2019-2020学年光的直线传播单元测试 人教版.doc

2019-2020学年光的直线传播单元测试 人教版
一、选择题：（本题共10小题）
1．图19—6—1所示为研究光的全反射的实验装置。

让一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上，可以看到一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中，一部分光线反射回玻璃砖内。

如果保持入射光线方向不变，绕O 点逆时针方向转动玻璃砖，可以看到：
A ．反射光线与入射光线的夹角越来越大，反射光线的亮度保持不变
B ．反射光线与入射光线的夹角越来越大，反射光线的亮度越来越强
C ．折射光线偏离法线越来越远，但亮度保持不变
D ．当玻璃砖转动超过一定角度之后，只观察到反射光线，看不到折射光线
2．如图19—6—2，在xoy 平面内，人的眼睛位于坐标为（3，0）的E 点，一个平面镜镜面向下，左右两个端点的坐标分别（－2，3）和（0，3）。

一个点光源S 从原点出发，沿x 轴负方向匀速运动。

它运动到哪个区域内时，人眼能从平面镜中看到S 的像点？像做什么运动？ A ．0∽-7区间，沿x 轴正方向匀速运动 B ．-3∽-7区间，沿x 轴负方向匀速运动 C ．-3∽-7区间，沿x 轴负方向加速运动 D ．-3∽-∞区间，沿x 轴正方向加速运动
3．如图19—6—3，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1.5，半径为R 两端面A 、B 均为正方形，宽度为d .令一束平行光垂直于端面 A 入射，要
使入射光线全部从另一端面B 射出，则R 与d 之比的最小值应为：
A ．
B ．1
C ．3
D ．1.5
4．如图19—6—4所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向镜面滚去。

要使平面镜中小球的像沿竖直方
向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为： A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 5．据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场
馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的
全反射将大量信息高速传输。

如图19—6—5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n 1，外层材料的折射率
为n 2，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 ，则下列说法中正确的是（图中所标的ϕ为全反射的临界角）：
A ．21n n >，c
n L
n t 21=
B ．21n n >，c
n L n t 22
1=
C ．21n n <，c
n L n t 21=
D ．21n n <，c
n L n t 22
1=
6．一块用折射率n =2的玻璃制做的透明体，其横截面如图19—6—6所示,ab 是半径为R 的圆弧,ac 边与bc 边垂直,∠aoc =60°，当一束平行光线垂直照射到ac 时，ab 部分的外表面只有一部分是亮的，其余部分是暗的，其亮部分的的弧长为：
A ．6R π
B ．4
R π
C ．3R π
D ．5
R π
7．如图19—6—7所示，直角三角形ABC 为透明介
质制成的三棱镜的截面。

且∠A =30°，在整个AC 面上有一束
垂
直于AC 的平
行光线射
n 1
n 2
图5
φ
入，已知这种介质的折射率n >2，则： A ．可能有光线垂直AB 面射出 B ．一定有光线垂直BC 面射出 C ．一定有光线垂直AC 面射出
D ．从AB 面和BC 面出射的光线能会聚于一点。

8．如图19—6—8所示，截面为ABC 的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d 的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB ，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB 边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是：
A ．紫
色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽
B C ．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽 D ．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽
9．为了连续改变反射光的方向，并多次重复这个过程，方向之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜（简称镜鼓），如图10所示。

当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时，由于反射镜绕垂直轴旋转，反射光就可在屏幕上扫出一条水平线。

依此，每块反射镜都将轮流扫描一次。

如果要求扫描范围θ=45°且每秒钟扫描48次，那么镜鼓反射镜面数目和镜鼓旋转的转速为：
A ．8，360转/分
B ．16，180转/分
C ．16，360转/分
D ．32，180转/分
二、填空题：（本题共2小题．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．）
10．为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度，实验室中可提供的器材有：矩形有机玻璃条（长约40cm ）秒表、平行光光源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针若等。

已知真空中的光速是c =3.00×108
m/s.
（1）请求从上述器材中选出的必须的器材来测量光速。

（2）说明测量光速的方法和要测量的量，并给出计算光速的公式。

11．利用插针法测玻璃的折射率，实验中先将玻
璃砖固定在水平桌面上的白纸上，画出玻璃砖两侧界面MN 、PQ ，在玻璃砖的一侧插好P 1、P 2大头针后，某同学发现在P 1、P 2同侧通过玻璃砖在图19—6—10所示位置也可观察到P 1、P 2的像。

于是他在白纸上插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，同样方法，他又插入大头针P 4，使P 4挡住
P 3和P 1、P 2的像。

取走玻璃砖，P 1、P 2连线交MN 于O 点，P 3、
P 4连线交MN 于O /点。

测出P 1P 2连线与MN 间的夹角α=30°，
玻璃砖的厚度h =2.00cm.OO /
两点间的距离L =3.00cm ，则玻璃砖的折射率为：
n= （结果保留3位有效数字）。

三、计算题：（本题共6小题。

解答应写出必要的文字说明、
方程式和重要演算步骤．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
12．有一个平放在地面上的圆木柱，A 为横截面，BC 是一个与地面平行放置的平面镜，S 为圆木柱左侧的一个点光源.如图19—6—11所示。

请你用作图法确定圆木柱右侧被照亮的地面范围.
13．半径r =1.0cm 的圆盘形发光面和半径相同的不透光圆盘D 共轴放置，相距8.0cm ，在D 的右方4.0cm 处有一光屏P ，如图19—6—12所示，
求屏上D 盘本影区域的半径R 1和半影区域的外半径R 2。

14．如图19—6—13所示，M 是一块平面镜，位于透明液体之中，镜面水平向上放置，一细束光线竖直向下射来，穿过液体射到平面镜上。

现将平面镜绕水平轴转动15°角，光线经平面镜反射后在液面处分成两束，这两束光线恰好垂直。

求这液体的折射率。

15．如图19—6—14所示，点光源S 到平面镜M 的距离为d 。

光屏AB 与平面镜的初始位置平行。

当平面镜M 绕垂直于纸面过中心O 的转轴以ω的角速度逆时针匀速转过30°时，垂直射向平面镜的光线SO 在光屏上的光点P 的即时速度大小为多大？
S P
[参考答案]
1.BD
2.B
3.A
4.B
5.B
6.A
7.BC
8.CD
9.B
10.解：（1）选出的必须的器材有：矩形有机玻璃、刻度尺、三角板、木板、白纸和大头针。

（2）用插针法测得光通过有机玻璃条的光路，如图19—6—1所示，在空气和有机玻璃的界面上，AO 是入射光线，OB 是折射光线，作出法线ON ，取OA /
=OB /
，作A /
E 垂直于ON ，B /
F 垂直
于ON ，测出A /
E 和B /
F 。

折射率V
C
F B E A i n ===//sin sin γ，则有机玻璃中的光速为C E A F B V //=.
11.解：依题意作出光路如图19—6—2所示。

从图中可得出sini=sin600
==0.866.
sin γ=
6.04
/2/2
2
=+L h L
所以玻璃砖的折射率为：
44.16
.0866
.0sin sin ===
γi n 12. 解：如图19—6—3所示。

13.解：（1）为了确定本影区和半影区，可以作
出如图19—6—4所示的4条边界光线，利用几何知识很容易求得R 1=r=1.0cm ，R 2=2r =2.0cm. 14.解：依题意作出如图19—6—5所示的光路
液体
M
30
0 30
图，由光路图据折射定律可求得该透明液体的折射率为： 330sin 60sin 0
==
n 15.解：
很容易求得t 时间内光点的位移：S =d tan2ωt ，这是一个复杂的函数关系，不能用比较系数法求得P 点的瞬时速度。

但当平面镜转过30°时，反射光线转过60°角，反射光线转动的角速度为平面镜转动角速度的2倍，即为2ω。

将P 点速度沿OP 方向和垂直于OP 的方向进行分解，如图19—6—6所示，可得：v cos60°=2ω op =4ωd ，所以v =8ωd .
S P
ω O
60
0 30 0 v
A B d。