第十三章提优测评A卷
时间：60分钟 满分：100分
题序
一
二
三
总分
结分人
核分人
得分
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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
1. 下列说法中正确的是( )．
A. 全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B. 在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽
C. 如果测量到来自遥远星系上的元素发出的光波长变短，这说明星系正在远离我们而去
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度
2. 在用插针法测上下表面平行的玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2, 1、2、3分别是三条直线，关于以后操作的说法中正确的是( )．
A. 在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在3线上
B. 在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在2线上
C. 保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在1线上
D. 保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生了全反射
3. 下列说法中正确的是( )．
A. 光的反射现象和折射现象说明光是横波21*cnjy*com
B. 光的偏振现象说明光是一种纵波
C. 电子束通过某一晶体时可能产生明显的衍射现象
D. 干涉法检查被检测平面的平整度应用了光的双缝干涉原理
4. 如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的O点后，折射光发生了色散照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜色的单色光，则( )．
A. 由A到O，a光的传播时间等于b光的传播时间
B. 若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射
C. a光和b光分别通过同一单狭缝，a光在屏上产生的中心亮条纹比光窄
D. 用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽
5. 在一个折射率为2.4，临界角小于30°的四棱镜的横截面中，∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°，现让一束平行光垂直入射到AB面上，则出射光线将从哪几个面射出？( )．
A. AB面 B. BC面
C. CD面 D. DA面
6. 透明薄壁玻璃容器中盛有水，置于水平桌面上．容器内有一可绕O轴转动的平面镜，一束白光水平射向平面镜，恰好竖直地射出水面，设红光从水面射向空气的临界角为A1，紫光从水面射向空气的临界角为A2，那么当镜面从图示位置开始发生下述哪种转动时，将恰好无光线射出水面？( )．
A. 顺时针转过A1角 B. 顺时针转过角
C. 逆时针转过角 D. 逆时针转过A2角
7. 如图所示acb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( )．
A. B. C. D.
8. 一束只含有红光和紫光的较强复色光，沿PO方向垂直于AB面射入某种透明材料做成的正三棱镜后分成两束沿O′M和O′N方向射出，则下列情况可能的是( )．
A. O′M为红光，O′N为紫光21*cnjy*com
B. O′M为紫光，O′N为红光
C. O′M、O′N均为红、紫复色光
D. 只有O′N为红、紫复色光，而O′M为红光
9. 如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．则两个光斑之间的距离( )．
A. cm B. 5 cm
C. cm D. 20 cm
10. 平面镜通常是在一定厚度的透明玻璃后表面镀银制成，从点光源S发出的光线经过玻璃前表面和镀银面多次反射，会生成关于S的多个像点．PQ、MN分别是前表面和镀银面与纸面的交线，SS′是垂直于PQ和MN的直线，AA′和AB分别是SA的反射光线和折射光线，BC是AB的反射光线，CC′(图中未画出)是BC的折射光线，下列判断正确的是( )．
A. AA′的反向延长线与SS′的交点为最亮的像点
B. BC的反向延长线与SS′的交点为最亮的像点
C. CC′的反向延长线与SS′的交点为最亮的像点
D. CC′与AA′一定平行
二、 填空与实验题(本题共4小题，共30分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
11. (6分)露珠在阳光下显得晶莹明亮是由于光的________现象造成的；通过手指缝看日光灯可以看到彩色条纹是由于光的________现象造成的；水面上的汽油薄膜呈现彩色花纹是由于光的________现象造成的.
12. (10分)小刚和小敏欲用插针法测玻璃的折射率，在实验中不小心将平行玻璃砖掉地上摔成了如图甲所示的两块，小刚想找实验室老师换一块，小敏观察了一下摔坏的玻璃砖，发现断面比较平整、光洁，于是小敏说不用换，用半块仍然可以测出折射率．
①小敏按照实验步骤，用半块玻璃砖插针，得到了图乙所示的P1、P2、P3、P4；小敏拔下P3、P4并做好记录后，小刚也利用P1、P2插针，得到了P5、P6.那么，小刚和小敏所插的针中，________(填“小刚”或“小敏”)插的一定是错误的；请你选正确的插针，按实验要求完成光路图，并标出相应的符号；所测出的玻璃的折射率n＝________(用所标的符号表示)．
②当小敏改变入射角，重新插上P1、P2后；在另一侧怎么变换角度都看不到P1、P2的像，你认为产生这种现象的原因是________________．
13. (8分)在测定玻璃的折射率实验中，有一个同学设计了这样的实验方案：画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，在白纸上放置一半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点O，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线， P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3 是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃的折射率．该同学在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法使P3同时挡住P1、P2的像．
(1)产生这种现象的原因是__________________________________________；
(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是____________________；
(3)若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n ＝________.21*cnjy*com
14. (6分)某同学设计了一个“测量金属细丝的直径”的实验：把一根待测金属细丝夹在两块平板玻璃之间，使空气层形成劈尖(如图所示)．
如用单色光垂直照射，就得到等厚干涉条纹．某次测量结果为：单色光的波长λ＝589.3 nm，金属丝与劈尖顶点间的距离L＝28.880 mm，n＝30条明纹间的距离为l＝4.295 mm.(已知两束单色光的光程差等于半波长的偶数倍时，干涉条纹为明条纹．)则：相邻两条明纹的间距L＝________mm；金属丝直径的计算式D＝________，该金属丝的直径为________mm.(结果保留四位有效数字)
三、 计算题(本题共3小题，共30分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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)
15. (8分)如图所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率n＝的透明液体，容器底部正中央O点处有一点光源S，平面镜MN与底面成45°角放置，若容器高为2 dm，底边半径为(1＋)dm，OM＝1 dm，在O点正上方离容器底部3 dm处水平放置一足够长的刻度尺，求光源S发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度．(不考虑容器侧壁和液面的反射)
16. (12分)一透明球体置于空气中，球半径R＝10 cm，折射率n＝.MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点， AB与MN间距为5 cm，CD为出射光线．
(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间；
(2)求CD与MN所成的角α.(需写出求解过程)
17. (10分)DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d，折射率为n的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效获取信息．21*cnjy*com
(1)写出sin θ应当满足的关系式；
(2)在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l＝a＋2b)，可采取哪些措施？(答出三条措施)
第十三章提优测评A卷答案
1. A 2. B、C 3. C 4. D 5. A、B 6. C 7. C 8. D
13. (1)入射角α太大，发生了全反射
(2)P3同时挡住P1、P2的像
(3)
解析：(1)入射角α太大，发生了全反射；
(2)P3同时挡住P1、P2的像；
(3)由折射定律得n＝.
14. 0.148 1 mm 0.057 46
解析：30条明纹间的距离为4.295 mm.
所以相邻两条明纹的间距
l＝＝0.148 1 mm.
如图＝所以D＝.
代入数据解之得D＝0.05746 mm.
15. (1＋)dm
解析：作图找出发光点S在平面镜中的像点S′，连接S′延长交直尺于H点，MH沿竖直方向，连接S′P，在RtΔPRS′中，
RS′＝ dm，PR＝3 dm，
所以∠r＝30°.
由折射定律可得：
＝n.
解得sin i＝，∠i＝45°，
刻度尺上被照亮的范围
QH＝1 dm＋ dm＝(1＋)dm.
16. (1)作图如下图所示 ×10－9 s (2)30°
解析：(1)连接BC，如图所示．
在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r，
sini＝＝，所以，i＝45°.
由折射率定律，在B点有
n＝，sin r＝，
故r＝30°.
BC＝2Rcosr.
t＝＝2.
t＝×10－9 s.
(2)由几何关系可知∠COP＝15°，∠OCP＝135°，α＝30°.
17. (1)sinθ＝.
(2)在θ和n不变时，减小d，或在θ和d不变时，增大n，或在n和d不变时，减小θ.
解析：(1)由折射定律得n＝，
式中r为折射角，sin r＝.
解得sin θ＝.
(2)要保证a不变的前提下，减小宽度l，即减小b，由(1)的求解过程得b2＝，故在θ和n不变时，减小d，或在θ和d不变时，增大n，或在n和d不变时，减小θ.
第十三章提优测评B卷
时间：60分钟 满分：100分
题序
一
二
三
总分
结分人
核分人
得分
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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
1. 某人以速度v在路灯下匀速前进，则该人头部的影子在水平地面上的运动情况是( )．
A. 匀加速直线运动 B. 加速度逐渐增大的加速运动
C. 加速度逐渐减小的加速运动 D. 匀速直线运动
2. 下列现象中，属于光的全反射现象的是( )．21*cnjy*com
A. 在阳光照射下，常看到肥皂泡上有彩色花纹
B. 通过狭缝看日光灯会出现彩色条纹21*cnjy*com
C. 玻璃中的气泡有时看上去特别明亮
D. 飞机在阳光下做特技飞行时，有时会看到飞机变得非常明亮
3. 如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪种光束照射P时，在P的另一侧观察不到透射光？( )．
A. 太阳光
B. 沿竖直方向振动的光
C. 沿水平方向振动的光
D. 沿与竖直方向成45°角振动的光
4. 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，但在夜间骑行时，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．尾灯的原理如图所示，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左表面发生全反射
D. 汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射
5. 下列有关光现象的说法中正确的是( )．
A. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
B. 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射现象
C. 光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
D. 光的偏振现象说明光是一种纵波
6. 在用插针法测定玻璃折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行，则( )．
A. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大
B. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小
C. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确
D. 入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确
7. 如图甲所示，现有一束白光从图示位置射向棱镜Ⅰ，在足够大的光屏M上形成彩色光谱，下列说法中正确的是( )．
A. 屏M自上而下分布的色光的波长由小到大
B. 在各种色光中，红光通过棱镜时间最长
C. 若入射白光绕入射点顺时针旋转，在屏M上最先消失的是紫光
D. 若在棱镜Ⅰ和屏M间放置与Ⅰ完全相同的棱镜Ⅱ，相对面平行(如图乙所示)，则在屏M上形成的是彩色光谱
8. 如图为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向中可能正确的是( )．
9. 如图所示，两束平行细单色光a、b，斜射到截面是矩形的玻璃砖的一个侧面，入射点分别为O1、O2，都从玻璃砖的另一平行侧面上的某点P射出，则下列说法中正确的是( )．21*cnjy*com
A. 射出点P不可能在过O1、O2的这两条法线之间
B. 单色光b的频率一定大于a的频率
C. 单色光a照射到某金属表面打出的光电子的初动能，一定大于单色光b照射到该金属表面所打出的光电子的初动能
D. 从玻璃砖射出的是一束复色光，它一定平行于入射光
10. 如图所示为一个等腰直角三棱镜的截面，一细束绿光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路)．如果将一细束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜，则从BC面射出的光线是( )．
A. 仍从Q点射出，出射光线平行于AB
B. 仍从Q点射出，出射光线不平行于AB
C. 可能从Q′点射出，出射光线平行于AB
D. 可能从Q″点射出，出射光线平行于AB
二、 填空题(共24分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
11. (8分)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，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和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如下图所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线)．
(1)在图上补画出所需的光路图，并在图中标出入射角i和折射角r.
(2)用所测物理量计算折射率的公式是n＝________；
(3)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量________(填“小一些”或“大一些”)．
12. (10分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件．要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．
(1)将白光光源C放在光具座的最左端，依次放置其它光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为C、________________、A.
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹的中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的示数如下图2所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第六条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数________mm.求得相邻亮纹的间距Δx为________mm. 21*cnjy*com
(3)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，由计算式λ＝________________，求得所测红光波长为________________nm.
13. (6分)如图所示为直角玻璃三棱镜的截面，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角α＝60°.已知这种玻璃的折射率n＝，则：
(1)这条光线在AB面上的入射角为________；
(2)图中光线ab________(填“能”或“不能”)从AC面折射出去．
三、 计算题(本题共3小题，每小题12分，共36分．解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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)
14. 如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n＝.一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，A和B相距h＝2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s.试求：
(1)该单色光在玻璃砖中的传播速度；
(2)玻璃砖的厚度d.
15. 某研究性学习小组首先根据小孔成像原理估测太阳半径，再利用万有引力定律估算太阳的密度．准备的器材有：①不透光圆筒，一端封上不透光的厚纸，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄纸；②毫米刻度尺．已知地球绕太阳公转的周期为T，万有引力常量为G.要求：
(1)简述根据小孔成像原理估测太阳半径R的过程；
(2)利用万有引力定律推算太阳密度．
16. 如图所示，用折射率n＝的玻璃做成内径为R、外径为R′＝R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴OO′平行，试求：
(1)球壳内部有光线射出的区域；
(2)要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行？21*cnjy*com
第十三章提优测评B卷参考答案
1. D 2. C 3. C 4. C
5. A 解析：根据光的干涉现象知条纹间距与波长成正比，A对；在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，B错；光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射，C错；光的偏振现象说明光是一种横波，D错．
6. C 7. C、D 8. A、D 9. A、B、D 10. C
11. (1)略 (2) (3)小一些
12. (1)E、D、B (2)13.870 2.310 (3) 660
13. (1)45° (2)不能 解析：(1)根据图示知折射角为θ1＝30°，由折射定律n＝得，入射角θ2＝45°；(2)根据发生全反射的条件知n＝，其临界角为θ＝45°，而图中光线ab照射到AC面时的入射角为θ＝60°，故不能折射出去．
14. (1)×108 m/s (2)1.732 cm
解析：(1)由折射率公式n＝，
解得v＝＝×108 m/s.
L.设太阳的半径为R，太阳到地球的距离为r.由成像光路图可知：△ABO∽△CDO，则：＝，即R＝.
(2) ρ＝.
解析：(2)地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为M，地球质量为m，则
G＝mr2.
由密度公式ρ＝及球体体积公式V＝πR3.
联立以上各式可得
ρ＝.
16. 解析：(1)设光线a′a射入外球面，沿ab方向射向内球面，刚好发生全反射，则sin C＝＝，
得C＝45°，
在ΔOab中，Oa＝R，Ob＝R.
所以＝.
sin r＝＝.
即r＝30°，则∠θ＝C－r＝45°－30°＝15°.
又∠O′Ob＝i，由＝n，得sin i＝nsin r＝.
所以i＝45°即∠O′Ob＝i＋θ＝45°＋15°＝60°.
当射向外球面的入射光线的入射角小于i＝45°时，这些光线都会射出内球面．因此，以OO′为中心线，上、下(左、右)各60°的圆锥球壳内有光线射出．
(2)由图可知，h＝R′sin i＝R·＝R，
所以，至少用一个半径为R的遮光板，圆心过OO′轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出．
