沪科版选修3-4第四章 光的波动性综合与测试同步测试题

2021-2022学年沪科版选修3-4 第4章光的波动性 章末综合检测2（解析版）

1．如图7所示，有三块截面为等腰直角三角形的透明材料(图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一个正方形棱镜．从E点垂直于边射入的单色光在F处发生全反射，在G、H连续发生两次折射后射出．若该单色光在三块材料中的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是(　　)

图7

A．v3>v1>v2   B．v2>v3>v1

C．v3>v2>v1   D．v1>v2>v3

答案　D

解析　由题图可知在材料Ⅰ、Ⅱ界面上发生全反射，所以nⅡ>nⅠ，而光从材料Ⅱ进入材料Ⅲ后，折射角小于入射角，所以nⅢ>nⅡ，再由公式v＝知，v1>v2>v3，选项D正确．

2.如图8，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带，a、b是其中的两单色光．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．下面说法正确的是(　　)

图8

A．紫光最先消失

B．红光最先消失

C．a光在玻璃中的传播速度小于b光在玻璃中的传播速度

D．通过同一双缝发生干涉，a光相邻条纹间距小于b光相邻条纹间距

答案　A

解析　玻璃对紫光的折射率最大，由sin C＝可知，紫光发生全反射的临界角最小，故紫光最先消失，选项A对，B错；由题图可知，玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，由n＝得v＝，故a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，选项C错；由题图可知，玻璃对a光的偏折程度较小，故a光波长较长，若通过同一双缝发生干涉，a光相邻条纹间距大于b光相邻条纹间距，选项D错．

3.由某种透明物质制成的等腰直角棱镜AOB，两腰都为16 cm，且两腰分别与Ox与Oy轴重合．如图6所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为(0,12)，D点的坐标为(9,0)，由此可以算出该透明物质的折射率为________．

图6

答案　

4.一束复色光由空气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．下图哪个光路图可能是正确的(　　)

答案　B

解析　由于a光的频率小于b光的频率，a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率，由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同，可判定B正确.

5．如图9所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC.已知入射方向与BC的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F点能否发生全反射．

图9

答案　能发生全反射

解析　光线在BC界面的入射角i＝60°，折射角r＝30°

根据折射定律得n＝＝＝

由几何关系知，光线在AB界面的入射角为i1＝60°

而棱镜对空气的临界角C的正弦值sin C＝＝<sin i1，则在AB界面的入射角i1>C，所以光线在F点能发生全反射．