如圖所示，根據(jù)光路的對(duì)稱性與光路的可逆性知， 與入射光線相對(duì)于OC軸對(duì)稱的出射光線一定與入射光線平行，故從半球面射入的折射光線，將從圓柱體中心C點(diǎn)反射。 設(shè)光線在半球面的入射角為i，折射角為r，由折射定律有：sin i＝nsin r； 由正弦定理有：＝ 由幾何關(guān)系，入射點(diǎn)的法線與OC的夾角為i。設(shè)入射光線與O

15、C的距離為L(zhǎng)，由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有：sin i＝； 由以上幾式解得：sin r＝，n＝≈1.43。 答案　1.43 15.(10分)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為高速傳輸圖象信息的載體，要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多少？ 解析　設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維前端的入射角為θ1，折射角為θ2，折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為θ3，如圖所示。由折射定律n＝ 由幾何關(guān)系θ2＋θ3＝90°，則sin θ2＝cos θ3 由全反射臨界角公式sin θ3＝，故cos

16、 θ3＝ 要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射， 應(yīng)有θ1＝90°，sin θ1＝1 故n＝＝＝＝ 解得n＝ 答案　 16.(10分)如圖12為用某種透明材料制成的一塊柱體形棱鏡的水平截面圖，F(xiàn)D為圓周，圓心為O。某單色光線a從AB面入射，入射角θ1＝60°，它射入棱鏡后射在BF面上的O點(diǎn)并恰好不從BF面射出。求： 圖12 (1)該棱鏡對(duì)單色光線a的折射率n。 (2)改用波長(zhǎng)λ更長(zhǎng)的單色光線b從AB面入射，入射角同樣為θ1＝60°時(shí)，判斷單色光線b能從BF面射出嗎？說出理由。 解析　由題意畫出光路圖如圖所示。 (1)設(shè)光線在AB面的折射角為θ2，折射光線與OD的夾角為C，則n＝ 光線在BF面恰好發(fā)生全反射，則sin C＝ 由圖可知：θ2＋C＝90°，聯(lián)立解得n≈1.3 (2)改用波長(zhǎng)λ更長(zhǎng)的單色光線b，則棱鏡對(duì)單色光b的折射率n變小。由n＝判斷，θ1相同時(shí)θ2變大；由圖判斷BF面上的入射角變小，由sin C＝判斷C變大，因此單色光線b能從BF面射出。 答案　(1)1.3　(2)見解析