上學(xué)期高三同步測控優(yōu)化訓(xùn)練物理光學(xué)綜合B卷

1、高中同步測控優(yōu)化訓(xùn)練(六)光學(xué)綜合(B卷)說明：本試卷分為第、卷兩部分，請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.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請把它填在括號(hào)內(nèi).1.下列說法中不正確的是A.一切物體都在不停地輻射紅外線,物體的溫度越高,輻射的紅外線波長越短B.紅外線容易穿過云霧煙塵,所以可用作紅外線遙感、高空攝影、衛(wèi)星地面攝影等C.紅外線、可見光、紫外線是原子內(nèi)層電子受激后產(chǎn)生的D.紅外線的頻率比紅光低,它的顯著作用是熱作用解析:本題考查紅外線的特點(diǎn).AB

2、D正確，C不正確.答案:C2.下面是四種與光有關(guān)的事實(shí):用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào) 用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度 一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶 水面上的油膜呈現(xiàn)彩色其中與光的干涉有關(guān)的是A. B.C.D.解析:本題考查光的某些基本知識(shí).與光的干涉有關(guān)的是.答案:B3.蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì),在白光照射下常會(huì)呈現(xiàn)美麗的色彩,這是A.光的色散現(xiàn)象B.光的干涉現(xiàn)象C.光的全反射現(xiàn)象D.蚌殼凹面對光的會(huì)聚現(xiàn)象解析:本題考查的是薄膜干涉.正確選項(xiàng)為B.答案:B4.早上太陽從東方升起,人們看到太陽是紅色的,這是因?yàn)锳.紅光沿直線傳播B.紅光的波長最長,衍射現(xiàn)象明顯C.紅光的折射率小,傳播速度大D

3、.紅光更容易引起人們的視覺解析:清晨日出或傍晚日落時(shí),看到太陽呈現(xiàn)紅色,這是因?yàn)榇藭r(shí)太陽光幾乎平行于地平面,穿過的大氣層最厚.由于在可見光中紅光波長最長,衍射現(xiàn)象明顯,易到達(dá)觀察者,故正確選項(xiàng)為B.答案:B5.2002年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者賈科尼領(lǐng)導(dǎo)研制了世界上第一個(gè)宇宙X射線探測器愛因斯坦X射線天文望遠(yuǎn)鏡,并借此首次發(fā)現(xiàn)了宇宙深處的X射線源,獲得了宇宙早期演化以及星系的數(shù)據(jù)和資料.其中X射線的產(chǎn)生機(jī)理為A.原子中自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生B.原子的外層電子躍遷產(chǎn)生C.原子的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D.處于激發(fā)態(tài)的原子核躍遷產(chǎn)生解析:本題考查X射線的產(chǎn)生機(jī)理.X射線是由原子的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生的,故正確選項(xiàng)為C.

4、答案:C6.平時(shí)我們看到的天空都是蔚藍(lán)色的,對于其原因說法正確的是A.太陽光中的藍(lán)、靛、紫光波長比較短,不容易繞過空氣等微粒而傳播,一部分藍(lán)、靛、紫光散射到空中形成的B.這是太陽光在大氣中被吸收的結(jié)果C.這是因?yàn)榇髿馕樟颂柟庵械乃{(lán)光形成的D.這是因?yàn)樗{(lán)光的頻率比較大,折射率比較大,傳播的速度比較小解析:本題考查太陽光在大氣中的散射現(xiàn)象.大氣本身是無色的,天空的蔚藍(lán)色是大氣分子、冰晶、塵埃等和陽光共同作用的結(jié)果.陽光進(jìn)入大氣時(shí),波長較長的紅、橙光易繞過大氣分子等,射向大地;而波長較短的藍(lán)、靛、紫光碰到大氣分子、冰晶等,很容易發(fā)生散射現(xiàn)象,一部分藍(lán)、靛、紫光散射到天空中,天空便呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色了.

5、答案:A7.我國南宋時(shí)的程大昌在其所著的演繁露中敘述道：“凡風(fēng)雨初霽，或露之未晞，其余點(diǎn)綴于草木枝葉之末，日光入之五色俱足，閃爍不定，是及日之光晶著色于水，而非雨露有所五色也.”文中所述是下列哪種光現(xiàn)象A.反射B.色散C.干涉D.衍射解析:本題是光學(xué)知識(shí)與語文知識(shí)的綜合題.這段古代漢語的大致意思是:大體上風(fēng)雨過后,天氣轉(zhuǎn)晴.有時(shí)會(huì)有沒蒸發(fā)掉的水珠,它們點(diǎn)綴在草木枝葉之上,陽光照著它們,它們便呈現(xiàn)出五種色彩,并不停地閃爍.這是太陽光的顏色呈現(xiàn)在水珠上,并不是雨露水珠有五種顏色.以上現(xiàn)象是白光經(jīng)過水珠多次折射造成的,屬于光的色散現(xiàn)象.故正確選項(xiàng)為B.答案:B8.一束單色光從空氣射入水中,則A.光的

6、顏色不變,波長、光速都變小B.光的顏色、波長都不變，光速變小C.光的顏色改變，波長不變，光速變小D.光的顏色改變，波長和光速都變小解析:光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì)時(shí)，其頻率不變，光的顏色是由光的頻率決定的，因此光的顏色不變.設(shè)光在真空中的波長和光速分別為0和c,水的折射率為n，則光在水中的波長和光速分別為=,v=,因此均變小.故正確選項(xiàng)為A.答案:A9.水中的空氣泡、玻璃中的空氣泡,看上去比較亮,對這一現(xiàn)象表述正確的是A.空氣泡對光線有會(huì)聚作用B.空氣泡對光線有發(fā)散作用C.從空氣泡到達(dá)水或玻璃與氣泡分界面處的光一部分發(fā)生全反射形成的D.從水中或玻璃中射到空氣泡界面處的光一部分發(fā)生全反射形成的解析

7、:當(dāng)光從水中或玻璃中射到空氣泡的界面處時(shí),一部分光的入射角大于或等于臨界角,發(fā)生了全反射現(xiàn)象,所以水中的空氣泡和玻璃中的空氣泡看起來比較亮.答案:D10.如圖所示,一條紅色光線和另一條紫色光線,以不同的角度同時(shí)沿不同的半徑方向射入同一塊半圓形玻璃磚,其透射光線都是由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出.則可知A.AO是紅光,它穿過玻璃磚所需時(shí)間較長B.BO是紅光,玻璃磚對它的折射率較大C.AO是紫光,它穿過玻璃磚所需時(shí)間較長D.BO是紫光,它穿過玻璃磚所需時(shí)間較短解析:本題考查光的折射及光在介質(zhì)中的速度.由圖及折射定律知,玻璃對AO的折射率大,對BO的折射率小.由于玻璃對紅光的折射率小,對紫光的折射率大,所

8、以BO為紅光,AO為紫光.光在介質(zhì)中的傳播速度為v=,可知紅光在玻璃中的速度大于紫光在玻璃中的速度.由t=知,紅光比紫光穿過玻璃所需的時(shí)間短.故正確選項(xiàng)為C.答案:C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.11.光在某種介質(zhì)中的傳播速度為1.5×108 m/s,則光從此介質(zhì)射向真空的臨界角是_.解析:本題考查折射定律及全反射.折射率為n=2則sinC=故臨界角為30°.答案:30°12.用三棱鏡可使陽光折射成一條彩色光譜帶,如圖所示,則B、C、D分別為_、_、_.將一瓶綠藻放在A處,則B、C、D三段變暗的是_、_.

9、解析:由光譜知識(shí)知,B為紅光區(qū),C為綠光區(qū),D為藍(lán)光區(qū).因?yàn)榫G藻顯綠色,所以它對綠光吸收最弱,對紅光、藍(lán)光吸收較強(qiáng),故B、D段變暗.答案:紅光區(qū) 綠光區(qū) 藍(lán)光區(qū) B段 D段13.等腰三棱鏡ABC的頂角是30°,光線從AB面垂直射入,從AC面射出.若出射光線與入射光線的夾角是30°,如圖所示,則此棱鏡的折射率為_.解析:本題考查光的折射.光路如圖所示.由幾何關(guān)系知入射角1=30°,折射角2=60°,由折射定律得棱鏡的折射率為n=.答案:14.S1和S2是兩個(gè)相干的光源,發(fā)出的光波的波長為4.00×10-7 m , A點(diǎn)與S1和S2的路程差為1.8

10、0×10-6 m.若光源S1和S2的振動(dòng)方向相同,則A點(diǎn)將出現(xiàn)_條紋;若光源S1和S2的振動(dòng)方向相反,則A點(diǎn)將出現(xiàn)_條紋.(填“亮”或“暗”)解析:本題考查光的干涉中出現(xiàn)明暗條紋的條件.n=若光源S1和S2的振動(dòng)方向相同,則A點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋;若光源S1和S2的振動(dòng)方向相反,則A點(diǎn)將出現(xiàn)亮條紋.答案:暗 亮15.在利用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)分劃板中心刻線對齊某明條紋的中心時(shí),記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)p1;轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭使分劃板中心刻線對齊第4條明紋的中心時(shí),記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)p2.利用刻度尺測出雙縫到屏的距離l,要求出相應(yīng)光波的波長,還需已知的物理量是_.如果這一已知量用x表示,則的

11、數(shù)學(xué)表達(dá)式是_.解析:本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn).還需已知雙縫的寬度x,由得:=.答案:雙縫的寬度 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數(shù)值和單位.16.(8分)如圖所示，用折射率n=的透明材料做的空心球，內(nèi)、外半徑分別為a和b.內(nèi)球面上涂一層能完全吸收光的物質(zhì)，則當(dāng)被一束平行光照射時(shí)，被吸收掉的光束截面面積為多大？解析:不被吸收的臨界光線是折射進(jìn)球內(nèi)與內(nèi)球相切的光線，如圖所示.這條光線在球外的入射光線與水平直徑的距離即被吸收掉的光束截面半徑.由折射定律sin1=nsin2=n(3分)得R=bsin1

12、=na(3分)則所求光束截面的面積為S=R2=2a2.(2分)答案:2a217.(10分)對光學(xué)儀器定標(biāo)時(shí),需要確定兩條平行光線的精確間距x.可以用如下辦法:先使兩條光線垂直且對稱地射到一根圓柱形的玻璃棒上,如圖所示,棒的半徑為R,折射率n=1.60,然后調(diào)節(jié)兩條光線間的距離,直到它們正好聚焦在玻璃棒圓周上對面的一點(diǎn).試求x.解析:本題考查光的折射.設(shè)入射角為1,折射角為2,由幾何關(guān)系知1=22(2分)則n=2cos2=1.6(2分)解得cos2=0.8(1分)sin2=0.6(1分)sin1=nsin2=1.6×0.6=0.96(2分)則x=2Rsin1=1.92R.(2分)答案:

13、1.92R18.(10分)半圓柱透鏡的截面如圖所示,圓心為O,半徑OA=R.一束光從半徑OA的中點(diǎn)垂直于界面射入透鏡后,從圓弧面射出時(shí)出射光線相對于入射光線偏折了15°.求透鏡的折射率.要使這束光線不能從圓弧面射出,可使透鏡從圖示位置沿垂直于入射光線方向平移多少?解析:在圓弧面上,入射角為30°,折射角為45°,透鏡的折射率n=(2分)在圓弧面上,全反射臨界角sinC=(1分)C=45°(1分)要使光在圓弧面上發(fā)生全反射,可使透鏡下移,使得光束在圓弧面上入射角大于等于45°,則下移距離至少為d1=R(3分)也可使透鏡上移,使光束在圓弧面上入射角大于等于45°,則上移距離至少為d2=R.(3分)答案: R或R19.(12分)一路燈距地面的高度為h,身高為l的人以速度v勻速行走,如圖所示.(1)試證明人的頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\(yùn)動(dòng);(2)求人影的長度隨時(shí)間的變化率.解析:(1)設(shè)在t=0時(shí)刻,人位于路燈的正下