上学期高三同步测控优化训练物理光学综合B卷

1、高中同步测控优化训练(六)光学综合(B卷)说明：本试卷分为第、卷两部分，请将第卷选择题的答案填入题后括号内，第卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第卷(选择题 共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内.1.下列说法中不正确的是A.一切物体都在不停地辐射红外线,物体的温度越高,辐射的红外线波长越短B.红外线容易穿过云雾烟尘,所以可用作红外线遥感、高空摄影、卫星地面摄影等C.红外线、可见光、紫外线是原子内层电子受激后产生的D.红外线的频率比红光低,它的显著作用是热作用解析:本题考查红外线的特点.AB

2、D正确，C不正确.答案:C2.下面是四种与光有关的事实:用光导纤维传播信号 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 一束白光通过三棱镜形成彩色光带 水面上的油膜呈现彩色其中与光的干涉有关的是A. B.C.D.解析:本题考查光的某些基本知识.与光的干涉有关的是.答案:B3.蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是A.光的色散现象B.光的干涉现象C.光的全反射现象D.蚌壳凹面对光的会聚现象解析:本题考查的是薄膜干涉.正确选项为B.答案:B4.早上太阳从东方升起,人们看到太阳是红色的,这是因为A.红光沿直线传播B.红光的波长最长,衍射现象明显C.红光的折射率小,传播速度大D

3、.红光更容易引起人们的视觉解析:清晨日出或傍晚日落时,看到太阳呈现红色,这是因为此时太阳光几乎平行于地平面,穿过的大气层最厚.由于在可见光中红光波长最长,衍射现象明显,易到达观察者,故正确选项为B.答案:B5.2002年诺贝尔物理奖获得者贾科尼领导研制了世界上第一个宇宙X射线探测器爱因斯坦X射线天文望远镜,并借此首次发现了宇宙深处的X射线源,获得了宇宙早期演化以及星系的数据和资料.其中X射线的产生机理为A.原子中自由电子的运动产生B.原子的外层电子跃迁产生C.原子的内层电子跃迁产生D.处于激发态的原子核跃迁产生解析:本题考查X射线的产生机理.X射线是由原子的内层电子跃迁产生的,故正确选项为C.

4、答案:C6.平时我们看到的天空都是蔚蓝色的,对于其原因说法正确的是A.太阳光中的蓝、靛、紫光波长比较短,不容易绕过空气等微粒而传播,一部分蓝、靛、紫光散射到空中形成的B.这是太阳光在大气中被吸收的结果C.这是因为大气吸收了太阳光中的蓝光形成的D.这是因为蓝光的频率比较大,折射率比较大,传播的速度比较小解析:本题考查太阳光在大气中的散射现象.大气本身是无色的,天空的蔚蓝色是大气分子、冰晶、尘埃等和阳光共同作用的结果.阳光进入大气时,波长较长的红、橙光易绕过大气分子等,射向大地;而波长较短的蓝、靛、紫光碰到大气分子、冰晶等,很容易发生散射现象,一部分蓝、靛、紫光散射到天空中,天空便呈现出蔚蓝色了.

5、答案:A7.我国南宋时的程大昌在其所著的演繁露中叙述道：“凡风雨初霁，或露之未晞，其余点缀于草木枝叶之末，日光入之五色俱足，闪烁不定，是及日之光晶著色于水，而非雨露有所五色也.”文中所述是下列哪种光现象A.反射B.色散C.干涉D.衍射解析:本题是光学知识与语文知识的综合题.这段古代汉语的大致意思是:大体上风雨过后,天气转晴.有时会有没蒸发掉的水珠,它们点缀在草木枝叶之上,阳光照着它们,它们便呈现出五种色彩,并不停地闪烁.这是太阳光的颜色呈现在水珠上,并不是雨露水珠有五种颜色.以上现象是白光经过水珠多次折射造成的,属于光的色散现象.故正确选项为B.答案:B8.一束单色光从空气射入水中,则A.光的

6、颜色不变,波长、光速都变小B.光的颜色、波长都不变，光速变小C.光的颜色改变，波长不变，光速变小D.光的颜色改变，波长和光速都变小解析:光从一种介质进入另一介质时，其频率不变，光的颜色是由光的频率决定的，因此光的颜色不变.设光在真空中的波长和光速分别为0和c,水的折射率为n，则光在水中的波长和光速分别为=,v=,因此均变小.故正确选项为A.答案:A9.水中的空气泡、玻璃中的空气泡,看上去比较亮,对这一现象表述正确的是A.空气泡对光线有会聚作用B.空气泡对光线有发散作用C.从空气泡到达水或玻璃与气泡分界面处的光一部分发生全反射形成的D.从水中或玻璃中射到空气泡界面处的光一部分发生全反射形成的解析

7、:当光从水中或玻璃中射到空气泡的界面处时,一部分光的入射角大于或等于临界角,发生了全反射现象,所以水中的空气泡和玻璃中的空气泡看起来比较亮.答案:D10.如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出.则可知A.AO是红光,它穿过玻璃砖所需时间较长B.BO是红光,玻璃砖对它的折射率较大C.AO是紫光,它穿过玻璃砖所需时间较长D.BO是紫光,它穿过玻璃砖所需时间较短解析:本题考查光的折射及光在介质中的速度.由图及折射定律知,玻璃对AO的折射率大,对BO的折射率小.由于玻璃对红光的折射率小,对紫光的折射率大,所

8、以BO为红光,AO为紫光.光在介质中的传播速度为v=,可知红光在玻璃中的速度大于紫光在玻璃中的速度.由t=知,红光比紫光穿过玻璃所需的时间短.故正确选项为C.答案:C第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.光在某种介质中的传播速度为1.5×108 m/s,则光从此介质射向真空的临界角是_.解析:本题考查折射定律及全反射.折射率为n=2则sinC=故临界角为30°.答案:30°12.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带,如图所示,则B、C、D分别为_、_、_.将一瓶绿藻放在A处,则B、C、D三段变暗的是_、_.

9、解析:由光谱知识知,B为红光区,C为绿光区,D为蓝光区.因为绿藻显绿色,所以它对绿光吸收最弱,对红光、蓝光吸收较强,故B、D段变暗.答案:红光区 绿光区 蓝光区 B段 D段13.等腰三棱镜ABC的顶角是30°,光线从AB面垂直射入,从AC面射出.若出射光线与入射光线的夹角是30°,如图所示,则此棱镜的折射率为_.解析:本题考查光的折射.光路如图所示.由几何关系知入射角1=30°,折射角2=60°,由折射定律得棱镜的折射率为n=.答案:14.S1和S2是两个相干的光源,发出的光波的波长为4.00×10-7 m , A点与S1和S2的路程差为1.8

10、0×10-6 m.若光源S1和S2的振动方向相同,则A点将出现_条纹;若光源S1和S2的振动方向相反,则A点将出现_条纹.(填“亮”或“暗”)解析:本题考查光的干涉中出现明暗条纹的条件.n=若光源S1和S2的振动方向相同,则A点将出现暗条纹;若光源S1和S2的振动方向相反,则A点将出现亮条纹.答案:暗 亮15.在利用双缝干涉测光的波长的实验中,当分划板中心刻线对齐某明条纹的中心时,记下此时手轮上的读数p1;转动测量头使分划板中心刻线对齐第4条明纹的中心时,记下此时手轮上的读数p2.利用刻度尺测出双缝到屏的距离l,要求出相应光波的波长,还需已知的物理量是_.如果这一已知量用x表示,则的

11、数学表达式是_.解析:本题考查双缝干涉实验.还需已知双缝的宽度x,由得:=.答案:双缝的宽度 三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(8分)如图所示，用折射率n=的透明材料做的空心球，内、外半径分别为a和b.内球面上涂一层能完全吸收光的物质，则当被一束平行光照射时，被吸收掉的光束截面面积为多大？解析:不被吸收的临界光线是折射进球内与内球相切的光线，如图所示.这条光线在球外的入射光线与水平直径的距离即被吸收掉的光束截面半径.由折射定律sin1=nsin2=n(3分)得R=bsin1

12、=na(3分)则所求光束截面的面积为S=R2=2a2.(2分)答案:2a217.(10分)对光学仪器定标时,需要确定两条平行光线的精确间距x.可以用如下办法:先使两条光线垂直且对称地射到一根圆柱形的玻璃棒上,如图所示,棒的半径为R,折射率n=1.60,然后调节两条光线间的距离,直到它们正好聚焦在玻璃棒圆周上对面的一点.试求x.解析:本题考查光的折射.设入射角为1,折射角为2,由几何关系知1=22(2分)则n=2cos2=1.6(2分)解得cos2=0.8(1分)sin2=0.6(1分)sin1=nsin2=1.6×0.6=0.96(2分)则x=2Rsin1=1.92R.(2分)答案:

13、1.92R18.(10分)半圆柱透镜的截面如图所示,圆心为O,半径OA=R.一束光从半径OA的中点垂直于界面射入透镜后,从圆弧面射出时出射光线相对于入射光线偏折了15°.求透镜的折射率.要使这束光线不能从圆弧面射出,可使透镜从图示位置沿垂直于入射光线方向平移多少?解析:在圆弧面上,入射角为30°,折射角为45°,透镜的折射率n=(2分)在圆弧面上,全反射临界角sinC=(1分)C=45°(1分)要使光在圆弧面上发生全反射,可使透镜下移,使得光束在圆弧面上入射角大于等于45°,则下移距离至少为d1=R(3分)也可使透镜上移,使光束在圆弧面上入射角大于等于45°,则上移距离至少为d2=R.(3分)答案: R或R19.(12分)一路灯距地面的高度为h,身高为l的人以速度v匀速行走,如图所示.(1)试证明人的头顶的影子做匀速运动;(2)求人影的长度随时间的变化率.解析:(1)设在t=0时刻,人位于路灯的正下