2011课件-高三物理一轮复习 第14章 光的传播单元评估

第十四章 单元评估(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1如右图所示，a、b、c三条光线交于一点S，如果在S点前任意位置放一块平面镜M，则a、b、c三条光线的反射光线()A可能交于一点，也可能不交于一点B一定不交于一点C一定交于平面镜前一点D反射光线的反向延长线交于镜后一点【解析】用光路可逆性分析可知：我们把a、b、c看成平面镜M的反射光线，S是平面镜中的虚像，根据平面镜前的物体与其像对称的关系，我们可以找到相应的点光源S0和光路，由此可知：a、b、c三条光线的反射光线一定交于平面镜前一点，这一点与S点关于平面镜对称，故C正确【答案】C2如右图所示，甲、乙分别为两种单色光在空气和玻璃两界面的sin i sin 图象，i为入射角，为折射角，图中虚线与横轴的夹角为45，则下列说法中正确的是()A不断增大入射角，两种单色光都会发生全反射B不断增大入射角，两种单色光都不会发生全反射C甲光的频率大于乙光的频率D甲光在真空中的波长大【解析】由图象可知，两种光发生折射时，入射角小于折射角，所以都是从玻璃射入空气中，所以不断增大入射角，两种单色光都会发生全反射，A正确；当在空气中的角即相同时，甲光在玻璃中的角度大，故甲光的频率低，在真空中的波长大，所以C错；D正确【答案】AD3如右图所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角为30，一束光线垂直于ab面射入棱镜，又从ac面射出出射光线与入射光线之间的夹角为30，则此棱镜材料的折射率是()A.B.C. D.【解析】过ac面作出法线，如右图，可知230，160，所以n.【答案】D4如下图所示为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化现有一单色光a从原点O，以某一入射角由空气射入该玻璃内部，且单色光a在玻璃内部的传播路径如图中实线所示则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是()A折射率沿y轴正方向减小B折射率沿y轴正方向先减小后增大C折射率沿y轴正方向增大D折射率沿y轴正方向先增大后减小【解析】本题考查光的折射规律、全反射的条件任取一个平行于x轴的界面，作入射点的入射光线和折射光线会发现折射角总是大于入射角，说明界面上方的介质为光疏介质，下方为光密介质，沿y轴正方向的折射率越来越小，光线最终发生全反射A项正确【答案】A5夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，逐渐偏离原来的方向，以至发生全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，如下图所示，下列说法中正确的是()A海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要大CA是蜃景，B是景物DB是蜃景，A是景物【答案】AC6如右图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后互相平行，则()Aa光频率高Bb光频率高Ca光穿过棱镜时间短Db光穿过棱镜时间短【解析】b光的入射角大于a光，而穿过三棱镜后互相平行，说明玻璃对b光的折射率大，b光的频率高，光子能量大，A错B对；a光在棱镜中通过的路程比b光小，而a光在棱镜中的速度又比b光大，因此a光穿过棱镜的时间短，C对D错试题通过折射考查光子频率的判断和光在棱镜中穿越时间的比较，本题难度中等【答案】BC72010年我国“嫦娥奔月”工程将完成载人登月计划假设月球上的两名宇航员之间利用光导纤维进行通讯联系如下图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，这时全反射的临界角C满足sin C，则下列说法中正确的是 ()An1n2，t Bn1n2，t Dn1n2，t【答案】C8如右图所示，一个由很薄(厚度不计)的玻璃围成的三棱镜，内封有空气把三棱镜放在水中现有一束很细的具有两种不同频率的复色光P从三棱镜的AB边射入，经过二次折射后，先后有a、b两束光从三棱镜的AC边上R、Q点射出根据上述现象，可以判断以下说法中正确的是()Ab光的频率比a光的频率高B在三棱镜中a光传播时间比b光的短C用a、b两种光做双缝干涉实验，在相同条件下，b光干涉条纹间距比a光大D当a、b两光由水中射向空气产生全反射时，a光的临界角比b光的临界角大【解析】本题考查不同色光的特点作出光路可知，a光比b光折射程度大，因此a光频率比b光的高，A项错误；根据几何关系，它们在三棱镜中a光的路程长，由于在空气中的速度可以认为等于真空中的速度，因此a光在三棱镜中传播时间比b光的长，B项错误；b光波长比a光长，因此在相同条件下做双缝干涉实验，由x可知，b光干涉条纹间距比a光大，C项正确；水对a光的折射率比对b光的大，因此由sin C可知，两光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小，D项错误本题难度中等【答案】C9如右图所示，有一光束与界面成45入射角射到半径为R的半玻璃球的球心O点处，折射光束与界面夹角为60.现让光线向界面方向偏转，同时旋转半玻璃球且保持半玻璃球上表面始终水平，则出射光线照亮玻璃球的最大截面积是 ()A. B.C. D.【解析】当光束以45角入射时，折射角为30，n.当光线向界面靠近时，当入射角等于90时，折射光线照亮玻璃球的截面积最大，此时折射角45，被照亮的截面半径rRsin 45R，被照亮的最大截面积Sr2，故B选项正确【答案】B10如右图所示为一直角棱镜的横截面，bac90，abc60，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜已知棱镜材料的折射率n，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线()A从ab面射出B从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交D从bc面射出，且与bc面垂直【解析】根据折射定律，光从棱镜射向空气，若发生全反射，入射角应大于临界角先求临界角C，因sin C，所以C45，n，sin 1nsin 2sin 30，145，因此光束在棱镜中的光路如图所示，【答案】BD二、非选择题11(1)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如下图、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为界面画光路图，则：甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)乙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)丙同学测得的折射率与真实值相比_(2)某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，他以O点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点交OO连线的延长线于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，如右图所示用刻度尺量得OB8.00 cm，CD4.00 cm.由此可得出玻璃的折射率n_.【解析】(1)用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏了，所以折射角增大，折射率减小；用图测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变【答案】(1)偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变(2)1.512一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如右图所示已知入射光线与桌面的距离为R/2.求出射角.【解析】设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线因此，图中的角为入射角过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，COB.又由OBC知sin 设光线在C点的折射角为，由折射定律得 由式得30 由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角(如图)为30.由折射定律得 因此sin 解得60.【答案】6013透明光学材料制成的直角三棱镜，B30，其折射率为，一束波长为566 nm的单色光垂直于AC面射向棱镜(如右图所示)，入射点为O，求：(1)此单色光在棱镜中的波长；(2)该光射出棱镜的折射角【解析】(1)n400 nm.(2)sin CC4560故光线在AB面发生全反射光线在BC面的折射角为解得45.【答案】(1)400 nm(2)4514如下图所示，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3.46 cm，已知透明体对光的折射率为.(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？【解析】(1)光路图如下图所示(2)由折射定律sin nsin 代入数据解得：30设透明体的厚度为d2dtan 2dtan 2 dd2 cmd1.5 cm.(3)光在透明体里运动的速度v光在透明体里运动的路程s2光在透明体里运动的时间是t21010 s.【答案】(1) (2)1.5 cm(3)21010 s