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doc 2019-2020年高中物理阶段验收评估三光新人教版 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第1~5小题只有一个选项符合题意,第6~8小题有多个选项符合题意) 1.某同学使用激光器作光源,在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝,进行光的衍射实验,如图1所示,则他在光屏上看到的条纹是(  ) 图1 解析:选B 单缝衍射条纹中间宽,两侧越来越窄,又由于单缝是水平的,衍射条纹也是水平的,故B对。 2.如图2所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以(  ) 图2 A.增大S1与S2的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离 C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光 解析:选C 双缝干涉的条纹间距公式:Δx=λ,增大S1与S2的间距就是增大d,所以条纹间距变小,A错误;减小双缝屏到光屏的距离就是减小l,条纹间距变小,B错误;红光波长比绿光波长长,紫光波长比绿光波长短,所以将绿光换为红光,条纹间距增大,C正确,D错误。 3.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影。但当你靠近“水面”时,它也随着你靠近而后退。对此现象正确的解释是(  ) A.出现的是“海市蜃楼”,是由于光的折射造成的 B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉 C.太阳辐射到地面,使地表温度升高,地表空气折射率大,发生全反射 D.太阳辐射到地面,使地表温度升高,地表空气折射率小,发生全反射 解析:选D 酷热的夏天地表温度高,地表附近空气的密度小,空气的折射率下小上大,远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射。 4.如图3所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M,若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列说法中正确的是(  ) 图3 A.n1<n2,a为红光,b为蓝光 B.n1<n2,a为蓝光,b为红光 C.n1>n2,a为红光,b为蓝光 D.n1>n2,a为蓝光,b为红光 解析:选B 由题图可知,b光线经过三棱镜后的偏折角较小,因此折射率较小,是红光。 5.如图4所示,红色细光束a射到折射率为的透明球表面,入射角为45°,在球的内壁经过一次反射后,从球面射出的光线为b,则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为(  ) 图4 A.30°         B.45° C.60° D.75° 解析:选A 由折射定律有=,得折射角θ=30°,画出光路图,由几何关系知,夹角α=30°,选项A正确。 6.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图5所示。a、b光相比(  ) 图5 A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a光的临界角较大 C.b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短 解析:选BC 由图可知a、b两入射光线的入射角i1=i2,折射角r1>r2,由折射率n=知玻璃对b光的折射率较大,选项A错误;设玻璃对光的临界角为C,sin C=,a光的临界角较大,故选项B正确;光在介质中的传播速度v=,则a光的传播速度较大,b光的传播速度较小,故选项C正确;b光的传播速度小,且通过的路程长,故b光在玻璃中传播的时间长,故选项D错误。 7.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式:n=A++,其中A、B、C是正的常量,太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图6所示,则(  ) 图6 A.屏上c处是紫光 B.屏上d处是紫光 C.屏上b处是紫光 D.屏上a处是红光 解析:选BD 根据公式可知,波长越长三棱镜对光的折射率越小,在各色光中,红光的波长最长,折射率最小,折射程度最小;紫光的波长最短,折射率最大,折射程度最大,因此B、D项正确。 8.如图7所示,一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃后从侧面射出,变为a、b两束单色光,则以下说法正确的是(  ) 图7 A.玻璃对a光的折射率较大 B.在玻璃中b光的波长比a光短 C.在玻璃中b光传播速度比a光大 D.减小入射角i,a、b光线有可能消失 解析:选BD 由题图可知折射率na<nb,则νa<νb,又由n=得,va>vb,综上得λb<λa,故A、C错误,B正确;减小入射角i,由几何关系可知在玻璃内的入射角变大,可能发生全反射,a、b都可能消失,D正确。 二、实验题(本题共2小题,共16分) 9.(6分)在“双缝干涉测光的波长”实验中,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心,此时螺旋测微器的示数如图8甲所示。转动手轮,使分划线向一侧移动,使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心,此时螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝间距d=1.5 mm,双缝到屏的距离L=1.00 m,则被测光波的波长为________。 图8 解析:图甲读数为1.130 mm,图乙读数为1.760 mm。 亮条纹间距Δx= mm=0.21 mm。 由公式Δx=λ得: λ== m=3.15×10-7 m。 答案:3.15×10-7 m 10. (10分)如图9所示,标有直角坐标系xOy的白纸放在水平桌面上,半圆形玻璃砖放在白纸上,圆心在坐标的原点,直径与x轴重合,OA是画在白纸上的直线,P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β便可求得玻璃的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。 图9 (1)他应该采取的措施是________。 (2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是_________________ ________________________________________________________________________。 (3)若他已正确地测得了α、β的值,则玻璃的折射率n=________。 解析:(1)在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,是因为发生了全反射现象,故要减小α。 (2)插针法就是要用P3挡住P1和P2的像。 (3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比。 答案:(1)减小α (2)用P3挡住P1和P2的像 (3) 三、计算题(本题共2小题,共36分) 11. (16分)某透明物体的横截面如图10所示,其中ABC为直角三角形,AB为直角边,长度为2L,∠ABC=45°,ADC为一圆弧,其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n=2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体,试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域,并求此区域的圆弧长度s。 图10 解析:如图,作出两条边缘光线,所求光线射出的区域为EDF。 如图,从圆弧ADC射出的边缘光线的入射角等于材料的临界角θ,因sin θ== 故θ=30° 由几何关系得:圆弧EDF长度为s=2θ·L 故所求s=。 答案:图见解析  12.(20分)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO′的截面如图11所示。位于截面所在的平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。 图11 解析:当光线在O点的入射角为i0时,设折射角为r0,由折射定律得 =n① 设A点与左端面的距离为dA,由几何关系得 sin r0=② 若折射光线恰好发生全反射,则在B点的入射角恰好为临界角C,设B点与左端面的距离为dB,由折射定律得sin C=③ 由几何关系得sin C=④ 设A、B两点间的距离为d,可得d=dB-dA⑤ 联立①②③④⑤式得 d=R。⑥ 答案:R