人教版高中物理选修3-4第13章单元测试题带答案

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综合检测(三)第十三章光(分值:100分时间:60分钟)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共计42分.在每小题所给的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,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.(2013·南通高二检测)在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了()A.光的折射B.光的衍射C.光的干涉D.光的全反射【解析】光在光导纤维中的传输利用了内芯和外套之间的全反射.【答案】D2.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【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】B3.(2012·北京高考)一束单色光由空气射入玻璃,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】单色光由空气射入玻璃时,根据v=cn知,光的速度v变慢,光从一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,根据v=λν知光从空气射入玻璃时,波长变短,故选项A正确,选项B、C、D错误.【答案】A4.(2012·江苏单科)如图2所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,则A、B两点光的强度变化情况是()图2A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变【解析】白炽灯光包含各方向的光,且各个方向的光强度相等,所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同,故A点光的强度不变;白炽灯光经偏振片P后为偏振光,当Q旋转时,只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q,因此B点的光强有变化,选项C正确.【答案】C5.据新华网报道,2010年1月11日中国进行了一次陆基中段反导拦截技术实验,取得了预期的效果.可以预见,如果太空中出现了报废的通讯卫星,我们可以用激光器击毁位于地平线上方的卫星,则应将激光器()A.瞄高些B.瞄低些C.沿视线直接瞄准D.若激光束是红色,而卫星是蓝色的,则应瞄高些【解析】卫星反射太阳的光射向地球,通过地球大气层要发生折射,而激光器发出的光通过大气层射向卫星也要发生折射,根据光路可逆原理,两者的光路相同,因此A、B错误,C正确;D选项中卫星是蓝色的,反射光也是蓝色的,比红色激光束的折射率大,由折射定律知,应瞄低些才能射中.【答案】C图36.两束细平行光a和b相距d,从空气中相互平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面,如图3所示.若玻璃对a的折射率大于对b的折射率,当它们从玻璃砖的下表面射出后,有()A.两束光仍平行,间距等于dB.两束光仍平行,间距大于dC.两束光仍平行,间距小于dD.两束光不再相互平行【解析】如图所示,光线经两表面平行的玻璃砖后方向不变,出射光线是平行的,根据折射定律得na=sinisinra,nb=sinisinrb,由题意知,nanb,则rarb,故d′d,选项C正确.【答案】C7.(2013·浙江高考)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.小虎画了月全食的示意图如图4所示,并提出了如下猜想,其中最为合理的是()图4A.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】A选项中地月之间距离较大,激光能量不足以照亮整个月球;B选项中太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧;D选项中不满足光的干涉条件.【答案】C二、非选择题(本大题共5小题,共58分,计算题必须写出必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)8.(8分)(2012·重庆高考)如图5甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如题乙所示.计算折射率时,用________(填“d”或“e”)点得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小.甲乙图5【解析】实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触,以防止损坏其光学面.如图所示,连接cd、ce并延长分别交玻璃砖于O1、O2点,并连接OO1、OO2,入射角i相同,折射角∠O′OO2<∠O′OO1,由n=sinisinr得,折射角越大的,求得的折射率越小.由图可得,ce与ab近似平行,故用e点得到的误差小.【答案】光学de9.(10分)(2012·福建高考)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图6所示):图6(1)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=an-1(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图7所示,其示数为________mm.图7【解析】(1)放上单缝和双缝后,由于发生干涉现象没法调节光源的高度,故A项错误.(2)按读数规则,读出示数为:1.5mm+47.0×0.01mm=1.970mm.【答案】(1)A(2)1.970mm10.(12分)为了研究一海龟的生活习性,在其背部安装了强点光源,已知海水的折射率为53,水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6m,据此求出海龟离水面的深度.【解析】由折射定律,设全反射的临界角为C,sinC=1/n①由几何关系知tanC=r/h②联立解得h=8m.【答案】8m11.(12分)(2013·江苏高考)图8为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC.光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)图8【解析】光线在棱镜中的光路图如图所示,根据反射定律和题设条件,得4α=90°所以入射角α=22.5°根据全反射规律,sinA=1n故sin22.5°≥1n所以n≥1sin22.5°,即折射率的最小值为1sin22.5°.【答案】1sin22.5°12.(16分)(2012·海南高考)一玻璃三棱镜,其横截面为等腰三角形,顶角θ为锐角,折射率为2.现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜.不考虑棱镜内部的反射.若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图9),且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出,则顶角θ可在什么范围内取值?图9【解析】设入射光线经玻璃折射时,入射角为i,折射角为r,射至棱镜右侧面的入射角为α.根据折射定律有sini=nsinr①由几何关系得θ=a+r②当i=0时,由①式知r=0,α有最大值αm(如图),由②式得θ=αm③同时αm应小于玻璃对空气的全反射临界角,即sinαm<1n④由①②③④式和题给条件可得,棱镜顶角θ的取值范围为0<θ<45°.【答案】0<θ<45°(结果写θ<45°或0<θ≤45°同样给分)

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