2011課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第14章 光的傳播單元評(píng)估

第十四章 單元評(píng)估(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1如右圖所示，a、b、c三條光線交于一點(diǎn)S，如果在S點(diǎn)前任意位置放一塊平面鏡M，則a、b、c三條光線的反射光線()A可能交于一點(diǎn)，也可能不交于一點(diǎn)B一定不交于一點(diǎn)C一定交于平面鏡前一點(diǎn)D反射光線的反向延長(zhǎng)線交于鏡后一點(diǎn)【解析】用光路可逆性分析可知：我們把a(bǔ)、b、c看成平面鏡M的反射光線，S是平面鏡中的虛像，根據(jù)平面鏡前的物體與其像對(duì)稱的關(guān)系，我們可以找到相應(yīng)的點(diǎn)光源S0和光路，由此可知：a、b、c三條光線的反射光線一定交于平面鏡前一點(diǎn)，這一點(diǎn)與S點(diǎn)關(guān)于平面鏡對(duì)稱，故C正確【答案】C2如右圖所示，甲、乙分別為兩種單色光在空氣和玻璃兩界面的sin i sin 圖象，i為入射角，為折射角，圖中虛線與橫軸的夾角為45°，則下列說法中正確的是()A不斷增大入射角，兩種單色光都會(huì)發(fā)生全反射B不斷增大入射角，兩種單色光都不會(huì)發(fā)生全反射C甲光的頻率大于乙光的頻率D甲光在真空中的波長(zhǎng)大【解析】由圖象可知，兩種光發(fā)生折射時(shí)，入射角小于折射角，所以都是從玻璃射入空氣中，所以不斷增大入射角，兩種單色光都會(huì)發(fā)生全反射，A正確；當(dāng)在空氣中的角即相同時(shí)，甲光在玻璃中的角度大，故甲光的頻率低，在真空中的波長(zhǎng)大，所以C錯(cuò)；D正確【答案】AD3如右圖所示，玻璃棱鏡的截面為等腰三角形，頂角為30°，一束光線垂直于ab面射入棱鏡，又從ac面射出出射光線與入射光線之間的夾角為30°，則此棱鏡材料的折射率是()A.B.C. D.【解析】過ac面作出法線，如右圖，可知230°，160°，所以n.【答案】D4如下圖所示為一塊建筑用幕墻玻璃的剖面圖，在其上建立直角坐標(biāo)系xOy，設(shè)該玻璃的折射率沿y軸正方向發(fā)生變化現(xiàn)有一單色光a從原點(diǎn)O，以某一入射角由空氣射入該玻璃內(nèi)部，且單色光a在玻璃內(nèi)部的傳播路徑如圖中實(shí)線所示則玻璃的折射率沿y軸正方向發(fā)生變化的情況是()A折射率沿y軸正方向減小B折射率沿y軸正方向先減小后增大C折射率沿y軸正方向增大D折射率沿y軸正方向先增大后減小【解析】本題考查光的折射規(guī)律、全反射的條件任取一個(gè)平行于x軸的界面，作入射點(diǎn)的入射光線和折射光線會(huì)發(fā)現(xiàn)折射角總是大于入射角，說明界面上方的介質(zhì)為光疏介質(zhì)，下方為光密介質(zhì)，沿y軸正方向的折射率越來越小，光線最終發(fā)生全反射A項(xiàng)正確【答案】A5夏天，海面上的下層空氣的溫度比上層低，我們?cè)O(shè)想海面上的空氣是由折射率不同的許多水平氣層組成的，遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線由于不斷被折射，逐漸偏離原來的方向，以至發(fā)生全反射，人們逆著光線看去就出現(xiàn)了蜃景，如下圖所示，下列說法中正確的是()A海面上，上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小B海面上，上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要大CA是蜃景，B是景物DB是蜃景，A是景物【答案】AC6如右圖所示，兩束單色光a、b分別照射到玻璃三棱鏡AC面上，穿過三棱鏡后互相平行，則()Aa光頻率高Bb光頻率高Ca光穿過棱鏡時(shí)間短Db光穿過棱鏡時(shí)間短【解析】b光的入射角大于a光，而穿過三棱鏡后互相平行，說明玻璃對(duì)b光的折射率大，b光的頻率高，光子能量大，A錯(cuò)B對(duì)；a光在棱鏡中通過的路程比b光小，而a光在棱鏡中的速度又比b光大，因此a光穿過棱鏡的時(shí)間短，C對(duì)D錯(cuò)試題通過折射考查光子頻率的判斷和光在棱鏡中穿越時(shí)間的比較，本題難度中等【答案】BC72010年我國“嫦娥奔月”工程將完成載人登月計(jì)劃假設(shè)月球上的兩名宇航員之間利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行通訊聯(lián)系如下圖所示，一條圓柱形的光導(dǎo)纖維，長(zhǎng)為L(zhǎng)，它的玻璃芯的折射率為n1，外層材料的折射率為n2，光在空氣中的傳播速度為c，若光從它的一端射入經(jīng)全反射后從另一端射出所需的最長(zhǎng)時(shí)間為t，這時(shí)全反射的臨界角C滿足sin C，則下列說法中正確的是 ()An1>n2，t Bn1<n2，tCn1>n2，t Dn1<n2，t【答案】C8如右圖所示，一個(gè)由很薄(厚度不計(jì))的玻璃圍成的三棱鏡，內(nèi)封有空氣把三棱鏡放在水中現(xiàn)有一束很細(xì)的具有兩種不同頻率的復(fù)色光P從三棱鏡的AB邊射入，經(jīng)過二次折射后，先后有a、b兩束光從三棱鏡的AC邊上R、Q點(diǎn)射出根據(jù)上述現(xiàn)象，可以判斷以下說法中正確的是()Ab光的頻率比a光的頻率高B在三棱鏡中a光傳播時(shí)間比b光的短C用a、b兩種光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在相同條件下，b光干涉條紋間距比a光大D當(dāng)a、b兩光由水中射向空氣產(chǎn)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的臨界角大【解析】本題考查不同色光的特點(diǎn)作出光路可知，a光比b光折射程度大，因此a光頻率比b光的高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)幾何關(guān)系，它們?cè)谌忡R中a光的路程長(zhǎng)，由于在空氣中的速度可以認(rèn)為等于真空中的速度，因此a光在三棱鏡中傳播時(shí)間比b光的長(zhǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；b光波長(zhǎng)比a光長(zhǎng)，因此在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由x可知，b光干涉條紋間距比a光大，C項(xiàng)正確；水對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的大，因此由sin C可知，兩光由水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的小，D項(xiàng)錯(cuò)誤本題難度中等【答案】C9如右圖所示，有一光束與界面成45°入射角射到半徑為R的半玻璃球的球心O點(diǎn)處，折射光束與界面夾角為60°.現(xiàn)讓光線向界面方向偏轉(zhuǎn)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)半玻璃球且保持半玻璃球上表面始終水平，則出射光線照亮玻璃球的最大截面積是 ()A. B.C. D.【解析】當(dāng)光束以45°角入射時(shí)，折射角為30°，n.當(dāng)光線向界面靠近時(shí)，當(dāng)入射角等于90°時(shí)，折射光線照亮玻璃球的截面積最大，此時(shí)折射角45°，被照亮的截面半徑rRsin 45°R，被照亮的最大截面積Sr2，故B選項(xiàng)正確【答案】B10如右圖所示為一直角棱鏡的橫截面，bac90°，abc60°，一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡已知棱鏡材料的折射率n，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線()A從ab面射出B從ac面射出C從bc面射出，且與bc面斜交D從bc面射出，且與bc面垂直【解析】根據(jù)折射定律，光從棱鏡射向空氣，若發(fā)生全反射，入射角應(yīng)大于臨界角先求臨界角C，因sin C，所以C45°，n，sin 1nsin 2·sin 30°，145°，因此光束在棱鏡中的光路如圖所示，【答案】BD二、非選擇題11(1)在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如下圖、和所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚他們的其他操作均正確，且均以aa、bb為界面畫光路圖，則：甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(2)某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，他以O(shè)點(diǎn)為圓心，10.00 cm為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)交OO連線的延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn)，如右圖所示用刻度尺量得OB8.00 cm，CD4.00 cm.由此可得出玻璃的折射率n_.【解析】(1)用圖測(cè)定折射率時(shí)，玻璃中折射光線偏了，所以折射角增大，折射率減?。挥脠D測(cè)折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)；用圖測(cè)折射率時(shí)，無法確定折射光線偏折的大小，所以測(cè)得的折射率可大、可小、可不變【答案】(1)偏小不變可能偏大、可能偏小、可能不變(2)1.512一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為的透明材料制成現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如右圖所示已知入射光線與桌面的距離為R/2.求出射角.【解析】設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線因此，圖中的角為入射角過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B.依題意，COB.又由OBC知sin 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為，由折射定律得 由式得30° 由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角(如圖)為30°.由折射定律得 因此sin 解得60°.【答案】60°13透明光學(xué)材料制成的直角三棱鏡，B30°，其折射率為，一束波長(zhǎng)為566 nm的單色光垂直于AC面射向棱鏡(如右圖所示)，入射點(diǎn)為O，求：(1)此單色光在棱鏡中的波長(zhǎng)；(2)該光射出棱鏡的折射角【解析】(1)n400 nm.(2)sin CC45°<60°故光線在AB面發(fā)生全反射光線在BC面的折射角為解得45°.【答案】(1)400 nm(2)45°14如下圖所示，一束光線以60°的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P.現(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，如圖中虛線所示，則進(jìn)入透明體的光線經(jīng)平面境反射后再從透明體的上表面射出，打在光屏上的光點(diǎn)P，與原來相比向左平移了3.46 cm，已知透明體對(duì)光的折射率為.(1)作出后來的光路示意圖，標(biāo)出P位置；(2)透明體的厚度為多大？(3)光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長(zhǎng)？【解析】(1)光路圖如下圖所示(2)由折射定律sin nsin 代入數(shù)據(jù)解得：30°設(shè)透明體的厚度為d2dtan 2dtan 2 dd2 cmd1.5 cm.(3)光在透明體里運(yùn)動(dòng)的速度v光在透明體里運(yùn)動(dòng)的路程s2·光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是t2×1010 s.【答案】(1) (2)1.5 cm(3)2×1010 s