新人教版选修3-4《第13章 光》2012年单元测试卷（6）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

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

2. 难度：中等

如图所示，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（ ）
A．
B．
C．
D．

3. 难度：中等

如图所示，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

4. 难度：中等

如图所示，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. 难度：中等

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

6. 难度：中等

光纤通信是一种现代化的通讯手段，为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如图所示，设此玻璃管长为L，折射率为n，且光在玻璃的内界面上恰好发生全反射．已知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（ ）
A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量．其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关．将θ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（ ）

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处光的强度最大，偏振片B转过的角度等于θ
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于θ

8. 难度：中等

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

9. 难度：中等

抽取高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化．则（ ）

A．这主要是光的衍涉现象
B．这主要是光的干射现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗

10. 难度：中等

2005年10月4日，瑞典皇家科学院宣布，将该年度诺贝尔物理学奖授予两名美国科学家和一名德国科学家．美国科学家约翰•霍尔和德国科学家特奥多尔•亨施之所以获奖，是因为对基于激光的精密光谱学发展作出了贡献．另一名美国科学家罗伊•格劳伯因为“对光学相干的量子理论”的贡献而获奖，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

二、解答题

11. 难度：中等

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，①此玻璃的折射率计算式为n=______（用图中的θ₁、θ₂ 表示）；
②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______．（填“大”或“小”）的玻璃砖采测量．

12. 难度：中等

某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图乙中的黑点代表亮点的中心位置． 

（1）这个现象说明激光具有______性．
（2）通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长λ=．该同学测得L=1.0000m、缝间距a=0.220mm，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图乙所示．
图乙图中第1到第4个光点的距离是______ mm．实验中激光的波长λ=______ m．（保留两位有效数字）
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将______．

13. 难度：中等

如图所示，有一圆筒形容器，高H=20cm，筒底直径为d=15cm，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h=11.25cm．如果将筒内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部．求水的折射率．

14. 难度：中等

半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光的折射率n=．
（1）求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；
（2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？

15. 难度：中等

如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×10¹⁴Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角α=60°．己知光在真空中的速度c=3×10⁸m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：
（1）这束入射光线的入射角多大？
（2）光在棱镜中的波长是多大？（结果保留三位有效数字）
（3）该束光线第一次从CD面出射时的折射角．（结果可用反三角函数表示）

16. 难度：中等

2009年10月6日，原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n₁=2，包层折射率，光纤长度为km．（已知当光从折射率为n₁的介质射入折射率为n₂的介质时，入射角θ₁、折射角θ₂间满足关系：n₁sinθ₁=n₂sinθ₂）
（1）试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去，
（2）若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．