人教版高中物理选修第十三单元光单元测试（一）Word版含答案.docx

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ ‎2018-2019学年高二下学期第十三单元训练卷 物 理 （一）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、单选题 ‎1．竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成(　　)‎ A．黑白相间的水平干涉条纹 B．黑白相间的竖直干涉条纹 C．彩色水平干涉条纹 D．彩色竖直干涉条纹 ‎2．如所示为地球及其大气层，高空有侦察卫星A接收到地球表面P处发出的光信号，则A感知到的发光物应在(　　)‎ A．图中P点 B．图中P点靠M的一侧 C．图中P点靠N的一侧 D．以上位置都有可能 ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．光纤通信是利用光的折射原理来传递信息的 B．海市蜃楼产生的原因是由于海面上的上层空气折射率比下层空气折射率大 C．玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显偏亮，这是由于光的全反射 D．在水中斜向上看岸上的物体时，看到物体的像将比物体所处的实际位置低 ‎4．如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是(　　)‎ ‎ ‎ A．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收到的光强度就会越小，表示温度变化越大 C．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 ‎5．一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率，下列光路图正确的是(　　)‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎6．如图所示，点光源S发出白光，经三棱镜分光，人在侧面AC一侧沿折射后出射光线的反方向观察S，可看到(　　)‎ A．一个白光点 B．光点上部是红色，下部是紫色 C．光点上部是紫色，下部是红色 D．看不到S的像 ‎7．在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的(　　)‎ A．很小的不透明圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板 C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板 ‎8．如图所示为等腰棱镜，真空中a、b两束单色光与棱镜轴线OO′等距，两束光折射后相交于图中的P点．以下判断正确的是(　　)‎ A．在真空中的光速va＞vb B．该棱镜对光的折射率na＞nb C．通过棱镜的时间ta＞tb D．a、b两束光从同一介质射入真空过程中，发生全反射的临界角θa＞θb ‎9．圆形玻璃砖的横截面如图所示， O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率n=‎‎3‎，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角‎30‎‎0‎，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距离为(　　)‎ A．‎20‎‎3‎‎3‎cm B．‎5‎‎3‎cm C．‎40‎‎3‎‎3‎cm D．‎20‎‎3‎cm ‎10．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是(　　)‎ A．O1点在O点的右侧 B．绿光从水中射入空气中时波长不变 C．若沿AO1方向射出的一束蓝光，则折射光线有可能通过B点正上方的C点 D．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光 ‎11．下列关于紫外线的说法正确的是(　　)‎ A．一切物体都在对外辐射紫外线 B．验钞机中利用的是紫外线的荧光效应 C．利用紫外线可以进行医疗消毒 D．紫外线的衍射现象比红外线更明显 ‎12．如图所示,两束不同的单色光p和Q以适当的角度射向半圆形的玻璃砖,然后均由O点沿OF方向射出,则下列说法中正确的是(　　)‎ A．P在真空中的波长比Q长 B．P的光子能量比Q大 C．P穿过玻璃砖所需时间比Q短 D．若P能使某金属发生光电效应,那么Q也一定能 二、多选题 ‎13．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是(　　)‎ A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 E．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄 ‎14．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b两束可见单色光从空气中垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知(　　)‎ A．棱镜内a光的传播速度比b光的大 B．a光的波长比b光的长 C．a光、b光通过同一狭缝发生衍射时，a光的中央亮纹更宽 D．让a光与b光通过同一双缝干涉装置，a光条纹间的距离小于b光 三、填空题 ‎15．下列说法正确的是 ‎ A．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高 B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大 C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 D．全息照相主要是利用了光的衍射现象 E．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 ‎16．下列说法正确的是 ‎ A．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同 C．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线 D．验钞机是利用紫外线的特性工作的 E．做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 四、解答题 ‎17．如图所示,透明柱状玻璃砖横截面为扇形AOB,圆心角∠AOB=60°,一单色平行光束平行于扇形AOB的角平分线OM均匀射向OA面,经OA面折射的光线恰平行于OB面。‎ ‎①求柱状玻璃砖的折射率;‎ ‎②若经过OA面上P点(图中未画出)的光线在AMB扇面上恰好发生全反射,求OP与PA的比值。‎ ‎18．如图所示，ABC为某种透明介质的横截面图，其中△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光经过BC面射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n‎1‎‎=‎‎2‎‎3‎‎3‎、n‎2‎‎=‎‎2‎。‎ ‎① 判断分布在AM和AN两个区域内亮斑的颜色（写出结果即可）；‎ ‎② 求两个亮斑间的距离。‎ ‎19．如图所示，直角三棱镜折射率为‎2‎，∠B=30°，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角。(不考虑BC面对光线的反射)‎ ‎2018-2019学年高二下学期第十三单元训练卷 物 理（一）答 案 ‎1．C ‎【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹．‎ 解：太阳光照射肥皂膜，因为太阳光是复色光，在膜的前后表面反射光在前表面叠加发生干涉，形成彩色水平干涉条纹．故C正确，A、B、D错误．‎ ‎2．B ‎【解析】由于大气层的存在，侦察卫星在A处接收到的P处发出的光信号的光路大致如图中实线所示，由图可知选项B正确，A、C、D错误．‎ ‎3．C ‎【解析】本题考查的是光的相关概念问题，光纤通信是利用光的反射来传递信息的，A错误；海市蜃楼产生的原因是由于光在密度不均的空气中发生反射引起的，B错误；玻璃杯裂缝处在光的照射下，看上去比周围明显偏亮，这是由于光的全反射，C错误；在水中斜向上看岸上的物体时，看到物体的像将比物体所处的实际位置高，D错误；‎ ‎4．B ‎【解析】偏振光通过一些介质后，其振动方向相对原来的振动方向会发生一定角度的旋转，温度变化越大，发生旋转的角度越大，即到达检偏器的光的透振方向变化越大，导致光接收器所接收到的光强度就会越小，故选项B正确，选项ACD错误。‎ ‎5．D ‎【解析】光线经平行平面玻璃砖两次折射后，根据折射定律得到：出射光线与入射光线平行；由题：a光的频率小于b光的频率，则玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，在射入玻璃砖时，入射角相同，则由折射定律分析得知a的折射角大于b光的折射角，在玻璃砖内部，a光在b光右侧，故选项D正确，选项ABC错误。‎ ‎6．C ‎【解析】作出红光和紫光的成像光路图即可 由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，‎ 红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C正确。‎ ‎7．D ‎【解析】用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故B错误；很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故C错误；用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故D正确。‎ ‎8．D ‎【解析】在真空中，不同的颜色的光传播的速度都相同，即va‎=‎vb，故选项A错误；两束光折射后相交于图中的P点，可知b光偏折厉害，则a光的折射率小于b光的折射率，所以na‎＜‎nb，故选项B错误；a光的折射率小于b光的折射率，根据v=‎cn知，a光在棱镜中传播的速度大于b光的传播速度，a光在棱镜中传播的距离较小，则a光通过棱镜的时间小于b光通过棱镜的时间，即ta‎＜‎tb，故选项C错误；根据sinC=‎‎1‎n，可知a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，即θa‎＞‎θb，故选项D正确。‎ ‎9．C ‎【解析】画出如图光路图，‎ 设折射角为r，根据折射定律：n=‎sinrsinθ ‎ 则得：sinr=nsinθ=‎3‎×sin30°=‎‎3‎‎2‎ ‎ 解得：r=60°‎ ‎ 根据几何关系，两个光斑之间的距离为：L=PN+NQ=Rtan60°+Rtan30°=10×‎3‎+10×‎3‎‎3‎cm=‎40‎‎3‎‎3‎cm，故C正确，ABD错误；‎ ‎10．D ‎【解析】光由水由射入空气时折射角大于入射角，光路图大致如下：‎ 可以看出O1点在O点的左侧，故A错误；绿光从水中射入空气中时传播速度增大，频率不变，由v=λf，知波长变大，故B错误；若沿AO1方向射出一束蓝光，水对蓝光的折射率大于绿光的折射率，则射出水时的折射角较大，则蓝光的折射光线经过B点下方，不可能经过B点正上方的C，故C错误；光由光密介质（水）射入光疏介质（空气）时，当入射角增大到一定的值会发生全反射，则在空气中的任何位置都看不到绿光，故D正确。‎ ‎11．BC ‎【解析】紫外线的显著作用包括化学作用，例如杀菌消毒，有荧光作用，能促进Vd转化为钙质，预防罗圈腿。由于频率较高，波长较短，难以发生衍射，所以正确答案为BC ‎12．ACD ‎【解析】红色、紫色光线以不同的角度沿半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，它们的入射角均为零，所以折射角为零，折射光线不偏折．当光从玻璃射向空气时，红色与紫色的折射光线重合．由红光与紫光的折射率不同，从而可确定谁是红光，谁是紫光．由折射定律与折射率可知，由于光是从玻璃射向空气，所以折射率应该是折射角的正弦与入射角的正弦相比，而紫光的折射率大于红光的折射，当折射角相同时，红光的入射角大于紫光的入射角．因此光线PO是红光，光线QO是紫光．‎ 再由v=λf，c=nv得，折射率越大，波速越小．所以红光在玻璃砖中波速大，所需时间较短，而紫光所需时间较长．‎ 光电效应能否发生决定于金属的极限频率与入射光的频率的关系，所以P能使某金属发生光电效应，那么Q也一定能 故选：ACD ‎13．CDE ‎【解析】A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故A错误；‎ B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，故B错误；‎ C、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故C正确；‎ D、光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，D正确；‎ E、在光的双缝干涉实验中，干涉条纹间距：Δx=ldλ，若仅将入射光由红光改为绿光，入射光波长变短，则干涉条纹间距变窄，E正确。‎ 故选：CDE。‎ ‎14．ABC ‎【解析】由光路图看出，光线b在NO面上发生了全反射，而光线a在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，则知b光的临界角小于a光的临界角，然后在分析折射率的大小关系，以及判断光在玻璃中速度的大小，最后再确定出波长和频率关系，再进一步分析衍射和干涉现象。由光路图看出，光线b在NO面上发生了全反射，而光线a在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，则知b光的临界角小于a光的临界角，由sinC=‎‎1‎n分析得知，玻璃对a光的折射率小于b的折射率，由v=‎cn可知，棱镜内a光的传播速度比b光的大，故A正确；玻璃对a光的折射率小于b的折射率，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，故B正确；波长越长的波越容易发生明显的衍射现象，故a光比b光更容易发生明显的衍射现象，则a光、b光通过同一狭缝发生衍射时，a光的中央亮纹更宽，故C正确；a光的波长比b光的长，而双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则知a光的双缝干涉条纹间距比b光的宽，故D错误。‎ ‎15．ABE ‎【解析】景物的光斜射到水面上，由光发生折射的条件知，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入鱼眼睛，而鱼由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，故A正确；发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率，故B正确；水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故，故C错误；全息照相利用光的干涉现象，故D错误；海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的，故E正确。‎ ‎16．ADE ‎【解析】在同一均匀介质中，波速不变，那么，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长，故A正确；在惯性参考下中，真空中的光速c=3.0×‎10‎‎8‎m/s，故真空中的光速在不同的惯性参考系中相同，故B错误；γ射线穿透力强，波长短，衍射现象不明显，即不容易产生衍射现象，故C错误；钞票上某些位置的荧光物质在紫外线照射下发光，故验钞机是利用紫外线的荧光效应，故D正确；做简谐运动的物体每次通过同一位置时，到平衡位置的位移相等，故回复力不变，那么加速度相同；但是，前后两次经过同一位置时，根据振动方向可知：速度大小相同，方向可能相反，故E正确。‎ ‎17．①‎3‎ ②2:1‎ ‎【解析】（1）如图所示，作出光路图，由几何关系分析可知θ1=60°，θ2=30°‎ 根据折射定律可得 ‎n=sinθ‎1‎sinθ‎2‎=‎‎3‎ ‎（2）如图所示，从P点射入的光线经折射后在N点恰好发生全反射，有sinθ‎3‎=‎‎3‎‎3‎ ‎ 由几何关系可得PQ=NR=‎3‎‎3‎OA ‎ OP=PQsin∠AOB=‎2‎‎3‎OA‎ ‎ 可得OP:PA=2:1‎ ‎ ‎18．①在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色②‎(5‎2‎+10)‎ cm ‎【解析】①根据临界角公式sinC=‎‎1‎n知红光与紫光的临界角分别为：C红‎=60°‎，C紫‎=45°‎，而光线在AB面上入射角i=45°‎，说明紫光恰好发生了全反射，红光从AB面有反射，也有折射。所以在AM区域的亮斑P‎1‎为红色，在AN区域的亮斑P‎2‎为红色与紫色的混合色。②画出如图光路图如图所示：‎ 设折射角为r，两个光斑分别为P‎1‎‎、‎P‎2‎，根据折射定律得n‎1‎‎=‎sinrsini，得到：sinr=‎‎6‎‎3‎，由几何知识可得：tanr=‎RAP‎1‎，解得：AP‎1‎=5‎2‎cm，由几何知识可得ΔOAP‎2‎为等腰直角三角形，解得：AP‎2‎=10cm，所以：P‎1‎P‎2‎‎=（5‎2‎+10)cm。‎ ‎19．45°‎ ‎【解析】光在棱镜中的光路如图所示 由图可知，α=60º i =180º－30º－120º=30º 由即得 故r=45º