（高中物理）物理選修34第十三章《光》單元測試

1、物理選修3-4第十三章光單元測試說明：本試卷分為第、卷兩局部，請將第一卷選擇題的答案填入題后括號內(nèi)，第二卷可在各題后直接作答共100分，考試時(shí)間90分鐘。第一卷選擇題共40分一、此題共10小題，每題4分，共40分在每題給出的四個(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)在地球外表不存在大氣層，那么白晝時(shí)間將會(huì) a變長b變短c不變d無法確定2關(guān)于日食和月食,以下說法正確的選項(xiàng)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),可看到月全食

2、3對以下自然現(xiàn)象描述正確的選項(xiàng)是 a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4如下列圖，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假設(shè)用和分別表示三棱鏡對紅光和藍(lán)光的折射率，以下說法中正確的選項(xiàng)是 a，a為藍(lán)光，b為紅光b>，a為藍(lán)光，b為

3、紅光ca光在玻璃中的傳播速度比b光大da光在玻璃中的傳播速度比b光小5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),下述正確的選項(xiàng)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6潛水員在折射率為的海水下h深處，向上觀察水面，能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 as與水深h成正比 bs與水深h成反比cs與水深h的平方成正比 ds與水深h的平方成反比7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

4、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)為哪一項(xiàng)正確的 aa中的字比b中的高 bb中的字比a中的高ca、b中的字一樣高 d無法比較8公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的假設(shè)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，以下說法正確的選項(xiàng)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紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大9一束復(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、ba光在玻璃中的傳播速度比b光大,那么以下哪個(gè)光路圖是正確的 10如下列圖，用透明材料做成一長方

5、體形的光學(xué)器材，要求從上外表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第二卷非選擇題共60分二、此題共5小題,每題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,反光膜一般由鍍在玻璃微珠上的銀層組成,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12如下列圖是一塊用折射率n=2的玻璃制成的透明體的橫截面，ab是半徑為r的圓弧，ac邊與bc邊垂直，aoc=60°當(dāng)一束平行黃色光垂

6、直照到ac上時(shí)，ab局部的外外表只有一局部是黃亮的，其余是暗的那么黃亮局部的弧長為13一半圓形玻璃磚，玻璃的折射率為3，ab為其直徑，長度為d，o為圓心，一束寬度恰等于玻璃磚半徑的單色平行光束垂直于ab從空氣射入玻璃磚，其中心光線p通過o點(diǎn)，如下列圖m、n為光束邊界光線那么m、n射出玻璃磚后的相交點(diǎn)距o點(diǎn)的距離為14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638×m)為15某同學(xué)在測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

7、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三、此題共4小題，共40分解容許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

8、束通過狹縫s射向平面鏡mn上的o點(diǎn),光源每秒閃動(dòng)12次,那么屏幕ab上每秒內(nèi)出現(xiàn)的光斑次數(shù)最多是多少?1710分湖邊有一高塔，兩同學(xué)不登塔而估測出了塔高他們有兩只小船、幾只浮標(biāo)和長卷尺請簡述他們的測量原理、步驟和需要測量的物理量，并用所測的物理量表示塔高1810分光導(dǎo)纖維長l，其折射率為n，光從一個(gè)端面進(jìn)入，從另一端面射出，光在光纖中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間是多少？1912分雨過天晴，人們?？吹教炜罩谐霈F(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n1在圖上畫出該

9、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)的角度參考答案1 解析此題考查太陽光線在大氣層中的折射由于地球大氣層對太陽光線的折射，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)地球外表不存在大氣層時(shí)，白晝時(shí)間將會(huì)變短故正確選項(xiàng)為b。2 解析此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,有局部太陽光線到達(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

10、半影區(qū)a、c時(shí),由于仍有局部光線射到整個(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)月球一局部進(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對答案abd。3 解析此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

11、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。4 解析此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。5 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。6 解析此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=

12、那么c=45°如下列圖，可知r=h 所以s=由上式可知正確選項(xiàng)為c。7 解析此題考查折射成像光路圖如下列圖圖甲中的字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8 解析此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，那么視深為=,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)的光路如下列圖，由sinc=知，紅光的臨界角c最大，那么紅燈照亮的水面半徑r=htanc最大

13、，所以紅燈照亮的水面面積s=也最大。故正確選項(xiàng)為d。9 解析此題考查介質(zhì)對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10 解析此題考查光的折射及全反射光路圖如下列圖，從圖中可以看出，為使上外表射入的光線經(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°，那么折射率n=1/sinc故正確選項(xiàng)為b。11 解析此題考查光的反射的應(yīng)用光

14、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,再從玻璃珠折射出來,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。12 解析假定光線mn射到ab界面上時(shí)恰好發(fā)生了全反射，那么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局部是亮的由sinc=1/n得c=30°由幾何關(guān)系知=30°，所以弧nb的長度：s=30°/360°×2r=r/6所以黃亮局部的弧長是r/6。13 解析此題考查光的折射光路如下列圖由幾何關(guān)系知,邊界光線在圓形界面上的入射角

15、=arcsin=arcsin=30°，由折射定律n=得sin=nsin=那么折射角=60° 那么o=2×cot=32d14 解析此題考查光的直線傳播假設(shè)在地球北極上俯視，將看到地球做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)如下列圖，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外表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)=638××(-1) m=99×m15 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，延長至玻璃界面為入射點(diǎn)m；連接、作為出射光線，

16、反向延長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，那么入射角和折射角如下列圖由折射定律得：n=。16 解析此題考查光的反射。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=025 s2在025 s的時(shí)間內(nèi)屏幕ab上出現(xiàn)的光斑次數(shù):n=ft=12×025個(gè)=3個(gè)。3假設(shè)第一個(gè)光斑恰好出現(xiàn)在a點(diǎn),那么在025 s的時(shí)間里,屏幕ab上最多可出現(xiàn)4個(gè)光斑,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解析此題考查學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(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：/18 解析光在光導(dǎo)纖維內(nèi)是以全反射的方式傳播的，每次