第十三单元 光注意事项：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、多选题1．下列关于光波和声波的说法正确的是( )A．光波和声波都能发生反射、干涉和偏振现象B．光波和声波前者是横波，后者是纵波C．声波和光波在真空中传播速度相等D．光波和声波从空气射入水中时，光波波速变小，声波波速变大2．某介质对红光的折射率n=1.5,一束红光从这种介质射向空气则下列几幅光路图中可能正确的( )A． B．C． D．3．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化( )A．这主要是光的干涉现象B．这主要是光的衍射现象C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细4．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC和A’B’C’置于空气中，AC//A’C’.由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，从a、b两点射出.对于从a、b射出的这两束光，下列说法正确的是( )A．从a点射出的为蓝光，从b点射出的为红光B．从a、b两点射出的两束光不平行C．从a、b两点射出的两束光仍平行，且平行于BCD．在玻璃中从a点射出的光的传播速度比从b点射出的光的传播速度大二、单选题5．单色光线由某种介质射向该介质与空气的交界面，当入射角为300时，折射光线与反射光线刚好垂直，则该介质对该种色光的折射率为( )A．2 B．2 C．3 D．1.56．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是( )A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角7．光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。
以下关于光导纤维的说法正确的是( )A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D．内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用8．一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的光路图如图所示，若光在三种介质1、2、3中的速度分别为v1、v2、v3，则它们的大小关系是( )A．v1>v2>v3 B．v1v3>v29．水的折射率为4/3,在水面下有一点光源,在水面上能看到一个圆形透光面,若看到透光面圆心位置不变而半径不断减小,则下面正确的说法是( )A．光源上浮 B．光源下沉 C．光源静止 D．以上都不对10．太阳照在平坦的大沙漠上，我们在沙漠中向前看去，发现前方某处射来亮光，好象太阳光从远处水面射来的一样，我们认为前方有水，但走到该处仍是干燥的沙漠，这种现象在夏天城市中太阳照在沥青路面时也能看到对此有以下解释①这是光的干涉现象； ②这是光的全反射现象；③形成原因是越靠近地面处折射率越大； ④形成原因是越靠近地面处折射率越小。
其中正确的是( )A．①③ B．①④ C．②③ D．②④11．在研究物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法的上表面是一光滑平面，在的上方放一个两面平行的玻璃板，与的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜现用波长为的单色光垂直照射玻璃板，同时给缓慢加热，在的上方观察到板的亮度发生周期性变化当温度为时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到时，亮度再一次增到最亮，则( )A．出现最亮时，上表面反射光与下表面反射光叠加后加强B．出现最暗时，下表面反射光与上表面反射光叠加后加强C．温度从升至过程中，的高度增加D．温度从升至过程中，的高度增加12．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹13．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到( )A．上紫下红的彩色光带 B．上红下紫的彩色光带C．外红内紫的环状光带 D．一片白光三、实验题14．（一）在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验（如图）后，某同学得出下列几种结论中，说法正确的是_______________A．玻璃砖的宽度适当选大些B．入射角应尽量小些，防止在另一侧面发生全反射C．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些D．入射角越大越好，这样测量误差能尽可能的减小E．玻璃砖的折射率与入射角有关，入射角越大，测得折射率越大F．玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G．玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的比值是一个常数（二）做“用双缝干涉测光的波长”实验中，使用的双缝间距d＝0.20mm，双缝到光屏的距离L＝600mm，观察到的干涉条纹如图所示。
1)在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1＝________mm，x2＝________mm；(2)相邻亮纹的间距△x________mm；(3)计算单色光的波长的公式λ＝________（用L、d、x1、x2表示）；(4)代入数据计算单色光的波长λ＝_______m（结果保留两位有效数字）四、解答题15．如图所示，有一块半圆形玻璃砖，折射率为2，AB为直径，O为圆心，一束宽度恰好等于玻璃砖半径的单色平行光垂直于AB从空气射入玻璃砖，其中ac为边界光线，中心光线b恰好通过O点1)试求光束中的光线射出玻璃砖时的最大折射角？(2)在原图中画出abc三条光线（图中已给出）在玻璃砖内和玻璃砖后的光路图（不考虑弧AB上的反射光线）16．如图所示，某同学做测定某种透明液体的折射率的实验，先测量一个圆筒的底面直径为12cm，然后把待测的透明液体倒满圆筒容器，紧贴筒壁竖立一根刻度尺，使它的20cm刻度恰好与液面持平，小于20cm的刻度都在液面以下眼睛在液面斜上方沿筒边缘向刻度尺正面看去，看到29cm刻度和4cm刻度的像恰好重合，求：(1)该种透明液体的折射率；(2)光在这种液体中传播的速度。
17．如图所示，一棱镜的截面为等腰直角三角形，∠A=90，AB=AC=a已知该棱镜对光的折射率为2，现有平行于BC的平行光照射到直角边AB上，(1)试在图中标出从AC边及BC边上出射光的范围，(2)分别求出AC和BC边出射光的范围结果可保留根号，且假设光线射向界面时，如果能够透射，即全部射出2018-2019学年高二下学期第十三单元训练卷物 理（二）答 案1．BD【解析】A、B、光波和声波都能反射和干涉、衍射；但声波是纵波，不能发生偏振现象；光波是横波能产生偏振，故A错误，B正确C、光波可以在真空中传播，速度为光速c=3108m/s；而声波的传播需要介质，在真空中不能传播，C错误D、光波在介质中的波速v=cn，介质的折射率变大，所以速度小；而声波从气体到液体，则速度是变大，D正确故选BD2．BC【解析】光线从折射率为1.5的介质中射向空气，全反射临界角为：C=arcsin11.5<60，且C＞30；故入射角为60时，大于临界角，故会发生全反射，只有反射光线；入射角为30时，小于临界角，不会发生全反射，既有折射光线又有反射光线；故选BC3．BD【解析】当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细。
故选BD4．CD【解析】A、红光的折射率小于蓝光的折射率，光线经过三棱镜ABC后红光的偏折角小于蓝光的偏折角，进入三棱镜CBA后，从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光；故A错误B、根据光路可逆性原理，分析可知：从a、b两点射出的单色光仍平行，而且平行于BC；故B错误，C正确D、从a点射出的为红光，红光在介质中传播的速度大于蓝光在介质中的传播速度；故D正确故选CD5．C【解析】当入射光线与界面间的夹角为30时，入射角i=60，折射光线与反射光线恰好垂直，则折射角r=90-60=30，故折射率为n=sinisinr=sin60sin30=3，故选C6．AD【解析】由光路图可知，a光的折射率小于b光，则a光的波长大于b光；根据Δx=Ldλ可知用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项A 正确；无论用什么单色光做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都不是均匀的，选项B错误；因为a光的折射率小于b光，根据n=cv可知在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误；根据sinC=1n可知在水中a光的临界角大于b光的临界角，选项D 正确，故选AD7．A【解析】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大．且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射．故选A。
8．A【解析】由图看出，光线在1、2界面上发生了全反射，则知1的折射率小于2的折射率，即有n1＜n2．线在2、3界面上折射时，入射角大于折射角，则知2的折射率小于3的折射率，即有n2
12．D【解析】由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D.13．B【解析】因为各种色光折射率不同，进入水中发生色散，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，所以紫光进入水中偏折最厉害，经平面镜反射后照射到墙上，紫光处于最下端，所以在墙上出现上红下紫的彩色光带14． ACF2.190(0.02)7.868(0.02)1.420(0.02)dx2-x14L4.710-7【解析】 (1)A、为了减小测量的误差，玻璃砖的宽度适当大一些，故A正确B、D、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，B，D均错误C、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些；C正确E、F、G、玻璃砖的折射率是由玻璃本身的材料决定，与光的入射角和折射角无光，根据折射定律知折射率等于入射角的正弦与折射角的正弦之比，故E、G错误，F正确故选ACF2)螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.0119.0=0.190mm，两者相加为2.190mm(2.188~2.192)．螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.0136.8=0.368mm，两者相加为7.868mm(7.866~7.870)．根据条纹图可知Δx=x2-x14=1.420mm(1.418~1.422)(3)根据干涉的条纹公式Δx=Ldλ，可得λ=dLΔx=d(x2-x1)4L，代入数据可得λ=4.710-7m.15．(1) θ=450 (2) 【解析】 (1)光垂直射向玻璃砖时不发生折射，到达右侧分界面时的最大入射角为30，此时折射角也是最大.根据折射定律，有：n=sinrsini=sinrsin30解得：r=45(2)光路图如图所示：16．(1) n=4/3 (2) v=2.25108m/s【解析】设从B点射出的光经界面折射时的折射角为i，入射角为r，则由几何关系有：sini=dAP=dd2+AC2=12122+9245sinr=dBP=dd2+BC2=12122+16235由折射定律：n=sinisinr=43(2)根据介质中的光速v=cn可得：v=310843m/s≈2.25108m/s.17．(1) (2)0.42a , 0.52a【解析】 (1)多条光线经过两次折射后的光路图如图所示：(2)分析从E点折射的光线，根据两次折射的对称性可知折射角为r=45，根据折射定律n=sinisinr，可得i=30由几何关系可知∠AEB=60则AE=ABtan60=3a3故从AC边出来的范围是CE=(1-33)a≈0.42a同理分析从F点折射出射的光线， 可得从BC边出来的范围是CF=(6-22)a≈0.52a.。