1、章末检测卷三(第十三章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分)1用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa和bb，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图1所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将()图1A偏大 B偏小C不变 D无法确定答案C解析可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同2一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45.如图所示四个光路图中正确的是()答案A解析设临界角为C，则sin C0.67，sin 450.707，入射角45大于临界角C，发生全反射3为了减少光学
2、元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，要使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，最小厚度为d，那么绿光在真空中的波长0为()A.B.C4dD4nd答案D解析设绿光在膜中的波长为，则由d，得4d，则绿光在真空中的波长为0n4nd.4如图2所示，甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样分析各图样的特点可以得出的正确结论是()图2A甲、乙是光的干涉图样B丙、丁是光的干涉图样C形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短D形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长短答案A5与通常观察到的月全食不同，小虎同学
3、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3所示)，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()图3A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答案C解析月全食时不可能有人用很大能量的红色激光照射月球，故A项错误；只有地球挡住了太阳光，才能形成月全食，不会是太阳光照射到地球，再反射到月球上，故B项错误；太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，符合物理原理，故C项正确；太阳光中的红光在月球表面不满足形成干涉的条件，故D项错误6如图4所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形
4、玻璃缸底有一发光小球，则()图4A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大答案D解析只要发光小球在缸底的光线能从侧面折射出光线，就可以从侧面看到发光小球，故A选项错误；发光小球由水中射向水面的光线，存在一个全反射临界角，当入射角大于全反射临界角时，不能从水面射出，故B选项错误；折射光不改变光的频率，故C选项错误；由n，得v，而n1，故cv，所以D选项正确7下列说法正确的是()A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B用光导纤维传送图象信息，这是光的衍射的应用C眯着眼睛看发光
5、的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰答案CD解析太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；用光导纤维传送图象信息是利用了光的全反射，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C对；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D对8如图5所示为一束光线穿过介质、时的光路，则()图5A介质的折射率最大B介质的折射率最大C介质的折射率最大D光在介质中传播速度最大答案CD解析根据折射情况，与相比，是光密介质；与相比，是光密介质，所以是
6、最疏的，光的传播速度最大；与相比中的折射角小，介质的折射率最大9如图6所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，则()图6A若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失B用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距Ca、b两束光相比较，在真空中的传播速度a光比b光大D在水中，b光波长比a光波长大答案AB解析由sin C，则a光的临界角较大，b光的临界角较小，故若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光的折射角先达到90，发生全反射，先消失，故A正确；根据折射角rarb，得频率fab，条纹间距x，
7、则a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，故B正确，D错误；真空中所有光的传播速度是相同的，故C错误10如图7所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的是()图7A出射光线一定与入射光线平行B随着角的增大(90)，光可能在a表面发生全反射C随着角的增大(90)，光可能在b表面发生全反射D无论如何改变角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射答案AD解析光线通过两面平行的玻璃板时，光的传播方向不变，只是发生了侧移，故选项A正确；光线在a表面是由光疏介质射入光密介质，故不会发生全反射当光线射到b表面时，入射角等于光在a表面时的折射角，由光路可逆知，
8、它在b表面的折射角等于在a表面的入射角，故在b表面也不会发生全反射，故B、C错误，D正确二、实验题(本大题共2小题，共13分)11(6分)在“用双缝干涉测量光的波长”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8，为_ mm.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第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x11.550 mm，双缝到屏的距离l0.70 m，已知双缝间距d0.20 mm.由计算式_，求得所测光的波长为_ m(保留两位有效数字)图8答案1.612(1.6111.6
9、13均算正确)6.610712(7分)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9所示图9(1)在图10中画出完整的光路图；图10(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11所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，对应其出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”)图11答案(1)见解析图(2)1.53(说明：0.05范围内都可)(3)A解析(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长，与玻璃砖两平行边分别相交，标出
10、传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中的传播线路光路图如图所示(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为1，折射角为2，则sin 10.798，sin 20.521所以该玻璃砖的折射率n1.53(3)由题图可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.三、计算题(本大题共4小题，共47分要有必要的文字说明或解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(11分)如图12所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率n.MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间
11、距为5 cm，CD为出射光线图12(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间；(2)求CD与MN所成的角.(需写出求解过程)答案见解析解析(1)连接BC，如图所示，设在B点光线的入射角、折射角分别标为1、2，由几何关系可得sin 1，得145由折射定律得在B点有：n解得sin 2，故230又有BC2Rcos 2，则t得：t109 s(2)由几何关系可知COP15又ECP145由几何关系可得30.14(11分)一个水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H.在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105，如图13所示求：图13(1)光
12、在该液体中的传播速度大小；(2)液体表面被光源照亮区域的面积答案(1)2.12108 m/s(2)H2解析(1)由题意知：入射角130，折射角245nv m/s2.12108 m/s(2)若发生全反射，入射角C应满足sin C即C45由题意知，液体表面被照亮区域为一个圆形区域区域半径RHtan CH区域面积SR2H2.15(12分)如图14所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传播速度为c.图14(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角i应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面
13、所需的最长时间答案(1)sin i(2)解析(1)入射角为i，设折射角为r，光线到达玻璃丝侧面的入射角为，全反射临界角为C，由折射定律得n由几何关系得r90即sin rcos 当C时发生全发射，光线能传播到另一端面，因sin C故cos cos C联立解得sin i(2)当折射光线发生全反射后，光线在介质中传播的速度v光线在介质中传播的距离为L由几何关系知cos rsin ，故L，最小等于临界角C时，光线在介质中传播的距离最长LmnL.所以最长时间t.16(13分)如图15所示，半圆形玻璃砖的半径为R，光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直，一单色光与竖直方向成30角射入玻璃砖的圆心O，在光屏上出
14、现了一个光斑，玻璃对该种单色光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c，求：图15(1)光屏上的光斑与O点之间的距离；(2)光进入玻璃砖后经过多少时间到达光屏；(3)使入射光线绕O点沿逆时针方向旋转，为使光屏上的光斑消失，至少要转过多少角度？答案(1)R(2)(3)15解析(1)作出光路如图所示，由折射定律有：n代入数据得：r45光斑与O点之间的距离sR(2)设光在玻璃砖中的速度为v，则v光在玻璃砖中的传播时间t1光从O点到达光屏的时间t2光进入玻璃砖后到达光屏的时间tt1t2R(3)当光在界面处发生全反射时光屏上的光斑消失，故sin C即入射角C45时光斑消失，入射光线至少要转过的角度为15.
