《第13章 光 单元综合试题及答案1（整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第13章 光 单元综合试题及答案1（整理）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 第十三章第十三章 光光 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 试卷满分为 100 分 考试时间为 90 分钟 第第 卷卷 选择题 共选择题 共 40 分分 一 选择题 本题共 10 小题 每题 4 分 共 40 分 有的小题只有一个选项正确 有的 小题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 2010 全国卷 某人手持边长为 6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度 测量 时保持镜面与地面垂直 镜子与眼睛的距离为 0 4m 在某位置时 他在镜中恰好能够看到整 棵树的像 然后他向前走了 6 0m 发现用这个镜子长度的 5 6 就能看到整棵树的像 这棵
2、 树的高度约为 A 5 5m B 5 0m C 4 5m D 4 0m 图 1 解析 设初态树与镜面距离为L 成像于像 1 位置 人向前走 6 m 等效于人不动树向后 退 6 m 则树成像于像 2 位置 设树高为h 由图中几何关系有 0 4 L 0 4 0 06 h 式 0 4 L 0 4 6 0 05 h 式 由 联立解得h 4 5 m 所以本题 只有选项 C 正确 答案 C 2 如下图所示 一束光线从折射率为 1 5 的玻璃内射向空气 在界面上的入射角为 45 下面四个光路图中 正确的是 学 海 无 涯 解析 发生全反射的临界角 C arcsin1 n arcsin 2 3C 故发生全反射
3、 选 A 答案 A 图 2 3 如图 2 所示 一束白光从左侧射入肥皂薄膜 下列说法正确的是 人从右侧向左看 可以看到彩色条纹 人从左侧向右看 可以看到彩色条纹 彩色条纹水平排列 彩色条纹竖直排列 A B C D 解析 因白光照射 各色光形成的明纹宽度不同 相互叠加 形成彩纹 由于薄膜干涉 是等厚干涉 因此条纹是水平的 答案 A 4 图 3 学 海 无 涯 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理 它虽然本身不发光 但在夜间骑车时 从后面 开来的汽车发出的强光照到尾灯后 会有较强的光被反射回去 使汽车司机注意到前面有自 行车 尾灯由透明介质做成 其外形如图 3 所示 下面说法中正确的是 A 汽车灯光
4、应从左面射过来 在尾灯的左表面发生全反射 B 汽车灯光应从左面射过来 在尾灯的右表面发生全反射 C 汽车灯光应从右面射过来 在尾灯的右表面发生全反射 D 汽车灯光应从右面射过来 在尾灯的左表面发生全反射 答案 D 5 下列关于波的说法正确的是 A 偏振是横波特有的现象 B 光导纤维传递信号利用了光的全反射原理 C 太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹 这是光的衍射现象 D 凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上 让光从上方射入 能看到亮暗相间 的同心圆 这是光的干涉现象 解析 偏振现象是横波的特征 纵波无偏振现象 A 对 光导纤维是根据光的全反射原 理制成的 B 对 太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹
5、是光的干涉现象 C 错 D 项中的现象 是光的干涉现象 D 对 答案 ABD 6 光纤维通信是一种现代化的通信手段 它可以为客户提供大容量 高速度 高质量 的通信服务 为了研究问题方便 我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管 如图 4 所示 设 此玻璃管长为L 折射率为n 已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好 能发生全反射 最后从玻璃管的右端面射出 设光在真空中的传播速度为c 则光通过此段 玻璃管所需的时间为 图 4 A n 2L c B n 2L c 2 C nL c D nL c 2 学 海 无 涯 解析 用C表示临界角 则有 sinC 1 n 光在介质中的传播速度为 v c
6、 n 光在沿光缆轴 线的方向上做匀速传播 所用时间为t L vcos 2 C L vsinC n 2L c 故 A 正确 答案 A 7 一段时间以来 假奶粉事件 闹得沸沸扬扬 奶粉中的碳水化合物 糖 的含量是 一个重要指标 可以用 旋光法 来测量糖溶液的浓度 从而鉴定含糖量 偏振光通过糖的 水溶液后 偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度 这一角度 称为 旋光 度 的值只与糖溶液的浓度有关 将 的测量值与标准值相比较 就能确定被测样品的 含糖量了 如图 5 所示 S是自然光源 A B是偏振片 转动B 使到达O处的光最强 然 后将被测样品P置于A B之间 则下列说法中正确的是 图 5 A
7、 到达O处光的强度会明显减弱 B 到达O处光的强度不会明显减弱 C 将偏振片B转动一个角度 使得O处光强度最大 偏振片B转过的角度等于 D 将偏振片A转动一个角度 使得O处光强度最大 偏振片A转过的角度等于 解析 本题考查光的偏振的实际应用 由题意知 转动B使到达O处的光最强 则偏振 片A B的偏振方向相同 若在A B之间放上待检糖溶液 因糖溶液对偏振光有旋光效应 使偏振光的偏振方向发生改变 则到达O处的光强度会明显减弱 若适当旋转A或B 可以 使偏振光通过偏振片A 糖溶液和偏振片B后到达O处的光强度最大 并且偏振片旋转的角 度等于糖溶液的旋光度 故 ACD 正确 答案 ACD 8 2009
8、天津高考 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 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 学 海 无 涯 D 用同一装置进行双缝干涉实验 蓝光的相邻条纹间距较大 解析 本题考查了光的干涉 折射 全反射 临界角等相关知识 意在考查考生的理解 能力及分析判断能力 在同一种玻璃中 红光的折射率小于蓝光的折射率 由 v c n可知 蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光 选项 A 错误 两种光的入射角相同 由 sinr sini n 可 知 蓝光的折射角小于红光的折射角 选项 B 错误 由
9、 sinC 1 n可知 红光的临界角大于蓝 光的临界角 选项 C 正确 由于红光的频率小于蓝光的频率 则红光的波长较长 由干涉条 纹间距公式 x l d 可知 红光的条纹间距较大 选项 D 错误 答案 C 图 6 9 2011 天津模拟 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细 如图 6 所示 观察光束 经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化 A 这里应用的是光的衍射现象 B 这里应用的是光的干涉现象 C 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变粗 D 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变细 解析 本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用 考查光的衍射现象 若障碍物的 尺寸与光的波长相比差不多
10、或更小 衍射现象较明显 通过观察屏上条纹的变化情况 从而 监测抽制的丝的情况 故选 AD 答案 AD 10 图 7 2005 年 10 月 4 日 瑞典皇家科学院宣布 将该年度诺贝尔物理学奖授予两名美国科学 学 海 无 涯 家和一名德国科学家 美国科学家约翰 霍尔和德国科学家特奥多尔 亨施之所以获奖 是因 为对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献 另一名美国科学家罗伊 格劳伯因为 对光学 相干的量子理论 的贡献而获奖 目前一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制 中 如图 7 所示 某空间站位于地平线上方 现准备用一束激光射向该空间站 则应把激光 器 A 沿视线对着空间站瞄高一些 B 沿视
11、线对着空间站瞄低一些 C 沿视线对着空间站直接瞄准 D 条件不足 无法判断 解析 由于大气层对光的折射 光线在传播中会发生弯曲 由光路的可逆性可知 视线 与激光束会发生相同的弯曲 所以 C 项正确 答案 C 第第 卷卷 非选择题 共非选择题 共 60 分分 二 实验题 本题共 2 小题 每题 8 分 共 16 分 图 8 11 2010 福建高考 某同学利用 插针法 测定玻璃的折射率 所用的玻璃砖两面平 行 正确操作后 作出的光路图及测出的相关角度如图 8 所示 此玻璃的折射率计算式为 n 用图中的 1 2表示 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择 为了减小误差 应选用宽度 填 大 或
12、小 的玻璃砖来测量 解析 由折射率公式可得n sin 90 1 sin 90 2 cos 1 cos 2 玻璃砖的宽度越大 出射光线 的侧移量越大 玻璃砖中折射光线的误差越小 所以应选用宽度大的玻璃砖来测量 答案 cos 1 cos 2 或 sin 90 1 sin 90 2 大 学 海 无 涯 12 某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图 9 a 所示 激光器发出的一束 直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝 另一端装有感光片的遮光筒 感光片的位置上 出现一排等距的亮点 图 9 b 中的黑点代表亮点的中心位置 图 9 1 这个现象说明激光具有 性 2 通过测量相邻光点的距离可算出激光的
13、波长 据资料介绍 如果双缝的缝间距离为 a 双缝到感光片的距离为L 感光片上相邻两光点间的距离为b 则激光的波长 ab L 该同学测得L 1 0000 m 缝间距a 0 220 mm 用带十分度游标的卡尺测感光片上的 点的距离时 尺与点的中心位置如图 9 b 所示 图 9 b 图中第 1 到第 4 个光点的距离是 mm 实验中激光的波长 m 保留两位有效数字 3 如果实验时将红激光换成蓝激光 屏上相邻两光点间的距离将 解析 1 这个现象是光的干涉现象 干涉现象是波独有的特征 所以说明激光具有波 动性 2 由游标卡尺的读数原理知第 1 到第 4 个光点的距离是 8 5 mm 由题意知b 8 5
14、3 mm a 0 220 mm L 1 0000 m 所以波长 ab L 6 2 10 7 m 3 蓝光波长小于红光波长 由 ab L 知 相邻两光点间距离变小 答案 1 波动 2 8 5 6 2 10 7 3 变小 学 海 无 涯 三 计算题 本题共 4 小题 13 14 题各 10 分 15 16 题各 12 分 共 44 分 计算时 必须有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 图 10 13 如图 10 所示 有一圆筒形容器 高H 20 cm 筒底直径为d 15 cm 人眼在筒旁 某点向筒内壁观察 可看到内侧深h 11 25 cm 如果将筒内注满水 观察者恰能看到筒壁 的底部
15、 求水的折射率 解析 设入射角r 折射角i 则 sini d d 2 h2 sinr d d 2 H2 n sini sinr d 2 H2 d 2 h2 15 2 202 15 2 11 252 1 33 答案 1 33 图 11 14 半径为R的玻璃半圆柱体 横截面如图 11 所示 圆心为O 两条平行单色红光沿截 面射向圆柱面 方向与底面垂直 光线 1 的入射点A为圆柱的顶点 光线 2 的入射点为B AOB 60 已知该玻璃对红光的折射率n 3 1 求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d 2 若入射的是单色蓝光 则距离d将比上面求得的结果大还是小 解析 学 海 无 涯 图 12
16、1 光路如图 12 所示 可知i 60 由折射率n sini sinr 可得 r 30 由几何关系及折射定律公式n sinr sini 得 i 30 r 60 OC sin30 R sin120 所以OC R 2cos30 3R 3 在 OCD中可得d OD OCtan30 R 3 2 由于单色蓝光比单色红光波长小 折射率n大 所以向O点偏折更明显 d将减小 答案 1 R 3 2 小 15 2011 南京模拟 如图 13 图 13 所示 玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE ABE BCD三个直角三棱镜组成 一束频率为 5 3 10 14 Hz 的单色细光束从 AD面入射 在棱镜中的折射光线如图中ab所示 ab与AD面 的夹角 60 已知光在真空中的速度c 3 10 8 m s 玻璃的折射率 n 1 5 求 1 这束入射光线的入射角多大 2 光在棱镜中的波长是多大 3 该束光线第一次从CD面射出时的折射角 结果可用三角函数表示 解析 1 设光在AD面的入射角 折射角分别为i r r 30 学 海 无 涯 图 14 根据n sini sinr 得 sini nsinr 1 5 sin30
