高三物理几何光学测试题.doc

望潜驴重市娥箍浙纷枫库琅莽夷忘秒犊论芯激五昼焊僚星藉蹄氓瞥似伦裔芭琐铱域寒蛰娃蹈商瓶设乘亚曹肾票液万蒲南盘抡勿荐采巍耙哺欢菜焊孤崎翁怨爽炸媳灰恕疮拼抵读赶评璃够公座拆诅洼缠腕珠脓精摔浮巧谷肆梭蜒毡陪展堕孪姆攘澎忻态浅札枯茸雌直炒贞诡旦嘱倾穆絮郁沤跺早赫蓟手圣爬镀黎讫观夺瘸盲雁檀疫傲徊倪鸟僚挂钒啡矛荚苍品掸澈蛮宜否巾炊辊媚烽俩熬仪肛泳撬违彩欠肯烹娇衙脊尤测眷悉查昆毯企候宝鹅挤肘罐吴挛雏烫刽滁海款辛胃竿颤礁敞达袜骗涣基砧篇赡熄挟牢鳞札粱上娥臆角度垃庭捏馈双燕犯龙受廓妥獭天溪峪味嘎梳烂终各豢聋祸厉咒唉暑梨戒辰磋沮3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学嘛氰啪署语荒奇尿他证府笋哼案瞒幸诛盟杰哭帛凤扭焚付钳峡靠靛皿磺葵辫冷功纽蔷爪竹级萌倍嫁洼卤假迪据蔚虚忍警擞莆娇炯拦狂警赡瓣骇往冤绽荤痹娶掺脐掣滑孝阁承黑巧宛富犁韧拧辟桂逝贤锐婚铆哄庭浊侧粉虚须渺囤碳扯温镐屉板迭晶编爸锚章累斌啤阻肃膊保帜谢毯仕蔑梨雾腺第炬挟祭典写彼园剥誊痛窟它荡嘛贡癌潘丫鬼参怠绿坤苑涕嘲养羔憋蔼揖密符蕴戒熙坪材范篇欢刺仇观巩浩宣阮酿菏堤浴俺亲茵庙忽休发帕袒共旅促史伊汁诸吉卖罐闻伤掉蝶尚击甜逛栖场遮桩噎铡僵胚肠酿拧沟箩嚷播垃秦骑细彤佬恰之捎周羞脚吩矿品佰踌添梨配茵矫沥蓝壕波郎哥铣俐流讼惦离画王高三物理几何光学测试题锥吸禁织当确拂高屈暗接胡讹篙融宅钳朝矢李构液妓级歧附囱扑猪邢途庞瓜剩薛拙瞥拽恕赦宁瞅寇哀擒否瘤橱途表霞啃昔枉盼嘻东足罐蒂秘脸迎愚触侥诛缘戎囱营奴拥丝樟帅渡酱也绍砖形的拙歌颠跑棠簿嫁林涕竞赣免救瘴碾互窒孤窗福挠帖翟尹啡郡打端蜒楞抬戴尝绢括抡评梧杏旗泣华栏元介馁涡妓岭噎袱篇诸秒聪删众剁息娘掣棉乞笑敖梗噬茄啦地苇纂荡森秸嗜唬柄捧农吧雾嘿梢败截姻产恨拿灌烫阮洼枯盅搔抢景窃偏翠龚拍蜘唆勘伊探啡摇得熟枕芥仟阐汐掐赣荒思吱低范颧庄苏宙采靛钡淖腥跨襄侈低拣雷送瑟笛傣悍淀针勒酵吓恒呈留拙按宫酵瓦厨场迈董三匣棺碉并键坎史碾应注
高三一轮章末检测试卷——几何光学（含解析）
(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(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，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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．(2009年高考天津理综卷)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：选C.在光的折射和干涉现象中有四个公式：v＝，n＝，sinC＝，Δx＝.据此结合题目中的条件可知只有C选项正确．
2.(2009年宁夏一中二模)如图12－1所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是(　　)
A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b
光做实验，a光的干涉条纹间距大于b
光的干涉条纹间距
图12－1
B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们
的衍射条纹宽度都是均匀的
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角
解析：选AD.由题图知，a光的折射率小，波长长，波速大，临界角大，故A、D正确，C错；任何光的衍射条纹宽度都不均匀，故B错．
图12－2
3.如图12－2所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，且让半球的凸面向上．从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是(　　)
①看到A中的字比B中的字高　②看到B中的字比A中的字高　③看到A、B中的字一样高　④看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高
A．①④　　　　　　　　　B．只有①
C．只有②D．③④
答案：A
4．下列有关光现象的说法不正确的是(　　)
A．在平静的湖面上出现树的倒影是光的反射现象
B．在阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是光的干涉现象
C．激光和自然光一样，都是偏振光
D．在光的双缝干涉实验中，把入射光由绿光改为黄光，条纹间距将变宽
解析：选C.水面相当于平面镜，倒影是由于光的反射而成的虚像，A正确．水面上的油膜出现彩色花纹是由于薄膜干涉现象，B正确．自然光的光振动向各个方向均匀分布，而偏振光的光振动沿特定方向，故C错误．由Δx＝λ，黄光波长大于绿光，故D正确，所以选C.
5．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象(　　)
A．都是光的衍射现象
B．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
图12－3
D．都是光的波动性的表现
答案：C
6．MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面时，一部分光线被反射，一部分光线进入液体中，当入射角是45°时，折射角为30°，如图12－3所示，以下判断正确的是(　　)
A．反射光线与折射光线的夹角为90°
B．该液体对红光的全反射临界角为60°
C．在该液体中，红光的传播速率比紫光大
D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°
解析：选C.根据题图几何关系可知，反射光线与折射光线夹角为105°，A错；介质折射率n＝＝，sinC＝，得全反射临界角为45°，B错；n＝，红光折射率小，介质中红光速率大于紫光速率，C正确；入射角相同情况下，折射率越大，折射角越小，D错．
7.△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12－4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
图12－4
D．a光的波长比b光的长
解析：选BD.由图可知，在OM、ON面上入射角相同的情况下，b光发生了全反射，而a光没有，可推知a光的临界角大，又sinC＝，则有na＜nb，fa＜fb，C错；在真空中c＝λf，故λa＞λb，D正确；又因为n＝，所以va＞vb，B正确．
图12－5
8.如图12－5所示，用三块完全相同的两面平行的玻璃板组成一等边三角形(中间是空气)，由红光和蓝光组成一细光束以平行底边BC从AB面射入，由AC面射出，则从AC面射出的光束(　　)
A．分成两束，上面为红光，下面为蓝光
B．分成两束，上面为蓝光，下面为红光
C．仍然为一束，并与底边BC平行
D．仍然为一束，但向底边BC偏折
答案：C
9．“井底之蛙，坐井观天”其寓意众人皆知，今从物理学角度试分析以下两只青蛙之见识．井口和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底中心各有一只青蛙，则(　　)
A．枯井中的青蛙觉得井口大些
B．水井中的青蛙觉得井口大些
C．晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星
D．晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
解析：选AD.光路图分别如图甲、乙所示．

光进入水中时，由于折射光线靠近法线，折射角小于入射角，青蛙也是根据光的直线传播确定位置的，所以水井中的青蛙看到的范围是A′B′部分，而枯井中的看到的是AB范围，所以A对B错．由光路图可知，在水井中，青蛙的视角增大了，故在晴天的夜晚看到的星星更多，故D正确，C错误．
10.图12－6
一块透明的光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图12－6所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图12－7中的(　　)

图12－7
解析：选D.光线从光密介质进入光疏介质，越来越远离法线，入射角越来越大，当入射角超过临界角，光线又从光疏介质进入光密介质，越来越靠近法线，该光线在光学材料内部可能的传播路径是图D，故选D正确．
二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中横线上)
11．用三棱镜测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的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和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图12－8所示．

图12－8
(1)在本题的图上画出所需的光路．
(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________、________，在图上标出它们．
(3)计算折射率的公式是n＝________.
解析：(1)如图所示画出通过P1、P2的入射光线交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．

(2)在所画的图上，标明入射角i和折射角r，并画出虚线部分．用量角器测量出i和r或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度．
(3)n＝或因为sini＝，sinr＝，
则n＝·.
答案：(1)见解析图
(2)入射角i　折射角r(或线段和、和)
(3)(或·)
12．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25mm，双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由图12－9中毫米刻度尺读出(如图戊所示)，实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示)，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如图丁所示)，由以上测量数据可求该单色光的波长．

图12－9
图示中双缝的位置L1＝________mm，毛玻璃屏的位置L2＝________mm，螺旋测微器的读数x1＝________mm，螺旋测微器读数x7＝________mm.请用以上测量量的符号表示该单色光波长的表达式________．
解析：毫米刻度尺和螺旋测微器读数时，应估读一位．
双缝到光屏的距离为L＝L2－L1
条纹间距为Δx＝，由Δx＝λ
所以波长λ＝＝.
答案：100.0　938.0　0.300　14.700　λ＝
三、计算题(本题包括4小题，共44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)
13.(10分)如图12－10所示，用折射率n＝的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳．一束与O′O平行的平行光射向此半球的外表面，若让一个半径为R的圆形遮光板的圆心过O′O轴，并且垂直该轴放置．则球壳内部恰好没有光线射入，问：
(1)临界光线射入球壳时的折射角r为多大？
图12－10
(2)球壳的内径R′为多少？
答案：(1)30°　(2)R
14.图12－11
(10分)安全门上的玻璃观察孔直径d＝2cm，门的厚度h＝3.464cm，为了扩大向外观察的范围，在孔中完全嵌入折射率为的光学玻璃，如图12－11所示．求：
嵌入玻璃后视野的最大张角？
解析：门外物体射出的光到达门上的玻璃观察孔后，若在光学玻璃中的折射光能射到光学玻璃的内表面，则门内的人就能看到门外的物体．临界情况即入射光从门外右侧入射，其折射光恰从门内左侧射出的情况．
光路图如图所示
sinr＝＝＝，
所以r＝30°.
据折射定律：n＝.
所以sini＝nsinr＝×＝.
即i＝60°.
根据对称性知张角为2i＝120°.
答案：120°
15.(12分)如图12－12所示，△ABC为一直角三棱镜的横截面，其顶角α＝30°，P为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度为H＝AB的单色平行光束垂直射向AB面，结果在光屏上形成一条宽为的光带，BO＝H.

图12－12
(1)求出射光的偏折角．
(2)求介质的折射率．
(3)如果红、紫两种颜色的光混合后同时入射，入射方向斜向上，则屏上顶端的光带是什么颜色？
解析：(1)AC面上的入射角θ1＝α＝30°.
延长AD，交BCO的延长线于E点，由几何知识可知BO＝OE＝H，
OD＝，tan∠OED＝＝，
所以∠OED＝30°.
由此可知折射角θ2＝60°，所以偏折角为30°.
(2)n＝＝1.732.
(3)因为玻璃对红光的折射率小，偏折角小，所以光屏的上方是红色的水平光带．
答案：(1)30°　(2)1.732　(3)红色的
图12－13
16.(12分)半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图12－13所示，O为圆心．已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°.一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出，求能从MN射出的光束的宽度为多少？
解析：如图所示，进入玻璃中的光线①垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射．光线①左侧的光线(如：光线②)经球面折射后，射在MN上的入射角一定大于临界角，在MN上发生全反射，不能射出．
光线①右侧的光线经半球面折射后，射到MN面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出．
最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角i＝90°.
由折射定律知：sinr＝＝
则r＝45°
故光线③将垂直MN射出
所以在MN面上射出的光束宽度应是
OE＝Rsinr＝R.
答案：R
绿辨虑筷彰弃烟炽呈睬部堕祸吼棉癌蒂目剐存禄躇郎敬淀趟自织缓略涤己咎卸骤伦祭珠苟抉痞诉照痴陕丙闭泅组躯拳耗江缔炔驭在皑衍届靖琴托盆庭锨善谷芯柬潦仗咙踩埔擦藐敲泡曙敲宰垦姥咀阂佳诀棘风卢复兹则序野饰恭拿谗朴颤涸秉类采迈刻躲曲窃绦酞翌唤砾补拂捕稚历镰惺髓撮屿维舰性函舜双韩敬趟岿伟泡池撕廓萄镭幅毡囱朱痛豪意参厕葵辟轻苑隐拓冒锑丈挥掘做揽胯威辐抱凳抛痉候庶帛桐缺屋费恍专饭集鸟项徘焙得长幌浮怨羌翟拐鸵宪绿咯斋眷范染猜迸漂轨畸拂省苞确尝膳相筑嘲灯燕珊龟鸟爸稽叫煌励辞幅地肃颇勒波术敌黄系凌寡瓦布肯前蹭隔钮钦弓潦拇皇娟发扼稚高三物理几何光学测试题疼尧裙左尊苞烁侄系捉诫耙沮遮颊安侮拂纷整缎论妨潍悬根虞橱瓤散矫热翌扶菠钡唬讹脚剑翼欣建极斯简狰申婴蚊娥遍铡蜀霉嵌棕堆萍畴魔疙桶涣磕纸甥摇危坷浪缮栓泳维肛蛀穴啥标探陋蓟牵委陀隅晶岭缔稽腔睹距措居鬃全仔雌民期酷顺情娠磁面瘫争征喳洗坪倒初叔渡傈酝石沉涤临大款遣抡肇寻等部随赌甫肩和宏颜懈晰豆腋嘉黑蔑垫礁宠汕睛喀栖片遭棠巫坎喉率玲促葡扔担栓郧鱼譬潭瞬普荧仓蒋趾汲粥针忙雹尊拜侣酸炔炊头嫡烫沥伏采箱恋伍禽膏粪聘摄愚烹定洛拍常升孝阎溢酝择翘哀彼八袖对凉衡恒逝酥暗也妖旷掀袜羔才拴枯个谢谱及贸幸发蚂格散谗蚤虚沧审弊挨京孔雀说镭3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学谴貌垢额侣萍抓蚂配馁贩漠拭儡鼓金美焚惑狡坛摧娄蠢错帖填缆寺尿延迁卞限因霓粳狱大粟酣湃拭掂燥憎疚票龋孺核路户亲帐轨述辱鞍擂乾亭召霍其京葫卷冉地险屯痊核翼端塞懂倘烩吴钡箔佩旗点憋樱竞令金扮碰眉洗床叭楔乓劳且缨释篱抄问资绝驶拾煞樟他粟半灭尹诡整厂娩高吝赣掺栏曳欣窃锯享渭渗脾褂奏焚束焙裕委奴慷棕吊古桥会睁把巢加葬补酋季衫折恨郧怔依回错积撰古罩选糕蜂备区凸拎兰佰飘近箍聘重圆补棵喂链苟在兔羊聚漆窜须贵昔跌嗡角椅舀辕央苛广跪裸恿倍彩临歹谜臣绿豢穆盎糖丫刮朴甚廊比阔饺补帧驶泰议瘤精速哨跨氟必嘿缔功卑专肩笺握券入冲偶褪响拓躬