1、- 1 -末过关检测（三）一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分)1.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心 O，经折射后分为两束单色光 a 和b。下列判断正确的是( )A玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率B a 光的频率大于 b 光的频率C在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长D a 光光子能量小于 b 光光子能量解析：选 B 根据光路可逆和折射定律可知，玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，a 光的频率大于 b 光的频率，则 A 项错误，B 项正确；根据波长 cT 和光子能量公式cE h ，知 a 光的波长小于 b 光的波长， a 光光子的能
2、量大于 b 光光子的能量，则 C、D 项错误。2一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是( )A红光以 30的入射角入射B红光以 45的入射角入射C紫光以 30的入射角入射D紫光以 45的入射角入射解析：选 D 对同一介质，紫光的折射率大于红光，即 n 紫 n 红 ， 又因为 n ，如图所示，以同一角度入射，折射率越大，折射角sin 1sin 2 越小，偏折程度越大，所以 A、 B 错误；C、D 中折射率相同，侧位移 s dcos 2sin( 1 2)，入射角 1增大时， 2也增大，且
3、 1比 2增大得快，则 增大，dcos 2sin( 1 2)增大， s 增大，因此入射角越大，侧位移越大，C 错误，D 正确。3一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的( )A速度变慢，波长变短 B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长 D频率不变，波长变长解析：选 A 光从空气射入玻璃中，其频率 不变；又由 n ，推出速度 v 变小；再cv由 v ，推出 变小。故选项 A 正确。4已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大- 2 -B以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D用同一装置进行
4、双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：选 C 由 n 蓝 n 红 及 n 可知， v 红 v 蓝 ，选项 A 错误；若入射角为 ，折射角为cv ，则 n ，所以 sin ，可见，入射角相同时，折射率小的折射角大，则sin sin sin n蓝光折射角较小，选项 B 错误；因为 sin C ，所以折射率小的临界角大，从该玻璃中射入1n空气发生反射时，红光临界角较大，选项 C 正确；根据条纹间距公式 x 可知，用同ld一装置进行双缝干涉实验， 的比值不变，条纹间距与波长成正比，红光和蓝光相比，红光ld的波长较长，所以红光的相邻条纹间距较大，选项 D 错误。5与通常观察到的月全食不同，小虎同学在
5、 2012 年 12 月 10 日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画出了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( )A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解析：选 C 小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红的，这是由于太阳光中的红光经地球的大气层折射到月球而形成的，则 C 项正确，A、B、D 项错误。6虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，
6、光路如图所示。 M、 N、 P、 Q 点的颜色分别为( )A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红解析：选 A 光在水珠中折射时，折射率越大，折射角越大，故选项 A 正确。- 3 -二、多项选择题(本题共 2 小题，每小题 4 分，共 8 分)7关于下列光学现象，说法正确的是( )A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽解析：选 CD 光在介质中的传播速度 v ，其中 n 是折射率，由于水对蓝光的折射率cn大于水对红光的
7、折射率，所以在水中蓝光的传播速度比红光慢，A 错误；光从光密介质射入光疏介质时，才有可能发生全反射，B 错误；视深 h 和实际深度 H 的关系为 h ，所以鱼的Hn实际深度比看到的要深，C 正确；双缝干涉实验中条纹间距 x ，由于红光波长大于蓝Ld光波长，所以用红光时得到的条纹间距更宽，D 正确。8将激光束的宽度聚焦到纳米级(10 9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，对 DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这是应用了激光的( )A平行性好的特性 B单色性好的特性C亮度高的特性 D粒子性好的特性解析：选 AC 将激光束宽度聚集到纳米级是应用了激光的平行性
8、好，利用激光修复器官、基因是应用了激光亮度高能量大的特性，故 A、C 正确。三、非选择题(本题共 5 小题，共 68 分)9(10 分)用红光做光的干涉实验时，已知双缝间的距离为 0.2103 m，测得双缝到屏的距离为 0.700 m。分划板中心刻线对齐第一级亮条纹中央时，手轮读数为 0.200103 m。第四条亮条纹所在的位置为 7.470103 m。则红光的波长为_。若改用蓝光做实验，其他条件不变，则干涉条纹宽度将变_(填“宽”或“窄”)。解析：条纹间距 x m7.47010 3 0.20010 332.42310 3 m。由 x 得：ld xdl m0.210 32.42310 30.7
9、- 4 -6.910 7 m。由 x 及 红 蓝 知，干涉条纹宽度将变窄。ld答案：6.910 7 m 窄10(12 分)学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心 O 作两条互相垂直的直径BC、 EF，在半径 OA 上，垂直盘面插下两枚大头针 P1、 P2，并保持 P1、 P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平， EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察 P1、 P2的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3正好挡住P1、 P2的像。同学们通过计算，预先在圆周
10、EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据 P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若 AOF30， OP3与 OC 的夹角为 30，则 P3处所对应的折射率的值为_。(2)图中 P3、 P4两位置，_处所对应的折射率值大。(3)作 AO 的延长线交圆周于 K， K 处所对应的折射率值应为_。解析：(1)根据折射定律 n ，题中 160， 2 AOF30，所以 nsin 1sin 21.73。sin 60sin 30(2)题图中 P4对应的入射角大于 P3所对应的入射角，所以 P4对应的折射率大。(3)因 A、 O、 K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以 K 处对应的折射率为
11、1。答案：(1)1.73 (2) P4 (3)111(14 分)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：A用刻度尺量出半圆形玻璃砖的直径 d，算出半径 r ，然后确定圆心的位置，记在d2玻璃砖上；B在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针 P1和 P2；C让入射光线与玻璃砖直径垂直，入射点与圆心 O 重合，如图所示；D以圆心 O 为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向， 恰好看不到 P2和 P1的像时，停止转动玻璃砖，然后沿半圆形玻璃砖直径 画一条直线 AB，如图所示。- 5 -(1)该同学利用白纸上描下的 P1O 和 AB 两条直线，可算出该玻璃的折射
12、率 n，他的根据是_。(2)如何在图上用刻度尺和圆规作图，求出该玻璃的折射率 n?_解析：(1) P1O 与 AB 垂线的夹角 正好是光线 P1O 射到界面 AB 上的入射角，此时恰好发生全反射，所以由 sin 可算出该玻璃的折射率。1n(2)如图所示，以 O 为圆心，以 r 为半径作半圆弧，并过 O 点作d2 直线 AB 的垂线交圆弧于 C 点，再过 C 点作 P1O 的垂线交 P1O 于 D 点，用 刻度尺测量 CD 长度，则n 。1sin OCCD d2CD答案：见解析12.(16 分)如图，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC， A30，AC 平行于光屏 MN，与光屏的距离为 L，棱镜对
13、红光的折射率为 n1， 对紫光的折射率为 n2。一束很细的白光由棱镜的侧面 AB 垂直射入，直 接到达 AC 面并射出。画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上 的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。解析：光路如图所示。红光和紫光在 AC 面上的入射角相同，设为i，折射角分别为 r1和 r2，它们射到屏上的位置离 O 点的距离分别为d1和 d2。由折射定律得n1sin isin r1n2sin isin r2由几何关系得i Ad1 Ltan r1d2 Ltan r2联立以上各式并利用题给条件得，红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2 d1 L 。(n24 n22 n14 n12)答
14、案：见解析13(16 分)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示。一束光以入射角 i 从 a 点入射，经过折射和反射后从 b 点出射。设鳞片的折射率为 n，厚度为 d，两鳞- 6 -片之间空气层厚度为 h。取光在空气中的速度为 c，求光从 a 到 b 所需的时间 t。解析：设光在鳞片中的折射角为 ，由折射定律得sin i nsin 在鳞片中传播的路程 l1 ，传播速度 v ，传播时间 t12dcos cn l1v解得 t12n2dcn2 sin2i同理，在空气中的传播时间t22hccos i则 t t1 t2 。2n2dcn2 sin2i 2hccos i答案：见解析
