2020高中物理 第4、5章 光的折射與全反射 光的干涉 衍射 偏振 3單元測(cè)試 魯科版選修3-4

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1、第4、5章光的折射與全反射光的干涉 衍射 偏振單元測(cè)試 1.下列說(shuō)法正確的是()A.用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象B.用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng)C.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象D.門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象答案：A2.光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播.下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是()A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C.內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生折射D.內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用

2、答案：A3.一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角射入，穿過(guò)玻璃磚自下表面射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在從0逐漸增大至90的過(guò)程中()A.t1始終大于t2B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2解析：如圖所示，nt，s聯(lián)立解得：t由題意可知，紅光、藍(lán)光的入射角相同，但折射角r紅r藍(lán)，sin 2r紅sin 2r藍(lán)，所以t1t2，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.答案：B4.如圖所示，P是一偏振片，P的透振方向(用帶有箭頭的實(shí)線表示)為豎直方向.下列四種入射光束中，哪幾種照射P時(shí)能在

3、P的另一側(cè)觀察到透射光()A.太陽(yáng)光B.沿豎直方向振動(dòng)的光C.沿水平方向振動(dòng)的光D.沿與豎直方向成45角振動(dòng)的光解析：光束照射在偏振片上，與透振方向相同或在透振方向上有振動(dòng)分量的光可以全部或部分透過(guò)，與透振方向垂直的光不能透過(guò).故選項(xiàng)A、B、D正確.答案：ABD5.在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖甲中虛線)與桌面垂直，過(guò)軸線的截面為等邊三角形，如圖甲所示.有一半徑為r的圓柱形的平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合.已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為()A.rB.1.5rC.2rD.2.5r解析：乙光從玻璃射向空氣的臨界角

4、arcsin arcsin ，而入射角i，將發(fā)生全反射，光路圖如圖乙所示.由幾何關(guān)系得OBrtan 60cot 30r2r.答案：C6.圖甲所示是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線()A.不能從圓弧NF1射出B.只能從圓弧NG1射出C.能從圓弧G1H1射出D.能從圓弧H1M射出解析：乙設(shè)全反射臨界角為C，有：sin CCarcsin ，由圖乙可知，沿GG1射入的光線，入射角恰為全反射的臨界角，GG1右側(cè)光線的入射角均大于C，光

5、線只能從圓弧NG1射出，只有選項(xiàng)B正確.答案：B7.如圖甲所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60.已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行.此玻璃的折射率為()A.B.1.5C.D.2解析：作出光路圖如圖乙所示.由圓的對(duì)稱性可以知道O1O2O3為等邊三角形.可以求出光線射入玻璃球時(shí)的折射角為30，由折射率的公式可以求出玻璃的折射率為 .答案：C8.一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離.在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是()A.紅光以30的入射角入射B.紅光以45的入射角入射C.紫光以

6、30的入射角入射D.紫光以45的入射角入射解析：因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；設(shè)入射角為i，折射角為r，對(duì)于n，當(dāng)n一定時(shí)，i越大，即sin i越大，則sin i與sin r的差值必越大，由正弦函數(shù)圖象知i與r的差值就更大，由側(cè)移距離x可知，i越大，則x越大，故選項(xiàng)D正確.答案：D9.在用插針?lè)ㄗ觥皽y(cè)定玻璃磚的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖甲、乙、丙所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以aa、bb為界面畫光路圖.則甲同學(xué)測(cè)得的折射率

7、與真實(shí)值相比(填“偏大”、“偏小”或“不變”)；乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比(填“偏大”、“偏小”或“不變”)；丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比.解析：甲同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖丁所示，真實(shí)值n，測(cè)量值n 丁 戊 己因rr，故nn，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏小.乙同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖戊所示，測(cè)量值n與真實(shí)值相等.丙同學(xué)的測(cè)量可能出現(xiàn)三種可能，光路圖如圖己所示.當(dāng)出射點(diǎn)為c時(shí)，測(cè)量值與真實(shí)值相同；當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)左側(cè)時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值；當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)右側(cè)時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值.故丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比可能偏大，可能偏小，也可能不變.答案：偏小不變可能偏大，可能偏小，也可能不變10.一

8、塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的(光線不能通過(guò)此表面).現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率.給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚(P1、P2、P3、P4)、帶有刻度的直角三角板、量角器.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線aa和bb，aa表示鍍銀的玻璃表面，bb表示另一表面，如圖甲所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置如圖所示).用P1、P2的連線表示入射光線.(1)為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置.(2)然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入

9、射角1與折射角2.簡(jiǎn)要寫出作圖步驟.(3)寫出用1、2表示的折射率公式為n.答案：(1)在bb一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)bb折射、aa反射，再經(jīng)bb折射后)的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P2(或P1)的像和P3.P3、P4的位置如圖乙所示.(2)過(guò)P1、P2作直線與bb交于O；過(guò)P3、P4作直線與bb交于O；利用刻度尺找到OO的中點(diǎn)M；過(guò)O點(diǎn)作bb的垂線CD，過(guò)M點(diǎn)作bb的垂線與aa相交于N，如圖588乙所示，連接ON；P1OD1，CON2.(3)11.現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等

10、光學(xué)元件，要把它們放在圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng).甲(1)將白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離.在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意和.(3)將測(cè)量頭的分劃板的中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示.然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖丙中手輪上的示數(shù)為mm，求得相鄰亮紋的間距x為mm.(4)已知雙縫間距d2.0104 m，測(cè)得雙縫到屏的距離l0.700 m，由計(jì)算式，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為 nm.答案：(1)E、D、B(2)單縫與雙縫間的距離為5 cm10 cm使單縫與雙縫相互平行(3)13.8702.310(4)x6.6102