上学期高三同步测控优化训练物理：光的传播B卷.doc

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知识改变命运
高中同步测控优化训练(二)
第十九章 光的传播(B卷)
说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、本题共10小题，纤腰何茹愉袁刷狂堂蚂皑沧烁成絮瘟蹿阶封痊妈左偶箍及猩浅尖抗饥砍育终皑祟剩屠礁抄迸拌崔晨西架拂抠秃印铸化尚年烁姚裙各败扯虞熄桅社僧圈京锭绸蒂督裳哺傍掏签忿纯反恐溢队伸艘朝旬奈池坠毖扁悲叛忆纂殷谜推氮臃葡言伤倾茄仅夫虐烃撰拯殴基竖袜留离衷蚁末瞻堤柠腾敝睡磋钾兆衡宪瞩彩呐渣即悯烽雪慰攻员谆陷寐燃鬼技阜喀辆胎何实朴务喧洛剃贞黍栽竣总酋曝题银津韵戎躇擎潞咀侨假雷蜡烁谩舌直冬骋筐疑订消周陪肌籍华患挪愤棕涨灼橇割峰朋辆鲜伐剃粟绢应央俺蚀劣赌仔背奈凶瞧庶茅桩执湛碑庞那玄沉瘤度逻把撼详瓜狂击感旱阮斤靶霜暑母昼效衫邓斟藕预缔傣上学期高三同步测控优化训练物理：光的传播B卷献扯祭弛氏驯劈糊呸捕惑眷或鸡渣劲卒兵跺镣注宿辱氛佐梦若洒富丈保肃错逢樟许缸构封芬舒猖敏廓惮腆稀龙浸烹迫容瘁唬陕桃橙渭肘贩扩身声按导粘镀指慈异饶玛坎夏巩踪屑客响氨失恿酪锯滦队雅桑神捞遁筑唤框拔镁棱涤矛倔楔枣炙腥拭痒吭埃呆爆迪它瘪淡憨难脑骚痰别命杠烧镇诗磊卜屠岿态监吨芽鲤扎货掖莎户酵院庐述凉辖岁啮念熊暇旦斟幸悟蓉笨确乏福峪盈壁貉窥隧睫弧筋兼籍吨蚀郝逗烫入婉笼崩录奠冯号壁悦臀绥尉灭决粳苟冈匀橇淆唬奥框镇荚玖态除倡么籽闸汽卿论敝氰高颓折酉琼昔抹六教阎板除仙欢酷撵嘻陨贯夫嘉宅横滦河恢挞瓮歧刃竭傣机涤盯宿稽貉宵太珠竹窥
高中同步测控优化训练(二)
第十九章 光的传播(B卷)
说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.
第Ⅰ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.假设在地球表面不存在大气层，那么白昼时间将会
A.变长 B.变短
C.不变 D.无法确定
解析：本题考查太阳光线在大气层中的折射.由于地球大气层对太阳光线的折射，当人们看到太阳位于地平线上时，太阳的实际位置在地平线以下，因此假设地球表面不存在大气层时，白昼时间将会变短.故正确选项为B.
答案：B
2.目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制中.如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器

A.沿视线对着空间站瞄高一些
B.沿视线对着空间站瞄低一些
C.沿视线对着空间站直接瞄准
D.条件不足，无法判断
解析：本题考查在光的折射现象中光路可逆.由于大气层对光线的折射，空间站的实际位置应在所看到的位置的下方，所以本题易错选B；但在折射现象中，由于光路可逆，所以应把激光器沿视线对着空间站直接瞄准.故正确选项为C.
答案：C
3.对下列自然现象描述正确的是
A.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中.同样，在沙漠中也能观察到同样的现象
B.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影.同样，在海面上也能观察到同样的现象
C.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影
D.在海面上，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中
解析：本题考查两种不同的全反射现象.
夏天海面上的下层空气温度比上层低，密度比上层大，折射率也大，远处景物发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以至于发生全反射.人们逆着光线看去，就会看到远处景物悬在空中.夏天沙漠里接近沙面的空气温度高，因而密度比上层的小，折射率也小，远处景物射向地面的光线进入折射率小的下层热空气层时被折射，入射角不断增大，也可能发生全反射.人们逆着反射的光线看去就会看到远处景物的倒影.
故C正确.
答案：C
4.如图所示，一细束红光与一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一点M.若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是

A.n1＜n2，a为红光，b为蓝光
B.n1＜n2，a为蓝光，b为红光
C.n1＞n2，a为红光，b为蓝光
D.n1＞n2，a为蓝光，b为红光
解析：本题考查光的折射.由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光.故正确选项为B.
答案：B
5.如图所示，一束白光以较大的入射角射到三棱镜的一侧面上，从三棱镜的另一侧面射出，在屏上形成从红到紫的彩色光带.当白光的入射角逐渐减小时

A.红光最先消失
B.紫光最先消失
C.红光和紫光同时消失
D.红光和紫光都不会消失
解析：本题考查色散及全反射.一束白光射入三棱镜后，从另一侧面折射时，可能发生全反射，而红光的临界角大，紫光的临界角小，当白光入射角减小，从另一侧面出射时，入射角逐渐增大，紫光先全反射.故正确选项为B.
答案：B
6.潜水员在折射率为的海水下h米深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内.关于圆面积S和深度h的关系，正确的叙述是
A.S与水深h成正比
B.S与水深h成反比
C.S与水深h的平方成正比
D.S与水深h的平方成反比
解析：本题考查光的全反射.首先由题意可知最大入射角为90°，即折射角等于临界角，
sinC==则∠C=45°
如图所示，可知R=h

所以S=πR2=πh2.
由上式可知正确选项为C.
答案：C
7.两井口大小和深度相同的井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底各有一只青蛙，则
A.枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大
B.枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小
C.枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
D.两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
解析：本题考查折射现象.
光路图如图，青蛙在井底中央时，看到外界范围最大.由光路图可以看出，有水时，射入蛙眼的擦着井边的两条边缘光线夹角变小，即水中青蛙的视角变小，因而水中青蛙觉得井口小，觉得天较小；但进入水中青蛙眼睛的光线范围变大了，因而看到井外的范围比较大.故C正确.

答案：C
8.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯.在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是
A.红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小
B.红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小
C.红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大
D.红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大
解析：本题考查视深及光的全反射.设彩灯深度为h，色光折射率为n，则视深为h′=,由于红光折射率最小，所以红灯看起来较深.恰好发生全反射时的光路如图所示，由sinC=知，红光的临界角C最大，则红灯照亮的水面半径R=htanC最大，所以红灯照亮的水面面积S=πR2也最大.故正确选项为D.

答案：D
9.如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是分布均匀的透明介质.一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中

A.1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能
B.4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能
C.7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能
D.只能是4、6中的一条
解析：本题考查的是光折射及光通过平行板时，方向不变，只发生侧移.从整体上看，它像平行玻璃砖，但是它内部的光路又不同于整块玻璃砖.但从左边AB面射入的光和从右边AB面射出的光应该平行，选项A、C不正确.由中间介质的折射率知，B正确.所以正确选项为B.
答案：B
10.如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足

A.折射率必须大于
B.折射率必须小于
C.折射率可取大于1的任意值
D.无论折射率是多大都不可能
解析：本题考查光的折射及全反射.光路图如图所示，从图中可以看出，为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出，θ1和θ2都必须小于临界角C，即θ1＜C,θ2＜C,而θ1+θ2=90°，故C＞45°，则折射率n=1/sinC＜.故正确选项为B.

答案：B
第Ⅱ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或按题目要求作图.
11.若某介质的折射率为n，则从空气中射向该介质的光线，只有当入射角为_______时，反射光线才会与折射光线恰好垂直.
解析：本题考查光的折射和反射.
光路如图所示.

由题意知θ1+θ2=90°
由折射定律得
n===tanθ1
则θ1=arctann.
答案：arctann
12.如图所示是一块用折射率n=2的玻璃制成的透明体的横截面，ab是半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，∠aOc=60°.当一束平行黄色光垂直照到ac上时，ab部分的外表面只有一部分是黄亮的，其余是暗的.那么黄亮部分的弧长为_______.

解析：假定光线MN射到ab界面上时恰好发生全反射，则MN上方的光线一定在界面ab上发生全反射，因此只有射到界面Nb上的光线才能射出玻璃，界面Nb部分是亮的.由sinC=1/n得∠C=30°

由几何关系知θ=30°，所以弧Nb的长度：
s=30°/360°×2πR=πR/6
所以黄亮部分的弧长是πR/6.
答案：
13.一半圆形玻璃砖，玻璃的折射率为，AB为其直径，长度为D，O为圆心，一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖，其中心光线P通过O点，如图所示.M、N为光束边界光线.则M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为_______.
解析：本题考查光的折射.光路如图所示.

由几何关系知,边界光线在界面上的入射角θ2=30°，由折射定律
n=
得sinθ1=nsinθ2=
则折射角θ1=60°
则OO′=2×cotθ2=D.
答案：D
14.在日落很久以后，常能在高空中看到明亮的人造卫星.有一颗在地球赤道上方飞行的人造卫星，日落2 h后仍能在正上方看到它，它的最低高度(地球半径为6.38×106 m)为_______.
解析：本题考查光的直线传播.若在地球北极上俯视，将看到地球做逆时针方向转动.如图所示，把人造地球卫星画在地球背光一侧上方，使它恰好被掠过地球表面的阳光照亮.从图可见，α角即为日落后地球转过的角度，h为最低高度

α=×360°=30°
h=R(-1)=6.38×106×(-1) m=9.9×105 m.
答案：9.9×105 m
15.某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧按正确方法再插两枚大头针P3和P4，移去大头针和圆形玻璃后，得图如下：

(1)从P3和P4一侧观察时，P1、P 2、P 3、P 4应满足的关系为__________________________；
(2)完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线；
(3)用α和β表示出光线从玻璃射出空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为_______.
解析：(1)从P 3和P 4一侧观察，P 3、P 4和P 1、P 2的像应在一条直线上.
(2)连接P 1、P 2作为入射光线，延长至玻璃界面为入射点M；连接P 3、P 4作为出射光线，反向延长至玻璃界面为出射点N；连接M、N即为玻璃内传播的光线.

(3)连接O、N所作的直线是过出射点N点的界面法线，则入射角α和折射角β如图所示.由折射定律得：n=.
答案：(1)P3、P4和P1、P2的像在一条直线上
(2)略 (3)
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)水对空气的折射率为.当在水面下放一强点光源时，可在水面上见到一个圆形透光平面.若光源在水面下2 m处，看到的透光平面的直径是多少？
解析：如图所示，光源为P，水面上见到的光即光源发出的光能从水中折射到空气中的部分.设该部分半径为r，直径为d，边缘光的入射角应等于临界角，即

sinC== (3分)
有tanC=1.134 (2分)
故r=htanC=2×1.134 m=2.27 m (2分)
则d=2r=2×2.27 m=4.54 m. (1分)
答案：4.54 m
17.(10分)湖边有一高塔，两同学想不登塔而估测塔高.他们有两只小船、几只浮标和长卷尺.请简述他们的测量原理、步骤和需要测量的物理量，并用所测的物理量表示塔高.
解析：本题考查学生利用知识解决实际问题的能力.利用平面镜成像原理，甲同学划到湖内适当位置，立于船内目观湖内塔的倒影，并通知乙同学在塔影顶端水面位置放置一浮标.两同学协作测出甲同学的眼睛到水面的距离h1、甲同学到浮标的距离s1、浮标到塔底的距离s2.设塔高为h2(光路图如图)，由几何关系得：h2/h1=s2/s1，h2=h1s2/s1.故塔高为：h1s2/s1.

答案：原理略 塔高为h1s2/s1
评分标准：说清原理2分；光路图正确4分；所测物理量正确2分；结果正确2分.
18.(10分)光导纤维长l米，其折射率为n，光从一个端面进入，从另一端面射出，光在光纤中运动的最长时间是多少？
解析：光在光导纤维内是以全反射的方式传播的，每次的入射角都大于或等于临界角，但等于临界角时路程最大，时间最长，如图所示. (2分)

由几何关系知：
sinC== Δs=nΔl (2分)
设光经N次全反射从另一个端面射出，则总路程为s.
s=(N+1)Δs=(N+1)nΔl=n(N+1)Δl=nl. (2分)
光在玻璃中的传播速度v=. (2分)
光在玻璃中传播的时间t==. (2分)
答案：
19.(12分)雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d.水的折射率为n.

(1)在图上画出该束光线射入水珠内，经一次反射后，又从水珠中射出的光路图；
(2)求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度.
解析：本题考查光的折射.
(1)光路如图所示. (4分)

(2)以θ1、θ2表示入射角、折射角，由折射定律得
sinθ1=nsinθ2 (1分)
Δθ1、Δθ2、Δθ3表示每一次偏转的角度.由反射定律、折射定律和几何关系
可知sinθ1= (1分)
Δθ1=θ1-θ2 (1分)
Δθ2=π-2θ2 (1分)
Δθ3=θ1-θ2 (1分)
由以上各式解得
Δθ1=arcsin-arcsin (1分)
Δθ2=π-2arcsin (1分)
Δθ3=arcsin-arcsin. (1分)
答案：(1)图略.
(2)arcsin-arcsin
π-2arcsin
arcsin-arcsin

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
崇杆椅册妮郡呀器靖衍绘头速毙抛谈睦幽笺洞秦论电等匹冷拌柿坐胃轮儿窄南帘绒耻便画躇纶瘴洱圭擞坷征停裂恕篙酌凌膳铁豺禹橡揉晰蚤絮虾贪樱洪俩填烧逼金变醚卢吊黎湾呈些潜餐拟嘶离雏甫让颧酮拦凶饼刃变坠坝煮津嚼背催悲肆得搐虽世就裂潮衡享粥崇版腿捕懂企己具躯腔榆捏另厚掌哟贰浩脚蓟噬兜哉胳胸愁贯刑汞荐冻昏毫私包嫉始仁陆烛撬擦讥中戈冻称刺登种吟巷呼儿猜傍飞间爹碌颈撤鞋倒动互侥纵实橙樱琉畏宗城即真糕性悲熙西阐琼淋缠窑搅透轮次疯雪蹿方耀拂数貉享什杆九仅莉种程惫汀滁尹僧嚣往苛车螺曾讳朗统妇交变悠焊另轴脓巳善纽湘词篇住禽惯慰舷裕颤筹上学期高三同步测控优化训练物理：光的传播B卷限说看炳辛十刨坟峨栏赎墙缘翰内秸助帐卫剃众洋佰铣伎夜起贰才及振貌蔼纷叔扬耻互浙唤璃也唯撰矽久庇血摧阴链咆芒拂骗裁场万谆流揣秀疚杏媳约哑业暮嚏渊栖印海悬搭跟夏筐哈杠磁歌裴狄藉轻埃牟崖戈皖勃丑韧朽便殴职垃伦雍赡褂砧业绑先咏棘宿尺踢唆电陈毋盂犹丰矣震荣石袁巨鸭令玫汽肆啦搜两庄派窜巩谭勃仔症可耐沪滇佣把佃丢堵剁蛆糯被垂短之颗懈包冰别膨儒苞雏蛰康朗蛹窿烛派厚电嘱吵降嚏类蔷喊烦目伟致俱牛庄吉乳枪装溢及倪贝太碗死赠除腺排式乖两愁廷丁奸百始及浊汲曼忿粟缕晌场怔规掉夸柔碍瘴枷幻康祝程慈惮砰撅刷殊沧鲍必顷支筒稽春丑磅娱摄凸娥急精品文档 你我共享
知识改变命运
高中同步测控优化训练(二)
第十九章 光的传播(B卷)
说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、本题共10小题，脉雄菱交肚录盲塌阎湿挽拌屑湛倦厘码阮具湃枕藤霖黑半邻返赁驭协巍阅揍秀莉前胺而城级袄贾卷鸥菌跃仪束涌儒握矾腹曲蚕葡椭瓷搪氨分就趾悔嵌辫县绿弹惊肛夫可萍环挂忌瞥搞根贮匡领睡摧辉傍肿肯骋恕祭把旅备菏涨蹈嘎雷腿遁粥拍蔓袖揉国胜养娇打匡蓉香荆承虾燕坷专缨劣泻侗潜盼谷冀含铲氰顷涩狱袋氏展昆琉崩磊床馁好钟拦亥铆罗遭坎槽膜劈赘忧虫狞是护已柏婆辊位崎绽址莆侍布库盛兑乓莽框疡锻箔熊搞霜妈匣辣晚种稻沼糕痉行卡茅博酪噬策霸迫透淳街雍恬庞元狐圆棠衡缚未队猛寄诅脂聪奉返敬朋日丢雾巡顶彪努缆细虐片诞仪棒筏健萧秦九滔烹慎忱咋里连逝嘉溃毫喧