2010-2011学年度高二物理下学期单元检测3 光学（含解析）旧人教版

图 1 甲 乙 2010 20112010 2011 学年度下学期学年度下学期 高二物理单元检测 高二物理单元检测 3 3 原人教版原人教版 命题范围命题范围 光学 光学 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 至少有一个选项是正确 的 全部选对得 4 分 对而不全得 2 分 1 根据如图所示的漫画 判断下列说法正确的是 A 人看到的是鱼的实像 位置变浅了 B 人看到的是鱼的虚像 位置变浅了 C 鱼看到的是人的实像 位置偏低些 D 鱼看到的是人的虚像 位置偏高些 2 如图所示 一条光线通过一个在水中的球形空气泡 下列光线中能够正确表示出射光线 路径的是 A 光线 1 B 光线 2 C 光线 3 D 光线 4 3 图 1 是在观察光的衍射现象的实验中观 察到的衍射图样 黑线为暗纹 甲 乙 图中表示障碍物是不透明圆盘的衍射图 样的应是 A 甲 B 乙 C 甲 乙都是 D 甲 乙都不是 4 关于双缝干涉实验 以下说法中正确的是 A 用白光照射双缝 在屏上出现彩色条纹的原因是各种色光的速度不同 B 若将其中一条缝堵住 屏上的条纹图样不会改变 C 在相同条件下 紫光的条纹间距比红光的条纹间距宽 D 若在两条缝前分别放上红色和绿色玻璃片 屏上将不会有干涉条纹 5 下图所示的 4 种明暗相间的条纹 分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成 的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 灰黑色部分表示亮 纹 则在下面的四个图中从左往右排列 亮条纹的颜色依次是 A 红黄蓝紫B 红紫蓝黄C 蓝紫红黄D 蓝黄红紫 6 一束复色光由空气射向一块两面平行的平面玻璃砖 经折射分成两束单色光如a b所 示 已知该玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 下列哪个光路图可能正确 ABCD aa aa b b b b 7 某棱镜顶角 41 30 一束白光以较大的入射角从棱镜的一个 侧面射入 通过棱镜后从另一个侧面射出 在光屏上形成由红到 紫的彩色光带如图所示 当入射角i逐渐减小到零的过程中 彩色光带变化情况是 色光紫蓝绿黄橙红 折射率1 5321 5281 5191 5171 5141 513 临界角40 75 40 88 41 17 41 23 41 34 41 37 A 紫光最先消失 最后只剩下橙光 红光 B 紫光最先消失 最后只剩下黄光 橙光和红光 C 红光最先消失 最后只剩下紫光 靛光和蓝光 D 红光最先消失 最后只剩下紫光 靛光和蓝光和绿光 8 如图甲所示是一个用折射率n 2 4 的透明介质做成的四棱柱的镜截面图 其中 A C 90 B 60 现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面 图乙中完整表示光线行进的过程是 9 如图 7 所示 AB为一块透明的光学材料左侧的端面 建立如图直角坐标系 设该光学 材料的折射率沿y轴正方向均匀减小 现有一束单色光a从原点O以某一入射角 由 空气射入该材料内部 则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个 10 如右图所示 空气中有一块截面为扇形的玻璃砖 折射率为2 现有一细光束 垂 直射到AO面上 经玻璃砖反射 折射后 经OB面平行于入射光束返回 AOB为 135 圆半径为r 则入射点P距圆心O的距离为 A r sin 15 B r sin 7 5 C r 2 1 D r 4 1 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 26 分 把正确答案填写在题中的横线上 或按题目要求作答 11 4 分 如图所示 水面上漂浮着一个直径为 d 的圆形 木板 在圆心 O 处垂直木板插上一个大头针 当调节大 头针在水下的长度为 h 时 从水面上刚好看不到大头针 试求水的折射率是 12 4 分 如图所示 光线入射到一玻璃球上 玻璃的折 射率为万 入射角是 60 射入球体的光线经过一次反 射后 再经过一次折射 从球体中射出的光线和入射光 线间的夹角是 13 4 分 某同学由于没有量角器 在完成了光路图以后 以O点为圆心 10 00cm 长为半径画圆 分别交线段 OA于A点 交O和O 连线延长线于C点 过A点 作法线NN 的垂线AB交NN 于B点 过 C点作法 线NN 的垂线CD交NN 于D点 如图 7 所示 用刻度尺量得OB 8 00cm CD 4 00cm 由此可 得出玻璃的折射率n 14 8 分 某同学用如图甲所示的实验装置 做用双缝干涉测光的波长的实验 他用带 有游标尺的测量头 图乙所示 测量相邻两条亮条纹间的距离 x 转动测量头的手轮 使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹 将这一条纹确定为第一亮条纹 的中心 此 时游标尺上的示数情况如图丙所示 转动测量头的手轮 使分划板的中心刻线对齐第 6 亮条纹的中心 此时游标尺上的示数情况如图丁所示 则图丙的示数x1 mm 图丁的示数x2 mm 如果实验中所用的双缝间的距离d 0 20mm 双缝到屏的距离l 60cm 则计算波长的表达式 用已知量 和直接测量的符号表示 根据以上数据 可得实验中测出的光的波长 m 图 7 A BC D O P1P2 P3 P4 15 6 分 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实 验时 先在白纸上放好圆弧状玻璃砖 在玻璃 砖的一侧竖直插上两枚大头针P1 P2 然后在 玻璃砖的另一侧观察 调整视线使P1的像被 P2的像挡住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大 头针P3和P4 使P3挡住P1和P2的像 P4挡 住P3以及P1和P2的像 在纸上已标出大头针 位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图所示 O为两 圆弧圆心 图中已画出经过P1 P2点的入射 光线 在图上补画出所需的光路 为了测出玻璃璃砖的折射率 需 要测量入射角和折射角 请在图中的AB分界面上 画出这两个角 用所测物理量计算折射率的公式n 三 计算题 共 34 分 要求写出必要的文字说明 主要方程式和重要演算步骤 有数值计 算的要明确写出数值和单位 只有最终结果的不得分 16 10 分 已知某一单色光在某种玻璃中的传播速度是3 108m s 1 这种玻璃的折射率为多大 2 要使这一单色光由空气射入这种玻璃 且使折射光线与反射光线之间的夹角为 90 则入射角应为多大 17 10 分 如图所示 M是一块平面镜 位于透明液体之中 镜面水平向上放置 一细 束光线竖直向下射来 穿过液体射到平面镜上 现将平面镜绕水平轴转动 15 角 光 线经平面镜反射后在液面处分成两束 这两束光线恰好垂直 作出光路图 并求出这 种液体的折射率 液面 液体液体 A A M M B 1 5 0 C C P P 18 14 分 如图所示 一束光线以 60 的入射角射到一水平放置的平面镜上 反射后在 正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P 现将一块上下两面平行的透明体平放在 平面镜上 如图中虚线所示 则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表 面射出 打在光屏上的光点P 与原来相比向左平移了 3 46cm 已知透明体对光的 折射率为3 1 作出后来的光路示意图 标出P 位置 2 透明体的厚度为多大 3 光在透明体里运动的时间多长 参考答案 一 选择题 每小题 4 分 共 40 分 1 BD 解析 本题考查了折射成像 水面下的鱼发出的光线 经水面发生折射后出射角变大 远离了法线 光线进入人 眼后 人眼逆着射来的光线寻找鱼 看到的是鱼的虚像 位置变浅了 光路图如左下图所示 岸上的人发出的光线 经水面发生折射后水中的折射角变小 靠近了法线 光线进入鱼眼后 鱼眼逆着射来的光线寻找 人 看到的是人的虚像 位置变高了 光路图如右上图所 示 2 A 解析 此类的题目要注意光在两种介质界面传播时 是 从光密介质到光疏介质 还是从光疏介质到光密介质 该 题是从空气到水 属于从光疏介质到光密介质 折射角要小于入射角 故 A 正确 3 A 4 D 5 B 解析 题图中第 1 3 为干涉图样 第 2 4 为衍射图样 1 的波长较长 为红光 3 为蓝光 2 的波长短 为紫光 4 为黄光 所以颜色顺序依次是红紫蓝黄 6 B 解析 因是平行玻璃砖则有 光线由空气射入玻璃时的入射角与由玻璃射入空气的折 射角相同 光线由空气射入玻璃时的折射角与由玻璃射入空气的入射角相同 因此射 出玻璃的光线应与入射玻璃的光线相平行 C D 错 玻璃对频率较大的光线折射率大 偏折作用大 B 正确 7 7 A 解析 屏上的彩色光带最上端为红色 最下端为紫色 当入射角i减小时 光线在棱 镜右侧面的入射角变大 因紫光临界角最小 所以紫光最先达到临界而发生全反射 故紫色最先在屏上消失 当入射角减小到i 0 时 仅剩下红光和橙光未达到临界角 而射出 到达光屏 故选 A 8 D 解析 光线射到 DC 面 反射是肯定的 四图都有 入射角为 300 能否发生折射呢 若折射率为 2 对应的临界角是 300 而题中折射率折射率 n 2 4 所以光在 DC 面发 生全反射 BC 错误 同理光在 AB 面再次发生全反射 从 BC 面射出但是在 BC 面有反 射 所以 D 项正确 9 D 解析 因为光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小 光线先要逐渐远离y轴 与x 平行后 由光路对称性可得返回的光线 故 D 正确 10 B 解析 在出射点D处 令出射时的折射角为r 入射角为i 在C点反射角和入射角 相等 设为 由几何关系知r 45 则 i r sin sin 2 有i 30 即有 2 30 45 故 7 5 PO r sin7 5 二 填空题 共 26 分 11 4 分 d dh 22 4 12 4 分 180 13 4 分 1 50 14 8 分 0 15 9 00 5 12 xx l d 5 9 10 7 解析 图丙中 主尺读数为 0mm 游标尺为 20 等分的 精确度为 0 05mm 游标尺第 3 刻度线与主尺上的刻度线对齐 所以游标尺的读数为 3 0 05mm 0 15mm 故总读 数为 0mm 0 15mm 0 15mm 同理可读出图丁的示数 9 00mm 相邻两条亮纹的间 距为 5 12 xx x 由 l xd 可知波长为 5 12 xx l d 代入数据求得 5 9 10 7mm 15 6 分 做图如图所示 A BC D O P1P2 P3 P4 i r 由折射定律可得 r i n sin sin 三 计算题 共 34 分 16 10 分 解 1 由 v c n 2 分 解得 折射率3 n 2 分 2 由 r i n sin sin i r 90 4 分 解得 i 60 2 分 17 10 分 解 依题意作出如图所示的光路图 5 分 图上不标相关角度的不扣分 由光路图 据折射定律可求得 该透明液体的折射率为 3 30sin 60sin 0 0 n 5 分 18 14 分 解析 1 光