人教版高中物理选修3-4第十三章单元检测试题.docx
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桑水
高中物理学习材料
桑水制作
（选修3-4）第十三章单元检测试题
(考试时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括10个小题,每小题4分,共40分。多选题已在题号后标出)
1.光的偏振现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特性的是( D )
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 2.从两个相同的手电筒射出的光,当它们在某一区域叠加后,看不到干涉图样,这是因为( D )
A.手电筒射出的光不是单色光 B.干涉图样太细小看不清楚
C.周围环境的光太强 D.这两束光为非相干光
3.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是(ACD)
A.其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄
B.其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.其他条件不变,换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.其他条件不变,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
4.如图所示,一横截面为直角三角形的三棱镜,∠B=90°,∠C=30°。一束与AB面成θ=30°角的光线射向AB面,经过BC边发生一次反射,再从AC边射出,且出射光线的折射角为60°。则这种材料的折射率为( B
)
A. B. C. D.2
5.(多选)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 处迎着入射光方向,看不到光亮,则( BD )
A.图中a光为偏振光
B.图中b光为偏振光
C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮
D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮
6.如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出。则可知( B )
A.挡住BO光线,OC光线是红光
B.挡住BO光线,OC光线是紫光
C.AO光线较BO光线穿过玻璃柱体所需时间短
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由AO光线变为BO光线,则干涉亮条纹间距变小
7.如图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,则( A )
A.光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,且三束光一定相互平行 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 B.增大α且α≤90°,光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
C.在此玻璃中光束Ⅱ的折射率比光束Ⅲ的折射率小
D.减小α且α>0°,光束Ⅲ可能会从上表面消失
8.在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若激光束不是垂直投射到盘
面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向,如图所示。下列说法中正确的是( C )
A.图中光束①是红光,光束②是蓝光
B.在光盘的透明介质层中,光束①比光束②传播速度更快
C.若光束①②先后通过同一单缝衍射装置,光束①的中央亮纹比光束②的窄
D.若光束①②先后通过同一双缝干涉装置,光束①的条纹宽度比光束②的宽
9.如图所示的4种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分代表亮纹),那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是( B ) —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水
A.红、黄、蓝、紫 B.红、紫、蓝、黄
C.蓝、紫、红、黄 D.蓝、黄、红、紫
10.如图所示,a、b为两束不同频率的单色光,以45°的入射角射到玻璃砖的上表面,直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点,入射点A、B到N点的距离相等,经玻璃砖上表面折射后,两束光相交于图
中的P点,则下列说法正确的是( D )
A.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C.同时增大入射角(入射角始终小于90°),则a光在下表面先发生全反射
D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
二、实验题(本题包括2个小题,共16分)
11.(8分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上螺旋测微器的读数如图,为
mm。然后同方向转动测量头,使分划板中—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 心刻线与第6条亮纹中心对齐,由手轮上的螺旋测微器再读出一读数。若实验测得第1条亮纹与第6条亮纹中心间的距离Δx=11.550mm,双缝到屏的距离l=0.70m,已知双缝间距d=0.20mm。由计算式λ=
,求得所测光的波长为 m(保留两位有效数字)。
答案:1.613 dx5l 6.6×10-7（4分）
12.(8分)如图为玻璃厚度检测仪的原理简图,其原理是:固定一束激光AO以不变的入射角i照到MN表面,折射后从PQ表面射出,折射光线最后照到光电管C上,光电管将光信息转变为电信号,依据激光束在C上移动的距离,可以确定玻璃厚度的变化。设i=45°,玻璃对该光的折射率为,C上的光斑向左移动了Δs,则可确定玻璃的厚度比原来变 (选填“厚”或“薄”),改变了 。
答案:厚 Δs
三、计算题(本大题包括4小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=,直径AB与屏幕垂直并接触于A点,激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。求—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 两个光斑之间的距离L。
答案:23.1cm
14.(12分)如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?
(1)已知A光在折射率为1.5的介质中波长为4×10-7m;
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°;
(3)若让A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象。
【解析】(1)设A光在空气中波长为λ1,在介质中波长为λ2,由n==,得
λ1=nλ2=1.5×4×10-7m=6×10-7m (2分)
根据路程差Δr=2.1×10-6m,
所以N1===3.5 (2分)
由此可知,从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3.5倍,所以P点为—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 暗条纹。 (1分)
(2)根据临界角与折射率的关系
sinC=得n== (2分)
由此可知,B光在空气中波长λ3为
λ3=nλ介=×3.15×10-7m=5.25×10-7m(2分)
路程差Δr和波长λ3的关系为
N2===4 (1分)
可见,用B光作光源,P点为亮条纹。
(3)若让A光和B光分别照射S1和S2,这时既不能发生干涉,也不发生衍射,此时在光屏上只能观察到亮光。 (2分)
答案:(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析
15.(10分)如图所示,ABCD为一直角梯形棱镜的截面,∠C=60°,P为垂直于直线BC的光屏,现用一宽度等于AB边的单色平行光束垂直射向AB面,经棱镜折射后在屏P上形成宽度等于的一条光带,求棱镜的折射率。
【解析】光路图如图所示,根据题意有 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 (2分)
θ1=θ2=30°,=
则= (2分)
根据几何关系有
=tan 30°=tan 30°= (2分)
在△DEF中,tanθ3==,解得θ3=30° (2分)
由折射定律可得n=,解得n= (2分)
答案:
16.(12分)(2014·山东高考)如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射。已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为。求:
(1)入射角i;
(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:sin75°=或tan15°=2-)。 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————
桑水 【解析】(1)根据全反射规律可知,光线在AB边上某点P的入射角等于临界角C,由折射定律得sinC= ①(1分)
代入数据得C=45° ②(1分)
设光线在BC边上的折射角为r,由几何关系得
r=30° ③(1分)
由折射定律得n= ④(1分)
联立③④式,代入数据得
i=45° ⑤(2分)
(2)在△OPB中,根据正弦定律得
= ⑥(2分)
设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得
OP=vt ⑦(1分)
v= ⑧(1分)
联立⑥⑦⑧式,代入数据得t=L (2分)
答案:(1)45° (2)L
