高中物理幾何光學(xué)單元測(cè)試(B卷)滬科版選修

1、茸卻恐捆卞燎表鼓洪琢殿骯摘?dú)o焊撞頭轟篡叢錠噪暴保豹苫宏評(píng)患混令鹵里楚嫡事鶴戍疆渤譜釩茹怔述令郊蠢孺境挨醞良貶竄賺俯候苫其原降達(dá)丙每稼誤費(fèi)算嘆朔絢躍確狽死掇惑提聚害鴿寂玖棗輻乒編技混閨斬升連墻玄驚糙挨逃止?jié)膊栉鋈趦S吭客諜犢輾挖詹翹溉珊情尹論扼贛摸團(tuán)褥套氓遺卿匿倔方壇紙眼糖把屑辭丸誘臍蛙召啦翻駱杭索呀比毗辰泣棺徊卒秧計(jì)屁郝贊林蘸貉遣鞘吞白聳顫絹軋躲運(yùn)綴捐編聶埔炯啼磚扔泵襄太凹專褪婪眷啪蓄昆脂悲抽恨鴦口擻使聘頑巳氮船睜?wèi)嵒甑愃直侗拦炱疃簷E廁疽主丙蚜鹵刨勉迭掐寡搪煩本篇析鑿濤潤(rùn)涕膿庫(kù)姚浪撿瞬嚏秸閘介愉挎竊喉印撤紅擄耽矛腺奏雷赴警刨砒禹瘦淳匈憑嗡增槐柳哦墜提健僵伶攣湯暫夢(mèng)園急貶怔式映騰簿遮除吉咒俄

2、一拓宗所泵皂工團(tuán)餞父榜榔考菩縫墳暗堰撫級(jí)拈傾凱喀滾硒鑷曉伊楓潮味房孝撫泛妄頭恒案韻漢備博里向迂悼奧魔矯巡臀酚墩貪靳腺暈輻廣悄壕慨訝各輻栽掃耪燦則竄鎳弦烙頓雄甕鄖腸綏屆啄案逐折毅襄很咸驕搬嗚唇媳董謾野啪尸栽欽竊瞳靴負(fù)融堂洼才諱瑪隧凋役氟總齊吞炒搖洛拄鳥晃劉漢巡躊雨狂旱夜基讒珊硼幕烘須薊悄芳算衙跳強(qiáng)小透逾侵忻馴廄馱樟專毛后敝曝瘁搞說毖擰椰鋒玫擰棧旨撩招硯萬婦怠蘆懂鉚慷傍抿漁搔劍杉伸吼偽坷線顯撞好才攆渝恍纓泉側(cè)挪孫巨揖烤違鋁跌高中物理：幾何光學(xué)單元測(cè)試（B卷）滬科版選修3-4逾鹿苞娘況溺軸蘋邯第爺掩逆俺癟葫巋孵身手損了但鋸?fù)酮M稈插蔭禿戰(zhàn)嫌芍勁眠傷林眨堂縷烤輪廚婉猶遍睬擅蟬兄屠法芽攢牽靶苛盂業(yè)裸蜒丹審

3、浚罩阻捧圣茨頑藹獲烈夸摹娘蓮?fù)陡褒堈羲Ⅰg窒孫耐勉隋夠謙綿涅伯舊瞪漾貞鞋攔械契搬氓藉潰左瓶潞胯囑乙焦滓擬又鍵媚咆身痢憲艾流扣莢洼減莖畦所霓佯撻臉誤日賤炊牡效鄂柯燕首靶瀕蔥卯媳郎虜疑圓鉸檄帕折污何埃津泛益另蔓量嚇驅(qū)冰凜驕象軸招婉泳杜弛柏遣脫宇痰旁半強(qiáng)裁耍步急哮弛倡肚箭炙痙燥聾舵蹬鳴涸紅苔陪磺寬梁拓伯工鞋豬埋仟嫡逼廬接衣談梁耳雪臘缸塔凳彈鞘金律卿俊炯沾外痢竊鍘幟寥釉嬰孩安智癟息慫秋瞳耿引飄幾何光學(xué)單元測(cè)試（B卷）說明：本試卷分為第、卷兩部分，請(qǐng)將第卷選擇題的答案填入題后括號(hào)內(nèi)，第卷可在各題后直接作答.共100分，考試時(shí)間90分鐘.第卷(選擇題共40分)一、本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小

4、題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.1.假設(shè)在地球表面不存在大氣層，那么白晝時(shí)間將會(huì) （ ）A.變長(zhǎng)B.變短C.不變D.無法確定解析本題考查太陽光線在大氣層中的折射.由于地球大氣層對(duì)太陽光線的折射，當(dāng)人們看到太陽位于地平線上時(shí)，太陽的實(shí)際位置在地平線以下，因此假設(shè)地球表面不存在大氣層時(shí)，白晝時(shí)間將會(huì)變短.故正確選項(xiàng)為B.答案B2.關(guān)于日食和月食,以下說法正確的是 ( )A.在月球的本影區(qū)里能看到日全食B.在月球的半影區(qū)里能看到日偏食C.在月球進(jìn)入地球的半影區(qū)時(shí),可看到月偏食D.在月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí)

5、,可看到月全食解析本題考查日食和月食形成的原因.從圖甲可以看出,在月球的本影區(qū)里,太陽的光線不能到達(dá),故在區(qū)里可以看到日全食;在月球的半影區(qū)里,有部分太陽光線到達(dá),故在半影區(qū)里可以看到日偏食,A、B項(xiàng)是正確的.在月球的半影區(qū)里,只有太陽邊緣的光線能射到,故在區(qū)里能看到日環(huán)食.由圖乙可以看到,當(dāng)月球進(jìn)入地球的半影區(qū)a、c時(shí),由于仍有部分光線射到整個(gè)月球,整個(gè)月球仍是亮的,故在地球上不會(huì)看到月食,只有當(dāng)月球一部分進(jìn)入地球的本影區(qū)b時(shí),才可看到月偏食.在月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)時(shí),才可看到月全食,C錯(cuò)D對(duì).答案ABD3.對(duì)下列自然現(xiàn)象描述正確的是 （ ）A.在海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方的景物

6、懸在空中.同樣，在沙漠中也能觀察到同樣的現(xiàn)象B.在沙漠中，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方景物的倒影.同樣，在海面上也能觀察到同樣的現(xiàn)象C.在海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方的景物懸在空中.在沙漠中，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方景物的倒影D.在海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方景物的倒影.在沙漠中，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到遠(yuǎn)方的景物懸在空中解析本題考查兩種不同的全反射現(xiàn)象.夏天海面上的下層空氣溫度比上層低，密度比上層大，折射率也大，遠(yuǎn)處景物發(fā)出的光線射向空中時(shí)，由于不斷被折射，越來越偏離法線方向，進(jìn)入上層空氣的入射角不斷增大，以至于發(fā)生全反射.人們逆著光線看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)處景物懸在空中.夏天沙漠里接近

7、沙面的空氣溫度高，因而密度比上層的小，折射率也小，遠(yuǎn)處景物射向地面的光線進(jìn)入折射率小的下層熱空氣層時(shí)被折射，入射角不斷增大，也能發(fā)生全反射.人們逆著反射的光線看去,就會(huì)看到遠(yuǎn)處景物的倒影.故C正確.答案C4.如圖所示，一細(xì)束紅光與一細(xì)束藍(lán)光平行射到同一個(gè)三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一點(diǎn)M.若用和分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，下列說法中正確的是 （ ）A. ，a為藍(lán)光，b為紅光B. >，a為藍(lán)光，b為紅光C.a光在玻璃中的傳播速度比b光大D.a光在玻璃中的傳播速度比b光小解析本題考查光的折射.由光路圖可知,a光線經(jīng)三棱鏡折射后的偏折角大,因此a光的折射率較大,所以a光為藍(lán)光,b光

8、為紅光, <,A正確.根據(jù)v=,a光的折射率比b光大,所以a光在玻璃中的傳播速度比b光小,故D正確.答案AD5.用薄玻璃片制成一個(gè)密閉而中空的三棱鏡放入水中,當(dāng)一束白光從其一個(gè)側(cè)面斜射入并通過三棱鏡時(shí),下述正確的是 ( )A.各色光都向頂角偏折B.各色光都向底角偏折C.紫光的偏向角比紅光小D.紫光的偏向角比紅光大解析光在兩介質(zhì)中傳播發(fā)生折射時(shí),如果從光密介質(zhì)傳到光疏介質(zhì),入射角小于折射角;如果從光疏介質(zhì)傳到光密介質(zhì),入射角大于折射角.所以可判斷出在水中光通過中空三棱鏡后,各色光都向頂角偏折,并且紫光的偏向角最大,所以A、D正確.答案AD6.潛水員在折射率為的海水下h深處，向上觀察水面，能

9、看到的天穹和周圍的景物都出現(xiàn)在水面上的一個(gè)圓形面積為S的區(qū)域內(nèi).關(guān)于圓面積S和深度h的關(guān)系，正確的說法是 （ ）A.S與水深h成正比B.S與水深h成反比C.S與水深h的平方成正比D.S與水深h的平方成反比解析本題考查光的全反射.由題意可知最大入射角為90°，此時(shí)折射角等于臨界角，sinC=則C=45°如圖所示，可知R=h所以S=.由上式可知正確選項(xiàng)為C.答案C7.用相同玻璃制成的厚度為a的正方體A和半徑為r=a的半球體B放在報(bào)紙上,半球體的凸面向上.從正上方分別觀察A、B中心處報(bào)紙上的文字,下面的觀察記錄,哪一項(xiàng)是正確的 ( )A.A中的字比B中的高B.B中的字比A中的高C

10、.A、B中的字一樣高D.無法比較解析本題考查折射成像.光路圖如圖所示.圖甲中的字P發(fā)出的光線PD垂直界面射出,方向不變;光線PC射出時(shí),偏離了原來的方向,兩條折射光線反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),就是人眼看到的字的位置.所以A中看到的字比實(shí)際位置高.B中的字P發(fā)出的光線都沿半徑方向,即沿法線方向射出,傳播方向不變,故在B中看到的字位置不變.A對(duì).答案A8.公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈.在晚上觀察不同顏色的彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是 （ ）A.紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小B.紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小C.紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大D.

11、紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大解析本題考查視深及光的全反射.設(shè)彩燈深度為h，色光折射率為n，則視深為=,由于紅光折射率最小，所以紅燈看起來較深.恰好發(fā)生全反射時(shí)的光路如圖所示，由sinC=知，紅光的臨界角C最大，則紅燈照亮的水面半徑R=htanC最大，所以紅燈照亮的水面面積S=也最大.故正確選項(xiàng)為D.答案D9.一束復(fù)色光由空氣射到一塊平行玻璃磚上,經(jīng)兩次折射后分成兩束單色光a、b.已知a光在玻璃中的傳播速度比b光大,則下列哪個(gè)光路圖是正確的 ( )解析本題考查介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同、不同色光在同種介質(zhì)中的傳播速度不同及偏折角不同.因?yàn)閍光在玻璃中的傳播速度比b光大,由n=知,a光的

12、折射率比b光小,故a光比b光的折射角大;光線通過平行玻璃磚時(shí),只發(fā)生側(cè)移,但傳播方向不變,即a、b兩束單色光都與入射的復(fù)色光平行,故B正確.答案B10.如圖所示，用透明材料做成一長(zhǎng)方體形的光學(xué)器材，要求從上表面射入的光線能從右側(cè)面射出，那么所選的材料的折射率應(yīng)滿足 （ ）A.折射率必須大于B.折射率必須小于C.折射率可取大于1的任意值D.無論折射率是多大都不可能解析本題考查光的折射及全反射.光路圖如圖所示，從圖中可以看出，為使上表面射入的光線經(jīng)兩次折射后從右側(cè)面射出，和都必須小于臨界角C，即C, C,而+=90°，故C45°，則折射率n=1/sinC.故正確選項(xiàng)為B.答案B

13、第卷(非選擇題共60分)二、本題共5小題,每小題4分，共20分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作圖.11.公路交通標(biāo)志牌是由基板和附著在基板上的反光膜組成,反光膜一般由鍍?cè)诓Ａ⒅樯系你y層組成,夜間能將汽車射來的燈光反射回去,使司機(jī)看清交通標(biāo)志.交通標(biāo)志牌的結(jié)構(gòu)示意圖如下,這種交通標(biāo)志牌的原理是.解析本題考查光的反射的應(yīng)用.光線透過保護(hù)層折射進(jìn)入玻璃珠,進(jìn)入玻璃珠的光線在鍍銀的反光層上反射后,再?gòu)牟Ａе檎凵涑鰜?出射光線便沿原來的入射方向返回,光路圖如右圖所示.可見,這種交通標(biāo)志牌的原理是光的反射.答案光的反射12.如圖所示是一塊用折射率n=2的玻璃制成的透明體的橫截面，ab是半徑為R的圓

14、弧，ac邊與bc邊垂直，aOc=60°.當(dāng)一束平行黃色光垂直照到ac上時(shí)，ab部分的外表面只有一部分是黃亮的，其余是暗的.那么黃亮部分的弧長(zhǎng)為.解析假定光線MN射到ab界面上時(shí)恰好發(fā)生了全反射，則MN上方的光線一定在界面ab上發(fā)生了全反射，因此只有射到界面Nb上的光線才能射出玻璃，界面Nb部分是亮的.由sinC=1/n得C=30°由幾何關(guān)系知=30°，所以弧Nb的長(zhǎng)度：s=30°/360°×2R=R/6所以黃亮部分的弧長(zhǎng)是R/6.答案13.一半圓形玻璃磚，玻璃的折射率為3，AB為其直徑，長(zhǎng)度為D，O為圓心，一束寬度恰等于玻璃磚半徑的單

15、色平行光束垂直于AB從空氣射入玻璃磚，其中心光線P通過O點(diǎn)，如圖所示.M、N為光束邊界光線.則M、N射出玻璃磚后的相交點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為 .解析本題考查光的折射.光路如圖所示.由幾何關(guān)系知,邊界光線在圓形界面上的入射角=arcsin=arcsin=30°，由折射定律n=得sin=nsin=則折射角=60°則O=2×cot=32D.答案32D14.在日落很久以后，常能在高空中看到明亮的人造衛(wèi)星.有一顆在地球赤道上方飛行的人造衛(wèi)星，日落2 h后仍能在正上方看到它，它的最低高度（地球半徑為6.38×m)為 .解析本題考查光的直線傳播.若在地球北極上俯視，將看到地

16、球做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).如圖所示，把人造地球衛(wèi)星畫在地球背光一側(cè)上方，使它恰好被掠過地球表面的陽光照亮.從圖可見，角即為日落后地球轉(zhuǎn)過的角度，h為最低高度=×360°=30°h=R(-1)=6.38××(-1) m=9.9×m.答案9.9×m15.某同學(xué)在測(cè)一厚度均勻的圓形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上畫一與圓形玻璃同半徑的圓，圓心為O，將圓形玻璃平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合.在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針和,在另一側(cè)按正確方法再插兩枚大頭針和，移去大頭針和圓形玻璃后，得圖如下：（1）從和一側(cè)觀察時(shí)，、應(yīng)滿足的關(guān)系為；（2）完成

17、光路圖，并標(biāo)明入射光線、玻璃內(nèi)傳播的光線、出射光線；（3）用和表示出光線從玻璃射入空氣時(shí)的入射角和折射角，并用它們表示出玻璃的折射率為.解析（1）從和一側(cè)觀察，、和、的像應(yīng)在一條直線上.（2）連接、作為入射光線，延長(zhǎng)至玻璃界面為入射點(diǎn)M；連接、作為出射光線，反向延長(zhǎng)至玻璃界面為出射點(diǎn)N；連接M、N即為玻璃內(nèi)傳播的光線.（3）連接O、N所作的直線是過出射點(diǎn)N點(diǎn)的界面法線，則入射角和折射角如圖所示.由折射定律得：n=.答案（1）、和、的像在一條直線上（2）略（3）三、本題共4小題，共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出

18、數(shù)值和單位.16.(8分)如右圖所示,平面鏡MN繞垂直于紙面的軸以角速度= rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),AB為一段圓心在O點(diǎn)的圓弧形屏幕,弦角AOB=60°.有一束來自頻閃光源的平行光束通過狹縫S射向平面鏡MN上的O點(diǎn),已知光源每秒閃動(dòng)12次,則屏幕AB上每秒內(nèi)出現(xiàn)的光斑次數(shù)最多是多少?解析本題考查光的反射.(1)平面鏡轉(zhuǎn)過角時(shí),反射光線轉(zhuǎn)過2角,故反射光線轉(zhuǎn)過60°所用的時(shí)間:t=s=0.25 s.(2)在0.25 s的時(shí)間內(nèi)屏幕AB上出現(xiàn)的光斑次數(shù):n=ft=12×0.25個(gè)=3個(gè).(3)若第一個(gè)光斑恰好出現(xiàn)在A點(diǎn),則在0.25 s的時(shí)間里,屏幕AB上最多可出現(xiàn)4個(gè)光

19、斑,這也是屏幕AB上每秒內(nèi)出現(xiàn)的最多光斑數(shù).答案4個(gè)17.（10分）湖邊有一高塔，兩同學(xué)不登塔而估測(cè)出了塔高.他們有兩只小船、幾只浮標(biāo)和長(zhǎng)卷尺.請(qǐng)簡(jiǎn)述他們的測(cè)量原理、步驟和需要測(cè)量的物理量，并用所測(cè)的物理量表示塔高.解析本題考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.根據(jù)平面鏡成像原理，甲同學(xué)劃到湖內(nèi)適當(dāng)位置，立于船內(nèi)目觀湖內(nèi)塔的倒影，并通知乙同學(xué)在塔影頂端水面位置放置一浮標(biāo).兩同學(xué)協(xié)作測(cè)出甲同學(xué)的眼睛到水面的距離、甲同學(xué)到浮標(biāo)的距離、浮標(biāo)到塔底的距離.設(shè)塔高為（光路圖如圖），由幾何關(guān)系得：/=/，=/.故塔高為：/.答案原理略塔高為/18.（10分）光導(dǎo)纖維長(zhǎng)l，其折射率為n，光從一個(gè)端面進(jìn)入，

20、從另一端面射出，光在光纖中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是多少？解析光在光導(dǎo)纖維內(nèi)是以全反射的方式傳播的，每次的入射角都大于或等于臨界角，但等于臨界角時(shí)路程最大，時(shí)間最長(zhǎng)，如圖所示.由幾何關(guān)系知：sinC=s=nl設(shè)光經(jīng)N次全反射從另一個(gè)端面射出，則總路程為s.s=(N+1)s=(N+1)nl=n(N+1)l=nl光在玻璃中的傳播速度v=光在玻璃中傳播的時(shí)間t=.答案19.（12分）雨過天晴，人們常看到天空中出現(xiàn)彩虹，它是由陽光照射到空中彌漫的水珠上時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說明這個(gè)現(xiàn)象時(shí)，需要分析光線射入水珠后的光路.一束細(xì)光線射入水珠，水珠可視為一個(gè)半徑為R的球，球心O到入射光線的垂直距離為d.水的折射率為n.(1

21、)在圖上畫出該束光線射入水珠內(nèi)，經(jīng)一次反射后，又從水珠中射出的光路圖；(2)求這束光線從射向水珠到射出水珠每一次偏轉(zhuǎn)的角度.解析本題考查光的折射.（1）光路如圖所示.（2）以、表示入射角、折射角，由折射定律得sin=nsin、表示每一次偏轉(zhuǎn)的角度.由反射定律、折射定律和幾何關(guān)系可知sin=-=-2=-由以上各式解得=arcsin-arcsin=-2arcsin=arcsin-arcsin.答案（1）圖略.（2）arcsin-arcsin-2arcsinarcsin-arcsin11 / 11文檔可自由編輯打印廷閨臍壇俗澎芒橇醉貫蓬婿亨果灤社豈逛侗鍛氣殷坦兄絞頗扦緒縛捏噴桶貞冠象額碎促著貳疫散嶄堆簿釀苫枕?xiàng)鳘b按纖虹隧粘只狄斌翠糕儒仆究肚鴨婪骯宗硬緯屏邱蕉態(tài)亥宋枚技刪躇蘋周繡或拍佐鄭島