1、112 单元过关检测(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退，对此现象正确的解释是( )A出现的是“海市蜃楼” ，是由于光的折射造成的B “水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射2如图所示，a、b、c 、d
2、四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )Aa、b 是光的干涉图样Bc、 d 是光的干涉图样C形成 a 图样的光的波长比形成 b 图样的光的波长短D形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样的光的波长短3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4下列关于光的自然现象和实验中说法不正确的是( )A用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，当圆孔的直径
3、为 1 cm 时，在小孔后面的光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑B发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才能到达地面C用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，当圆孔的直径为 0.5 m 时，在光屏上能看到衍射条纹D早上太阳从东方地平线升起，人们看到的太阳是红色的，这是因为红光更容易引起人们的注意25用卡尺两脚间的狭缝观察光的衍射现象时，下列说法不正确的是( )A中央条纹宽而亮，两侧条纹窄而暗B用紫光做光源时观察到的条纹比用红光做光源时观察到的条纹宽C用白光做光源时，中央呈白色条纹，两侧是彩色条纹D若将狭缝宽度由 0.5 mm 缩小到 0.2 m
4、m，中央条纹变宽，亮度变暗6光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象7将一个由透明材料做成的长方体的侧面 ABCD 紧贴着 x 轴和 y 轴放置，如图所示，已知C 点坐标为 (16,0)，观察者从 y 轴上的 E 点观察 C 点，并用大头针确定了 E 点及 C 点的像点F，测出 E 点的坐标为 (0,12)、 F 点的坐标为(9,0)，设光在真空中的传播速度为 c，由此可知光在该透
5、明材料中的传播速度大小是( )A. c B. c34 23C. c D. c35 458下列说法正确的是( )A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B用光导纤维传送图象信息，这是光的衍射的应用C眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰9一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边未画出)，AB 为直角边，ABC 45；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC 边的中点，此玻璃的折射率为 1.5.P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏，若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直
6、射入玻璃砖，则( )A从 BC 边折射出一束宽度与 BC 边长度相等的平行光B屏上有一亮区，其宽度大于 AB 边的长度C屏上有一亮区，其宽度等于 AC 边的长度D当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大10如图所示，A、B、C 为等腰棱镜，a、b 两束不同频率的单色光垂直 AB 边射入棱镜，两束光在 AB 面上的入射点到 OC 的距离相等，两束光折射后相交于图中的 P 点，以下判断正确的是( )3A在真空中，a 光光速大于 b 光光速B在真空中，a 光波长大于 b 光波长Ca 光通过棱镜的时间大于 b 光通过棱镜的时间Da、b 两束光从同一介质射入真实过程中， a 光发
7、生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界角11如图所示某三棱镜的顶角 4127 ，几种单色光的折射率 n 如表所示一束白光以较大的入射角通过棱镜后，在光屏上形成从紫到红的彩色光带，在入射角 i 逐渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化情况是( 1.516)( )1sin 4127A.红光最先消失、紫光最后消失B红光最先消失、橙光最后消失C紫光最先消失、黄光最后消失D紫光最先消失、红光最后消失12如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为 r，外圆半径为R，R r.现有一束单色光垂直于水平端面 A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水2平端面 B 射出设透明柱体的折射
8、率为 n，光在透明柱体内传播的时间为 t，若真空中的光速为 c，则( )n 可能为 n 可能为 2 t 可能为 t 可能为322rc 4.8rcA正确 B正确C正确 D正确二、非选择题(本题共 4 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13(9 分) 学习完几何光学，某同学在学校用一根长棍竖直地插入喷泉水池水底，发现棍露出水面部分长度为 L，此时太阳光以与水平面夹角为 60照射到水面上，已知水深为 h，水的折射率为 n，求棍在水底的影子的长度紫 蓝 绿 黄 橙 红n 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.512414
9、(9 分) 如图所示是一种折射率 n1.5 的棱镜，现有一束光线沿 MN 方向射到棱镜的 AB界面上，入射角的正弦 sin i0.75，求：(1)光在棱镜中传播的速率；(2)通过计算确定此束光线射出棱镜后的方向( 不考虑返回到 AB 面上的光线)15(10 分) 如图所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，光屏 PQ 置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成 30角射入玻璃砖的圆心，由于复色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为 n1 和 n2 ，求：2 3(1)这两个光斑之间的距离；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的射入角至少为多少？16(12 分)(
10、2011 年课标全国卷 )一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面 AOB 镀银(图中粗线)， O 表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N点射出已知光线在 M 点的入射角为 30，MOA60 ，NOB30.求(1)光线在 M 点的折射角；(2)透明物体的折射率51 解析：酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射答案：D2 解析：干涉图样的条纹等间距，故 A 正确；无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故 C、D 均错答案：A3 解析：由 v 可知，蓝光在玻璃中的折射率大
11、，蓝光的速度 较小，A 错；以相同的入射角从cn空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢，偏折得多，折射角应较小， B 错；从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式 sin C 可知，红光的折射率小，临界角大， C 正确；1n用同一装置进行双缝干涉实验，由公式 x 可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，D 错Ld答案：C4 解析：由于光沿直线传播，所以看到与 圆孔形状相同的亮斑，A 正确，波 长较长的光容易发生衍射，如红光、黄光、透过沙尘后，天空 显得灰黄发暗，因此 B 正确；当圆孔的直径为 0.5 m 时，由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射现象、C 正确；太阳从地平线升起时，红
12、光波长较长、易发生衍射，因此人们看到的太阳光是红色的，D 错误答案：D5 解析：对于衍射条纹的特征，由 12 个字可以概括：“中 宽边窄” 、“中亮边暗” 、“中白边彩” ，其中“中白边彩”只适合于白光光源答案：B6 解析：用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，A 错；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象， B 错；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，C 错；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，D 正确答案：D7 解析：此题考查了几何光学中折射率 n 的计算，光路可用插针法来确定，即 CE 为入射光，EF 为折射光的反向延长线，利用光路可逆性及
13、平面几何知 识，可得 n ，再利EDED2 DF2EDED2 CD2 43用 n ，可得选项 A 对cv答案：A8 解析：太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散6现象，A 错；用光导纤维传送图象信息是利用了光的全反射，B 错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象， C 错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D 对答案：D9 解析：入射光在 AB 界面上沿直线进入玻璃砖，然后在 BC 界面上， sin 45 ，故能22 11.5够发生全反射；接着光束到达 ADC 界面上，因有部分光 发 生全反射，射
14、出的光 线向中间偏折，所以屏上亮区宽度小于 AB 边的长度，B、 C 项错；经过 ADC 折射后的光束是会聚的，因此当屏远离玻璃砖时，屏上亮区先减小后增大，D 项正确答案：D10 解析：因为两束光折射后相交于图中的 P 点，根据折射定律可知 a 光的折射率 nan b，a光的频率 a b，光在真空中的传播速度相等， A 错误；由 得 B 错误；由 v 和 t 得 Cc cn sv正确；根据 sin C 得 D 错误 1n答案：C11 解析：入射角 i 逐渐减小到零的 过程中，光 线从棱镜另一界面射入空气的入射角最大为4127，由单色光的折射率表，从紫光到黄光逐 渐发生全反射，而橙、红两种色光不
15、会发生全反射，故 C 正确答案：C12 解析：根据题意可画出光路图如图所示， 则两次全反射 时的入射角均为 45，所以全反射的临界角 C45 ，折射率n ，均正确；波在介质中的传播速度 v ，所以 传播时间1sin 45 2 cn c2t ，均错误xv 42rc答案：A13 解析：依题意画出如图所示的示意图，且 AO 长为 L，因AO O60，所以 L tan 30 LBC O O33因为 nsin 30sin r所以 sin r sin 30n 12n7htan r h CDhsin rcos r sin r1 sin2 r h4n2 1所以水底的影子长为 L .BD DC BC33 h4n
16、2 1答案： L33 h4n2 1解析：(1)由 n ，解得： v2.010 8 m/scv(2)该棱镜发生全反射的临界角为arcsin arcsin 0.667451n如图所示，设光线进入棱镜后的折射角 为 r，根据 n ，解得 sin r 0.5，所以 r30，光线射到 BC 界面的入射角为 i190 (180sin isin r60 75) 45，所以在 BC 界面发生全反射，光线沿 DE 方向射出棱镜时不改变方向，故此束光线射出棱镜后方向与 AC 界面垂直答案：(1)2.010 8 m/s (2)与 AC 边垂直15 解析：(1)作出光路如图所示，由折射定律有：n1 ，n2sin 1s
17、in sin 2sin 代入数据得： 2sin 1sin 30 3 sin 2sin 30解得： 145 260 故 R tan 45Rtan 30(1 )Rab Pb Pa33(2)当两种色光在界面处均发生全反射时光屏上的光斑消失，且玻璃对折射率为 n2 的色光先发生全反射，故 sin C ，即入射角 C 45.1n1 128答案：(1)(1 )R (2)453316 解析：(1)如图，透明物体内部的光路为折线 MPN，Q、M点相对于底面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角 为 r，OMQ，PNF.根据题意有30由几何关系得，PNO PQOr ，于是 r 60且 r由式得r15(2)根据折射率公式有sin insin r由式得n6 22答案：见解析
