1、章末检测试卷(第3、4、5章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察光在光导纤维中的传输利用了()A光的折射B光的衍射C光的干涉D光的全反射答案D解析光在光导纤维中的传输利用了光在内芯和外套之间的全反射2关于电磁波，下列说法正确的是()A雷达是用X光来测定物体位置的设备B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D变化的电场可以产生磁场答案D解析雷达是用无线
2、电波来测定物体的位置，A错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错；使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，C错；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，D正确3下列关于光的现象的说法中正确的是()A用白光做双缝干涉实验时，紫光的亮条纹偏离中央的距离最大B白光单缝衍射时，偏离中央亮条纹远的是红光C白光经三棱镜折射发生色散时，红光偏向角最大D涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色的透射答案B解析白光中紫光的波长最短，根据双缝干涉实验知，明(暗)条纹间距x与波长成正比，由此可知紫光的亮条纹间距最小，因而其亮条纹偏离中央亮条纹的距离最小红光波长最长，其偏离中央亮条
3、纹最远，故B正确，A错误白光经三棱镜色散，因为紫光折射率最大，所以紫光的偏向角最大涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，是因为薄膜干涉使白光中的绿光透射多，而红光和紫光反射较多故选项C、D错误4以下说法中正确的是()A经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的B经典物理规律也适用于高速运动的物体C力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的D力学规律在任何惯性系里都是等价的答案D解析在所有惯性系中，一切物理规律都是等价的，故D正确，C错误；经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似，所以经典物理规律只适用于低速运动的物体，而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况，故A、B
4、均错误5在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是()A B C D答案C解析b像最深说明折射率最小，频率最小，波长最大，发生全反射的临界角最大c照亮水面的面积比a大，说明a折射率比c大，发生全反射的临界角比c小，因此，频率最大的是a，错误；传播速度v，故传播速度最小的是a，正确；折射率最大的是a，a光波长最短，b光
5、波长最长，错误，正确故选项C正确6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答案B解析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7(多选)如图2所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏ab间形成一条彩色光带在光带的a、b两侧，下面的说法中正确的是()图2Aa侧是红色光，b侧是紫色光B在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传
6、播速率答案BC解析由题图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较大，所以a侧是紫色光，波长较小，b侧是红色光，波长较大，因此A错，B、C正确；又vc/n，所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，D错8如图3所示为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向均匀变化现有一单色光a从原点O以某一入射角由空气射入该玻璃内部，且单色光a在玻璃内部的传播路径如图中实线所示则该玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是()图3A折射率沿y轴正方向均匀减小B折射率沿y轴正方向先均匀减小后均匀增大C折射率沿y轴正方向均匀增大D折射率沿y轴正方向先均
7、匀增大后均匀减小答案A9如图4所示，为LC回路中电流随时间变化的图像，规定回路中顺时针电流方向为正在tT时，对应的电路是下图中的()图4答案B10(多选)设某人在速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是()A飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c答案CD解析根据狭义相对论的两个基本公设之一：光速不变原理可知，观察者在地面上、飞船中观测光的速度均为c，故C、D正确，A、B错误二、实验题(本题共2小题，共16分)11(8分)某同学在利用
8、双缝干涉仪测定单色光波长的实验时，第一次刻度板中心刻度对齐A条纹中心时(图5a)，游标卡尺的示数如图b所示，第二次刻度板中心刻度对齐B条纹中心时(图c)，游标卡尺的示数如图d所示，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图b中游标卡尺的示数为_mm，图d中游标卡尺的示数为_mm.在实验中，所测单色光的波长为_m在本实验中如果在双缝上各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将_(填“能”或者“不能”)看到明暗相同的条纹图5答案11.516.76.5107不能解析根据游标卡尺的原理，可读出图b中游标卡尺的示数为11.5 mm；图d中游标卡尺的示数是16.7 mmx mm1.3 mm又
9、根据x，则6.5107 m.当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间的条纹12(8分)如图6所示，半球形玻璃砖的平面部分水平，底部中点有一小电珠，利用游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后，可计算玻璃的折射率试完成以下实验步骤：图6(1)若S发光，则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑用游标卡尺测出_和_(写出对应字母和其表示的意义)(2)写出玻璃折射率的表达式n_(用上述测量的物理量的字母表示)答案(1)圆形亮斑的直径d1半圆形玻璃砖的直径d2(2)解析(1)圆形亮斑的直径d1；半圆形玻璃砖的直径d2.(2)由几何关系得tan C.由全反射知识得sin C，联立
10、解得n.三、计算题(本题共4小题，共44分)13(10分)一半圆柱形透明物体横截面如图7所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.已知sin 15，试求：图7(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率(结果可保留根式)答案(1)15(2)解析(1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQ，PNF.根据题意有30，由几何关系得，PNOPQOr，于是r60，由几何关系知r，由式
11、得r15.(2)根据折射定律有sin insin r，由式得n.14(12分)如图8所示，ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率n，AC是一半径为R的圆弧，O为圆弧的圆心，ABCO构成正方形，在O处有一点光源从点光源射到圆弧AC的光线进入透明材料后首次射向AB或BC界面时，有一部分不能从AB或BC界面直接射出下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BC界面的光线，已知AB面上的P点到A点的距离为R.求：图8(1)从P点射出的光线的折射角；(2)AB和BC横截面上没有光线射出部分的总长度答案(1)60(2)(2)R解析(1)设射向P点的光线入射角为1，由几何关系可得s
12、in i根据折射定律有n解得r60(2)设临界角为C，射向M点的光线恰好发生全反射，则有sin CAB横截面没有光线射出部分的长度BM(1tan C)R(1)R同理可知BC横截面没有光线射出部分的长度为(1)R两横截面上没有光线射出部分的总长度l2(1)R(2)R.15(12分)如图9所示的电路中，电容器的电容C1 F，线圈的自感系数L0.1 mH.先将开关S扳至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止然后将开关S扳至b，经过t3.14105 s，油滴的加速度是多大？当油滴的加速度a为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10 m/s2，取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)图9答案2
13、0 m/s210 m/s2解析当S扳至a时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，所以mgq.当S扳至b后，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T223.14 s6.28105 s.当t3.14105 s时，电容器恰好反向充电完毕，两极板间的电场强度与t0时等大反向，由牛顿第二定律得qmgma，a20 m/s2.当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，所以mgma，a10 m/s2.即当油滴的加速度为10 m/s2时，LC回路中振荡电流有最大值16(10分)两个电子相向运动每个电子相对于实验室的速度都是c，它们的相对速度大小是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？本题计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值答案cme解析由相对论速度变换公式u得，两电子的相对速度大小为uc，负号表示与正方向相反在实验室中观测，每个电子的质量是mme.
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