人教版高中物理選修3-4第十三章《光》單元測(cè)試

1、精品試卷推薦下載高中物理學(xué)習(xí)材料（燦若寒星*整理制作）物理選修3-4第十三章光單元測(cè)試說明：本試卷分為第I、n卷兩部分，請(qǐng)將第I卷選擇題的答案填入題后括號(hào)內(nèi)，第n 卷可在各題后直接作答.共 100分，考試時(shí)間90分鐘。第I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，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2 .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8 .在月球的半影

2、區(qū)里能看到日偏食C.在月球進(jìn)入地的半影區(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9 .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

3、光屏上的同一點(diǎn) M若用“和門2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. n1V n2, a為藍(lán)光，b為紅光B. n1>n2, 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 J2的海水下h深處，向上觀察水面，能看到的天穹和周圍的景A.紅燈看起來較淺，紅燈照鳧的水向面積較小8 .紅燈看起來較深

4、，紅燈照亮的水面面枳較小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、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（）10 .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 J2B.折射率必須小于 V2C.折射率可取大于 1的任意值D.無論折射率是多大都/、可能量露S88888888888888888888888888)物都出現(xiàn)在水面上的一個(gè)圓形面積為（ ）A. S與水

5、深h成正比C. S與水深h的平方成正比7.用相同玻璃制成的厚度為 的凸面向上.從正上方分別觀察 的（）A. A中的字比B中的高C. A、B中的字一樣高8.公園里燈光噴泉的水池中有4 的深度和水面上被（）S的區(qū)域內(nèi).大于圓面積 S和深度h的美系，止確的說B. S與水深h成反比D. S與水深h的平方成反比a的止方體A和半徑為r=a的半球體B放在報(bào)紙上，半球體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B. B中的字比A中的高D.無法比較小于同一深度的若寸彩火.在晚上觀察小向顏色的彩燈 照亮的面積，下列說法正確的是第II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

6、在題中的橫線上或按題目要求作 圖.ba五J超微玻璃珠c 0：RI I口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Ａп苤樯系你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 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.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

7、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 .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 2h后仍能在正上方看到它，它的最低高度（地球半徑為 6. 38X 106 m）為.15 .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P1和P2,在另一側(cè)按正確方法再插兩枚大頭針P3和P4 ,移去大頭針和圓形玻璃后

8、，得圖如下：（1）從P3和P4 一側(cè)觀察時(shí)，P,、P2、P3、P4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a和3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、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.一 _ -2 兀，一16. （8分）如右圖所小,平面鏡 MN繞垂直于紙面的軸以角速度3= rad/s 勻速轉(zhuǎn)3動(dòng),AB為一段圓心在 O點(diǎn)的圓弧形屏幕，弦角/ AOB60。.有一束來自頻閃光源的平行光束通過狹縫S射向

9、平面鏡 MN上白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？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.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，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？精品試卷19. (12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

10、射光線的垂直距離 為d.水的折射率為n.(1)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.參考答案1 .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，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，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

11、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 .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. 夏天沙漠里接近沙面 的空氣溫度高，因而密度比上層的小，

12、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。4 .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ac光的折射率較大，所以a光為監(jiān)光 力光為紅光,n1<n2A正確.根據(jù)v=,a光的折射率比 nb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

13、光的偏向角最大，所以A D正確。懿hJOO6 .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，1, 2 一sin C=-=則/ C=45n 2如圖所示，可知 R=h所以S=tt R2=7t h2.由上式可知正確選項(xiàng)為 Co7 .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)P',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)。P推薦下載甲乙8

14、 .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hH=-,n1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)的光路如圖所不，由sin C=-n知，紅光的臨界角 C最大，則紅燈照亮的水面半徑 住htanC最大，所以紅燈照亮的水面面積3=兀R2也最大。故正確選項(xiàng)為Do9 .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。c .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 醇時(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正確口

15、10 .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，3和日2都必須小于臨界角 C,即81VC, 82 V由C而日1+日2=90°,故C> 45° ,則折射率n=1/sinCkv2 .故正確選項(xiàng)為Bo11 .解析本題考查光的反射的應(yīng)用O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MNI寸到ab界面上時(shí)恰好發(fā)生了全反射，則MNk方的光線一定在界面ab上發(fā)生

16、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NbfB分是亮的.sin C=1/n 得/ C=30°由幾何關(guān)系知0 =30。，所以弧Nb的長(zhǎng)度:s=30° /360 ° X 2 兀 R=兀 R6所以黃亮部分的弧長(zhǎng)是兀R/6 。13.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D入射角 2= =arcsin =arcsin =30° ,由折射定律 n= sin '1 D2sin =2萬一3信 sin &=nsin 02= 則折射角 自=60 則 OO =2X一 cot i2=32D.414 .解析本題考

17、查光的直線傳播.若在地球北極上俯視，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，a角即為日落后地球轉(zhuǎn)過的角度，h為最低高度衛(wèi)星瓦堂謖繆 2。a =x 360 =302411.h=R -1)=6 . 38x 106 x( -1) m=9 . 9X 105 mcos二cos3015 .解析(1)從P3和P4一側(cè)觀察，P3、P4和P1、P2的像應(yīng)在一條直線上.(2)連接P1、P2作為入射光線，延長(zhǎng)至玻璃界面為入射點(diǎn)M連接P3、P4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Q N所作的

18、直線是過出射點(diǎn) N點(diǎn)的界面法線，則入射角a和折射角3如圖所,一 sin :示.由折射定律得：n=sn。sin :16 .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-3J- s=0.c 2九23:n=ft =12 X 0. 25 個(gè)=3 個(gè)。(2)在0. 25 s的時(shí)間內(nèi)屏幕 AB上出現(xiàn)的光斑次數(shù)的時(shí)間里，屏幕AB上最多可出現(xiàn)4(3)若第一個(gè)光斑恰好出現(xiàn)在A點(diǎn)，則在0. 25 s 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儲(chǔ)、甲同學(xué)到浮標(biāo)的距離&、浮標(biāo)到塔底的距離S2 .設(shè)塔高為h2(光路圖如圖)，由幾何關(guān)系得：h2/ hi = S2/Si ,h2 = hiS2/ Si .故塔高為：hiS2/Si .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。(2)以濟(jì)、62表示入射角、折射角，由折射定律得sin