人教版高中物理选修3-4第十三章《光》单元检测题含答案解析

绝密★启用前2019人教版高中物理选修3-4第十三章《光》单元检测题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.三角形AOB为直角三棱镜的横截面，棱镜的折射率n＝，∠A＝60°，∠O＝90°.空气中一束平行于斜边AB的平行光从0B边射入，棱镜内部只考虑一次反射，下列说法错误的是()A．从OB进入棱镜的光若从AB边射出，则一定会垂直于ABB．从OB进入棱镜的光若从OA边射出，则一定会垂直于OAC．光进入三棱镜后传播速度变大，波长变长D．OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射出2.在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3.在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，下列说法正确的是()A．在真空中P光的传播速度更大B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度C．P光的折射率大于Q光D．P光发生全反射的临界角大于Q光发生全反射的临界角4.有一块材料均匀、厚度一定的透明玻璃平板，一束单色光由空气中照射到玻璃板上，第一次沿垂直于板面方向入射，第二次沿与板面成某一倾角方向入射，则()A．第一次入射时光的方向未发生偏折，说明此时光在玻璃中的传播速度与在空气中相同B．一、二两次光在玻璃中传播时经历的时间相同C．一、二两次光在玻璃中传播的速度不同D．一、二两次光在玻璃中传播的速度相同5.用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行的直线．若劈尖的上表面向上平移一小段距离，如图所示，则干涉条纹宽度将()A．变宽B．变窄C．不变D．无法确定6.关于光的折射现象，下列说法正确的是()A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．折射定律是托勒密发现的C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从真空射入液体中，它的传播速度一定增大7.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1＞θ2.用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()A．n1n2，v1v2B．n1n2，v1v2C．n1n2，v1v2D．n1n2，v1v28.在双缝干涉实验中，下列说法正确的是()A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定9.对光的衍射现象的定性分析，不正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论10.光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（）A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同11.从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡板P上，板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2，如图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则()A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点12.关于下列光学现象，说法正确的是()A．光从空气射入玻璃时，可能发生全反射B．在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度C．晚上，在池水中同一深度、可视为点光源的红灯和黄灯，红灯照亮的水面面积大于黄灯照亮的水面面积D．阳光下肥皂呈现出五颜六色，这是光的衍射现象13.某研究性学习小组在探究光的折射过程中，研究折射角与入射角之间的关系，当光由空气斜射入玻璃中时，测得实验数据如表：由此实验数据可以初步得到的结论是()A．在误差允许范围内，入射角与折射角之比总是定值B．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值C．在误差允许范围内，入射角与折射角之差总是定值D．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之差总是定值14.下列4副图中，有1副与其余3副反映的光学原理不同，这副图是()A．B．C．D．15.下列说法中正确的是（）A．地震时释放的巨大能量引发海啸，能将震源附近的海水推到几千千米远的地方B．载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动C．无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理D．立体放映机双镜头中的一个镜头发生故障时，观众戴着偏振光眼镜也能体验立体效果．16.关于光现象，下列说法正确的是()A．自然光是偏振光B．在平静的湖面上出现树的倒影是光的全反射现象C．水面上的油膜在阳光的照射下出现彩色的花纹是光的衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽17.在水中的潜水员斜看岸边的物体时，看到的物体()A．比物体所处的实际位置高B．比物体所处的实际位置低C．跟物体所处的实际位置一样高D．以上三种情况都有可能18.一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点，以入射角θ＝60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是()A．B．C．D．219.如图所示，把两偏振片ab叠放在一起，隔着偏振片观察白炽灯发出的自然光．将离光源近的偏振片a固定，缓慢转动偏振片b，直到看到透射光最强．然后，在这一位置将b转过90°，这时透射光最弱，几乎为零．如果在ab间再随意插一片偏振片c，则（）A．透射光为零B．可能有部分光透过C．透射光变为最强D．以上情况都有可能发生20.点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是()A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)21.在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图所示．(1)在图1中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)22.如图所示，为一圆柱中空玻璃管，管内径为R1，外径为R2，R2＝2R1.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i应满足什么条件？23.如图，一束单色光射入一半径为0.1m玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．求：(1)此玻璃的折射率；(2)光在玻璃球内的传播时间．24.如图所示，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状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，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．答案解析1.【答案】C【解析】设光线在OB面上的入射角为i，折射角为r.折射光线射到OA面上的入射角为α，射到AB面上的入射角为β.棱镜的临界角为C.根据折射定律n＝，解得r＝30°由sinC＝得sinC＝，得C＜60°由几何知识可得，α＝β＝60°所以折射光线射到OA面和AB面都发生了全反射，由几何知识可知，OA面的反射光线垂直于AB射出棱镜．AB面的反射光线垂直于OA面射出棱镜，且OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射出．故A、B、D正确．C.光进入三棱镜后传播速度变小，频率不变，由v＝λf，知波长变短．故C错误．本题选错误的，故选C.2.【答案】B【解析】用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；λ变小，Δx变小，C错；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D错．3.【答案】D【解析】在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，知P光发生全反射的临界角大，根据sinC＝，知P光的折射率小，则P光的频率小，在真空中它们的传播速度相等，故A错误；根据v＝知，P光的折射率小，则P光在水中的传播速度大．故BC错误．由上分析可知．故D正确．4.【答案】D【解析】光在同种介质中传播速度相同，故A，C错，D对；两次光在玻璃中通过的路程不同，则时间不同，故B错。5.【答案】C【解析】要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的．具体为：当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，当劈尖的上表面向上平移一小段距离，亮条纹将向劈尖前一级亮条纹移动，但亮暗条纹间距不变，故C正确，A、B、D错误．6.【答案】C【解析】光发生反射时，光的传播方向也发生改变，故A错；折射定律是荷兰数学家斯涅耳总结得出的，故B错；由于折射现象，人观察盛水容器的底部，发现水变浅了，C正确；若光从真空射入液体中，它的传播速度一定减小，故D错误．答案为C.7.【答案】B【解析】由临界角定义sinC＝可知，临界角小，折射率大，因为θ1＞θ2，所以n1＜n2，故C、D错误；由n＝知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，故选项A错误，B正确．8.【答案】C【解析】在干涉中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A错，入射光波长越大，条纹间距越大，B错。C正确，D错误。9.【答案】D【解析】根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误．10.【答案】D【解析】A，光波是一种横波．故A错误；B，当光从光密介质进入光疏介质，可以只有反射光，没有折射光．故B错误；C，当入射光的入射角为0度时，折射角也为0度，传播方向不变．故C错误；D、光发生折射的原因是在不同的介质中传播的速度不同．故D正确．11.【答案】C【解析】白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹，由题意知＝，即光程差等于零，在O点振动加强，形成亮点．所以A、B、D错误，C正确．12.【答案】C【解析】光只有从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射，而空气为光疏介质，玻璃为光密介质，故光从空气射入玻璃时，不会发生全发射，故A错误；红光的折射率小，根据v＝可知红光在水中的传播速度比蓝光的大．故B错误；光源在水中的视深为h视＝，因为红光的折射率最小，则红灯看起来较深．根据sinC＝知，红光的折射率最小，则红光发生全反射的临界角最大，在红光照在水面上产生的圆的半径最大，则被照亮的水面面积较大．故C正确；阳光下的五颜六色的肥皂泡，这是光的干涉现象，不是衍射现象，故D错误．13.【答案】B【解析】由表中数据可得，在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值．故B对．14.【答案】D【解析】增透膜是利用光的干涉原理；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象；C选项为双缝干涉；D选项为单缝衍射，故D正确．15.【答案】B【解析】A，地震时释放的巨大能量引发海啸，能量以海水振动的形式传播，水上下振动不向前移动，A错误；B，载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动，减少