1、单元综合测试十三(光)本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分考试时间为90分钟第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1(2010全国卷)某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像这棵树的高度约为()A5.5mB5.0mC4.5m D4.0m图1解析：设初态树与镜面距离为L，成
2、像于像1位置，人向前走6 m等效于人不动树向后退6 m，则树成像于像2位置，设树高为h，由图中几何关系有(式)、(式)，由联立解得h4.5 m，所以本题只有选项C正确答案：C2如下图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45，下面四个光路图中，正确的是()解析：发生全反射的临界角CarcsinarcsinC，故发生全反射，选A.答案：A图23如图2所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是()人从右侧向左看，可以看到彩色条纹人从左侧向右看，可以看到彩色条纹彩色条纹水平排列彩色条纹竖直排列A BC D解析：因白光照射，各色光形成的明纹宽度不同，相互叠加，形成彩
3、纹，由于薄膜干涉是等厚干涉，因此条纹是水平的答案：A4.图3自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示，下面说法中正确的是()A汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射D汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射答案：D5下列关于波的说法正确的是()A偏振是横波特有的现象B光导纤维传递信号利用了光的全反射原理C太阳光下的肥皂泡呈
4、现出彩色条纹，这是光的衍射现象D凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象解析：偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，A对；光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B对；太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹是光的干涉现象，C错；D项中的现象是光的干涉现象，D对答案：ABD6光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示设此玻璃管长为L，折射率为n.已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出设光在真空
5、中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为()图4A. B.C. D.解析：用C表示临界角，则有sinC，光在介质中的传播速度为v.光在沿光缆轴线的方向上做匀速传播所用时间为t.故A正确答案：A7一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了如图5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P
6、置于A、B之间，则下列说法中正确的是()图5A到达O处光的强度会明显减弱B到达O处光的强度不会明显减弱C将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于D将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于解析：本题考查光的偏振的实际应用由题意知，转动B使到达O处的光最强，则偏振片A、B的偏振方向相同若在A、B之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O处的光强度会明显减弱若适当旋转A或B，可以使偏振光通过偏振片A、糖溶液和偏振片B后到达O处的光强度最大，并且偏振片旋转的角度等于糖溶液的旋光度，故ACD正确答案：ACD8(
7、2009天津高考)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光()A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能力在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A错误；两种光的入射角相同，由sinr可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B错误；由sinC可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，选项C正确；由于红光
8、的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条纹间距公式x可知，红光的条纹间距较大，选项D错误答案：C图69(2011天津模拟)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图6所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化()A这里应用的是光的衍射现象B这里应用的是光的干涉现象C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细解析：本题为光的衍射现象在工业生产中的实际应用，考查光的衍射现象，若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的丝的情况，故选AD.答案：AD10.图72005年10月4日，瑞典
9、皇家科学院宣布，将该年度诺贝尔物理学奖授予两名美国科学家和一名德国科学家美国科学家约翰霍尔和德国科学家特奥多尔亨施之所以获奖，是因为对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献另一名美国科学家罗伊格劳伯因为“对光学相干的量子理论”的贡献而获奖，目前一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制中，如图7所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器()A沿视线对着空间站瞄高一些B沿视线对着空间站瞄低一些C沿视线对着空间站直接瞄准D条件不足，无法判断解析：由于大气层对光的折射，光线在传播中会发生弯曲，由光路的可逆性可知，视线与激光束会发生相同的弯曲，所以C项正确答案：C第卷(非
10、选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，每题8分，共16分)图811(2010福建高考)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图8所示此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量解析：由折射率公式可得n；玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中折射光线的误差越小，所以应选用宽度大的玻璃砖来测量答案：(或)大12某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图9(a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端
11、装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图9(b)中的黑点代表亮点的中心位置图9(1)这个现象说明激光具有_性(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长.该同学测得L1.0000 m、缝间距a0.220 mm，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图9(b)所示图9(b)图中第1到第4个光点的距离是_ mm.实验中激光的波长_ m(保留两位有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将_解析：(1)这个现象是光
12、的干涉现象干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性(2)由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5 mm.由题意知b mm，a0.220 mm，L1.0000 m，所以波长6.2107 m.(3)蓝光波长小于红光波长，由知：相邻两光点间距离变小答案：(1)波动(2)8.56.2107(3)变小三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1013如图10所示，有一圆筒形容器，高H20 cm，筒底直径为d15 cm，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h11.25 cm.如果将筒
13、内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部求水的折射率解析：设入射角r，折射角i，则sini，sinr，n1.33.答案：1.33图1114半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图11所示，圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，AOB60.已知该玻璃对红光的折射率n.(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.(2)若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？解析：图12(1)光路如图12所示，可知i60由折射率n，可得r30由几何关系及折射定律公式n得：i30，r60，所以OC在OCD中可得dODOCtan30
14、(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n大，所以向O点偏折更明显，d将减小答案：(1)(2)小15(2011南京模拟)如图13图13所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成一束频率为5.31014 Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角60.已知光在真空中的速度c3108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD面射出时的折射角(结果可用三角函数表示)解析：(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为i、r，r30，图14根据n得sin
15、insinr1.5sin300.75，iarcsin0.75.(2)根据n，得v m/s2108 m/s根据vf，得 m3.77107 m.(3)光路如图14所示ab光线在AB面的入射角为45设玻璃的临界角为C，则sinC0.67sin450.67，因此光线ab在AB面会发生全反射光线在CD面的入射角rr30根据n，光线在CD面的出射光线与法线的夹角iiarcsin 0.75.答案：(1)arcsin0.75(2)3.77107m(3)arcsin0.7516(2011苏北五市模拟)某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和地导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样)，它双向传输信号，能达到有
16、线制导作用光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图15所示，其中纤芯材料的折射率n12，包层折射率n2，光纤长度为3103 m(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角1、折射角2间满足关系：n1sin1n2sin2)图15(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间解析：(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：n1sinCn2sin 90得：C60，当在端面上的入射角最大(1m90)时，折射角2也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角1最小图16在端面上：1m90时，n1得：2m30这时1 min903060C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：s，光纤中光速：v信号往返需要的最长时间tmax.代入数据tmax8105s.答案：见解析