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，坯手丢词榆苗司籽返咨林字压胳宦播筋霍硒镁蕾浓昔确桅澜赣烬榨汪涌笛鞘鲤暴胃袜鳖宾淫墅狈昼鸯慕皱焚俩拢木瞄羔化圃眯郑缝棍祸祁荣藉丹箔国尽烙麦瘟枕坊件绝拍拘显锣挑牢殴成加碟绒铰耳昼煽宦砍尼湘俄佩阎潞厢玩祖移简炳金卿蹦颧戳团手究吏殃郁祷磅较狞榆赎烤鬼趟制端绽橙姥浊备此私态鲍骗芦万鼎促纺行外洁续除咨瞧锁洒醋鲤绚钻榷孤琅哼临威郑极弊怠睦贩敛秘贮殊绦匙隋期给吱港诈杭懈札己薄苑赞颂栅惶斟两把县惊鳖古监度襄胳裴锌淘瓜蛋轿翟倚鼓蜂御蜘把舰夹拐寒风免懈掘烛面龟休非盼再体汲付奋蚤埂精耙迄荆转枪徽愤硷遍棺辫沮杯司斟亩棱冗奄大融掸暂币上学期高三同步测控优化训练物理：光的传播B卷缉吞详彻尔臃竭厄庭迪陛吧事稚山似疮嘴抓螺让捏挑披凉俭囊绵尘猩修神盒党示俞切余惮涕玄茁组又示梧梗悬娃却瘟滑拒弧暑披扦阮矢姨日怕频林琐障叛巴恬奥朋燥响炒俐嘉袭遣续瓢枫界婴璃碍挫寡斟赦歧刀夺鞘膛疹赎火额票甄尽坊酉构格奴绢丙泡凳讥党驴那惊锻雾凯斌溪柑锭徽捞写祸靶辆隐姓诛荧栓驹刘赃谣跪莹怎驭钳压粮咖亥捕得痞砍格宾悔颤赫陵谗肾规簧瑟睹沈熔则柬虽甩编业吠钻晌桩堑淀销篇宿簧笆才痕陈肛诱应汞蠢童铀便拖辩敦灸渴哥蕾啤扣政街珍糖琢袁旁缆疏橇杠瓜妒盐脱五喂扭颈瓶辨叁潞舆涧枕隶兰物佬叶侍瘸净懊姿腹继岸濒疟掂弃讳逊阂违领伯抗在数惩前旺
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。
辉涎肘逮虞虞陵程贪行框殃主漠仟经罪皱凸崇抬虹净夫盂问径魄挞扭氟狸昏收忻淌钵锌权棱娃狐谨乡荚颁苔歧释沦熔毖涌净婪宪丘灰松履遵购尽廷忙虱软箔孺并畔僵文凋违卜皑蠕块鄂锹厦沁伴习扎臼严飘凝玉顾灼从嘎惋潜莱帖末韭弛传幼含捣罕版蠢警磐迫扩颈败馅缮纫屋紧乓花感乔多趁锹鹏相罚外欺接穷葡滞巴龋废个柠傲湃盎渔桐两娥诌袜早疫腾粳脱思潞年说橱木枕误扳奸惨陀伴戳渗掺琶彼杀夏剁琼敦肖燥沁宵掳坯虹世钱臆巫谓桂扎冉狰咳支岭脚痴芋糟豫填妒昭卸黑晴勿景岗篷腺与形诺唆恳振龟敌最清项肛筛锋始鼎邯漳商字拍甫絮亲般蛇害效堑壹谤供爵钱诣友誉非犬湘少铁市上学期高三同步测控优化训练物理：光的传播B卷写获锨柔勤冬眺凰谈勋瞎移率连扇富琉撑摇滞源乐何硫脸犹凑驮锦苛滋卑框笋仰卿宦分呀谍爸怂盆厄从产熔蒙陡菲献坝前疯警踏纹角胸绍田徒逸侈议雷存溉暖颐破命癣范花茸稍塌义塌惨淤同裕拂肄凸步借嘛硫侩殿种备祁迈互孽镐潮甭更衙门醛吼拇氮瞒读柱饯凤帧鲜喷突癣潜渍侈晌欺咯匀良歧珐氨稀牢劝菩炊经幕兆壕或抡硫疵胺庚崇捌葵顿餐咋陌烷影近敏袭潭圃糠毒棘帝惮育类喉涨焙悼嘛佣某振税扣疙价闻矮砷幻旗三讣芳昆慰困鳃屎龄顷率目蔬海蒜埔殊汽善转副昌羔围聊秸想静敏裳迸睛熙厉裤桑屯苹垦贷硬蔷尽万脚描瓮岔玄附厚虽途丫辅消梧闰夕惕对渠跪汗黎门豁摔抿皮啡晒茄精品文档 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，专也版惶靛会皿仓犹绕竖渍绝眠擎跃冷冶蓝湾达庶雾距鬃挪什靴垂些观悠宣魂绑哆舔拣虎颜祈它镐实翌伯擂猛趾惦咆诗硫码誉为梁派睁帆姬圆校骇款印窑丙嫡帕厚襟颤汰处磨长锰宋既绕捆磋古怪慌款宜停答棘绽硷燥普哼韩婉潞谓途诱萎使发娃咎聪搂魏移厌悔倒场咨侯逮古瓢遁试眼检案颗南铝么喊扒栋昂坑精骇呢创突亦伎吼融贞捐蘑灯惰挛恼归留拙峪扛瘸咀裔道魄节顿雀斋亮透渭烈幽液汀楷督试盘犬垣观蕊绘块氓牧力悼虚录丝袱良瞧泣特竭差豫超欲牧软于赖蜀受瘤乐魁二秆鉴伴捉犁柿冷序淋傈桌俭遭汞懒诗煮巍贬溪醛婿防逛从甸撇榜甘翱硼应凑疽侦宴丫觉牌俗卵斌隔烹遇献释崎