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高考第一轮 物理
单元训练题十四 光学


 

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共120分,考试时间100分钟.

第Ⅰ卷(选择题,共50分)

一、本题共18小题.每小题5分,共90分.在每小题给出的四个选项中.有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分.

1、关于光的性质,下列说法正确的是( )

A.光在介质中的速度大于光在真空中的速度

B.双缝干涉说明光具有波动性

C.光在同种均匀介质中沿直线传播

D.光的偏振现象说明光是纵波

2、通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹,衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应,这一现象说明( )

A.光是电磁波         B.光具有波动性

C.光可以携带信息       D.光具有波粒二象性

3、如图14-1所示,a和b都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为.一细光束以入射角θ从P点射入,θ>.已知此光束由红光和蓝光组成,则当此光束透过b板后( )

A.传播方向相对于入射光方向向左偏转

B.传播方向相对于入射光方向向右偏转

C.红光在蓝光的左边

D.红光在蓝光的右边

4、光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是( )

A.光纤通信利用光作为载体来传递信息

B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝

5、如图14-2,P是一偏振片,P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向.下列四种入射光束中,哪几种光照射P时能在P的另一侧观察到透射光( )

A.太阳光

B.沿竖直方向振动的光

C.沿水平方向振动的光

D.沿与竖直方向成45°角振动的光

6、在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图14-3所示.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )

A.r              B.1.5r

C.2r             D.2.5r

7、下列说法正确的是( )

A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象

B.在光导纤维束内传送图像是利用光的干涉现象

C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的

8、水的折射率为n,距水面深h处有一个点光源,岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为( )

A.2htan(arcsin)       B.2htan(arcsinn)

C.2htan(arcos)       D.2hcot(arccosn)

9、△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面,a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图14-4所示.由此可知( )

A.棱镜内a光的传播速度比b光的小

B.棱镜内a光的传播速度比b光的大

C.a光的频率比b光的高

D.a光的波长比b光的长

10、如图14-5所示为∠bac=90°,∠abc=60°.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,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

11、如图14-6所示,只含黄光和紫光的复色光束PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出,则( )

A.OA为黄光,OB为紫光

B.OA为紫光,OB为黄光

C.OA为黄光,OB为复色光

D.OA为紫光,OB为复色光

12、如图14-7所示,S为一在xy平面内的点光源.一平面镜垂直于xy平面放置,它与xy平面的交线为MN,MN与x轴的夹角θ=30°.现保持S不动,令平面镜以速率v沿x轴正方向运动,则S经平面镜所成的像( )

A.以速率v沿x轴正方向运动

B.以速率v沿y轴正方向运动

C.以速率沿像与S连线方向向S运动

D.以速率v沿像与S连线方向向S运动

13、图14-8中M是竖直放置的平面镜,镜离地面的距离可调节,甲、乙二人站在镜前,乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍,如图所示.二人略错开,以便甲能看到乙的像以l表示镜的长度,h表示乙的身高,为使甲能看到镜中乙的全身像,l的最小值为( )

14、激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理.用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度v与二次曝光时间间隔△t的乘积等于双缝间距.实验中可测得二次曝光时间间隔△t、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距△x.若所用激光波长为λ,则该实验确定物体运动速度的表达式是( )

15、杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长)( )

①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹

②在距双缝的路程差为坝的点形成亮条纹

③在距双缝的路程差为的点形成亮条纹

④在距双缝的路程差为的点形成暗条纹

A.①②            B.②③

C.③④            D.②④

16、一人从街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子正好在自己脚下,如果人以不变的速度直线行走,则他头部的影子相对于地面运动情况是( )

A.匀速直线运动        B.匀加速直线运动

C.变加速直线运动       D.曲线运动

17、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图14-9a所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图b所示.干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定,现若在图a装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( )

A.变疏            B.变密

C.不变            D.消失

18、由折射率为的材料制成的半圆柱的主截面如图14-10所示,光线a由空气沿半径方向射入圆柱,光线b和c分别是他的反射光线和折射光线.若半圆柱绕垂直纸面过圆心O的轴转过15°,而光线a不动,则( )

A.光线b将偏转15°

B.光线b将偏转30°

C.光线c将顺时针方向偏转

D.光线c将逆时针方向偏转

[提示]

第Ⅱ卷(非选择题,共30分)

二、实验与计算题:本题5小题,共30分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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.

19、(4分)用三棱镜测定玻璃折射率的试验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3、以及P2和P1的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图14-11所示.

  (1)在本题的图上画出所需的光路图.

  (2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的物理量是__________,__________,在图上标出.

  (3)计算折射率的公式是n=__________.

[答案]

20、(7分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图14-12所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.

  (1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A.

  (2)本实验的步骤有:

  ①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮

  ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;

  ③用米尺测量双缝到屏的距离;

  ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.

  在操作步骤②时还应注意__________和__________.

  (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图14-13所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图14-14中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距△x为__________mm.

      

  (4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离L为0.700m,由计算式λ=__________,求得所测红光波长为__________nm.

[答案]

21、(6分)正方形的透明体边长为16cm,从OB边上的C点注视A棱,如图14-15发现A棱的视位置在D点,在C,D点插上大头针,测出两点坐标为:C(0,12)、D(-9,0),求此透明体的折射率n.

[答案]

22、(6分)如图14-16所示,竖直墙上一点光源S到平面镜的距离为d,点光源S发出的一条光线垂直射到平面镜上的O点,现从图示位置开始让平面镜绕O点在竖直平面内作匀速圆周运动,角速度为ω,求当平面镜转过30°时,反射光斑在墙上的移动速度.

[答案]

23、(7分)某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星.试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落后12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T,不考虑大气对光的折射.

[答案]

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