第13章 光 单元综合试题及答案1

第十三章 光

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．

第Ⅰ卷(选择题，共40分)

一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1．(2010·全国卷Ⅰ)某人手持边长为6cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度．测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m ，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像．这棵树的高度约为( )

A ．5.5m

B ．5.0m

C ．4.5m

D ．4.0m

图1

解析：设初态树与镜面距离为L ，成像于像1位置，人向前走6 m 等效于人不动树向后退6 m ，则树成像于像2位置，设树高为h ，由图中几何关系有

0.4L ＋0.4＝0.06h (①式)、0.4L ＋0.4＋6＝0.05

h (②式)，由①②联立解得h ＝4.5 m ，所以本题只有选项C 正确．

答案：C

2．如下图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是( )

解析：发生全反射的临界角

C ＝arcsin 1n ＝arcsin 23

2

因α＝45°>C ，故发生全反射，选A. 答案：A

图2

3．如图2所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是( ) ①人从右侧向左看，可以看到彩色条纹 ②人从左侧向右看，可以看到彩色条纹 ③彩色条纹水平排列 ④彩色条纹竖直排列 A ．①③ B ．②③ C ．①④

D ．②④

解析：因白光照射，各色光形成的明纹宽度不同，相互叠加，形成彩纹，由于薄膜干涉是等厚干涉，因此条纹是水平的．

答案：A 4.

图3

自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示，下面说法中正确的是( )

A ．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射

B ．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射

C ．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射

D ．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 答案：D

5．下列关于波的说法正确的是( ) A ．偏振是横波特有的现象

B ．光导纤维传递信号利用了光的全反射原理

C ．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象

D ．凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让光从上方射入，能看到亮暗相间的同心圆，这是光的干涉现象

解析：偏振现象是横波的特征，纵波无偏振现象，A 对；光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B 对；太阳光照射下的肥皂泡呈现的彩纹是光的干涉现象，C 错；D 项中的现象是光的干涉现象，D 对．

答案：ABD

6．光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图4所示．设此玻璃管长为L ，折射率为n .已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出．设光在真空中的传播速度为c ，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )

图4

A.n 2L

c

B.n 2L c

2 C.

nL c D.

nL c 2

解析：用C 表示临界角，则有sin C ＝1n

，光在介质中的传播速度为v ＝c

n

.光在沿光缆轴

线的方向上做匀速传播．所用时间为t ＝L

v cos ⎝⎛⎭

⎫

π2－C ＝L

v sin C ＝n 2L

c .故A 正确．

答案：A

7．一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的

水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图5所示，S 是自然光源，A 、B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A 、B 之间，则下列说法中正确的是( )

图5

A ．到达O 处光的强度会明显减弱

B ．到达O 处光的强度不会明显减弱

C ．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片B 转过的角度等于α

D ．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最大，偏振片A 转过的角度等于α 解析：本题考查光的偏振的实际应用．由题意知，转动B 使到达O 处的光最强，则偏振片A 、B 的偏振方向相同．若在A 、B 之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O 处的光强度会明显减弱．若适当旋转A 或B ，可以使偏振光通过偏振片A 、糖溶液和偏振片B 后到达O 处的光强度最大，并且偏振片旋转的角度等于糖溶液的旋光度α，故ACD 正确．

答案：ACD

8．(2009·天津高考)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全反射时，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

解析：本题考查了光的干涉、折射、全反射、临界角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能力．在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v ＝c

n

可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A 错误；两种光的入射角相同，由sin r ＝sin i n

可

知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B 错误；由sin C ＝1

n

可知，红光的临界角大于蓝

光的临界角，选项C 正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条