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2015年人教版高二物理选修3-4光练习题8份(含答案) 《光》章末测试 说明：本测试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，考试时间90分钟，满分100分． 第Ⅰ卷(选择题) 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分．每小题至少有一个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分) 1．(多选题)用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是( ) A．入射光的波长越长，干涉条纹间距越大 B．入射光的频率越大，干涉条纹间距越大 C．把入射光由绿光变为紫光，干涉条纹间距变小 D．把入射光由绿光变为红光，干涉条纹间距变小 解析 由Δx＝Ld?λ知，对于一确定的双缝干涉实验装置，单色光干涉条纹间距Δx跟波长λ成正比，由c＝λf 知，频率越大，波长越小，红光的波长最大，紫光的波长最小．故A、C选项正确． 答案 AC 2．(多选题)一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则( ) A．介质1的折射率最大 B．介质2是光密介质 C．光在介质2中的速度最大 D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射 解析 由题意可知n3>n1>n2，故A、B选项错误；光线由介质1到介质2，是由光密介质进入到光疏介质，逐渐增大入射角时有可能发生全反射，故D选项正确；由n＝cv可知C选项正确． 答案 CD 3．如图所示，一 个三棱镜的折射率n＝2，其截面为直角三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°.一条单色光线从空气垂直AB边入射，该光线的出射光线有几 条( ) A．2条 B．3条 C．4条 D．1条 解析 如图所示，光线的入射角为30°，折射光线①从棱镜出射．设折射角为α. ∵n＝sinαsin30°，sinα＝ 22 ∴α＝45°，反射光线在BC边上的入射角为60°，大于棱镜的临界角45°.所以光线在BC边上发生全反射，全反射的光线在AB边上的入射角为0°.出射光线②；同时要 在AB边上发生反射，反射光线沿光路反向进行．在BC边上发生反射，在AC边上以45°的折射角射出光线③，并同时发生反射；反射光线在AB边上的入射角为0°.出射光线④，并同时发生反射，此后光线又沿原光路进行．可见，射入棱镜的光线的出射光线有四条． 答案 C 4. 如图所示，只含有黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆
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柱后，被分成两束光OA和OB，沿如图所示方向射出，则( ) A．OA为黄光，OB为紫光 B．OA为紫光，OB为黄光 C．OA为黄光，OB为复色光 D．OA为紫光，OB为复色光 解析 因为n紫>n黄，故临界角C紫
A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短 解析 根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此B、C、D错，A对． 答案 A 8．用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( ) A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是最亮的 B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的 C．中央均为亮点的同心圆形条纹 D．中央均为暗点的同心圆形条纹 解析 用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实
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验，在光屏上会得到一些明、暗相间的圆环，这些圆环达到的范围远远超过了光的直线传播所照明的面积，且中心均为亮点，故C选项正确． 答案 C 9．如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝53，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线( ) A．不能从圆弧NF1射出 B．只能从圆弧NF1射出 C．能从圆弧G1H1射出 D．能从圆弧H1M射出 解析 由棱镜折射率n＝53可知，全反射的临界角C＝arcsin35＝37°，从G点入射的光达到G1点的入射角i＝C＝37°，发生全反射，所以B选项正确． 答案 B 10．(多选题)DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效获取信息．在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l＝a＋2b)，则( ) A．须满足sinθ＝nbb2＋d2 B．须满足sinθ＝bn b2＋d2 C．在θ和n不变时，须减小d D．在θ和d不变时，须减小n 解析 设折射角为α，则n＝sinθsinα＝sinθbb2＋d2，则sinθ＝nbb2＋d2，A正确，B错误；在θ和n不变时，减小d，则b会相应减小，l会减小，C正确；θ和d不变时，减小n，则折射角又会增大，l会增大，D错误． 答案 AC 第Ⅱ卷(非选择题) 二、实验题(本题包括2小题，共14分) 11．(6分)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量角表示出折射率n＝
________________. 解析 当恰好看不见P1、P2的像时，刚好发生全反射现象，此时玻璃砖直径转过的角度θ为临界角，折射率n＝1sinθ. 答案 玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ 1sinθ 1 2．(8分)用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20 mm，
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双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则游标尺上的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则游标卡尺上的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波 长是________ mm.
解析 由游标卡尺读数规则读出x1＝0.3 mm， x2＝9.6 mm.Δx＝x2－x1n－1＝9.34 mm. λ＝Δx?dl＝9.3×0.24×750 mm＝6.2×10－4 mm. 答案 0.3 9.6 6.2×10－4 三、计算题(本题包括3小题，共36分，计算题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)频率为6×1014 Hz的激光从S1和S2投射到屏上 ，若屏上的点P到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，那么点P处是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2的路程相等的点，则PO间有几条暗条 纹、几条亮条纹？(不含O、 P两点处) 解析 单色光的波长λ＝cf＝3×1086×1014 m＝5×10－7 m， 路程差为3×10－6 m，Δrλ2＝3×10－652×10－7＝12， 即路程差是半波长的偶数倍，P点出现亮条纹，而O点处为中央亮条纹， 所以，在PO间有5条亮条纹，6条暗条纹． 答案 亮条纹 6条暗条纹，5条亮条纹 14. (12分)如图所示，ABC是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC面时，光在AB面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，求液体的折射率及光在该液体中传播速度为多大？ 解析 设液体的折射率为n，光在里面传播的速度为v，发生全发射的临界角为C， 则由题意知：C＝60° 所以n＝1sinC＝1sin60°＝233 又因为n＝cv，所以v＝cn＝32c. 答案 233 32c 15. (14分)如图所示，半圆形玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角θ1＝30°射入玻璃砖的圆心O，在屏幕MN上出现了两个光斑．求这两个光斑之间的距离L. 解析 做出光路图如图所示： 由折射定律知1n＝sinθ1sinθ2， 所以sin θ2＝nsin θ1＝32， θ2＝60°. 由图知L1＝Rtan 60°，L2＝Rtan 30°
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所以L＝L1＋L2＝R(tan 60°＋tan 30°)≈0.23 m. 答案 0.23 m
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