《2017－2018学年高中物理 第4章 光的折射阶段质量检测 教科版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017－2018学年高中物理 第4章 光的折射阶段质量检测 教科版选修3-4（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 光的折射阶段质量检测(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1某广场在夜间打开了音乐喷泉，在喷水池中同一深度排列着四个不同颜色的射灯。如果从水面上方垂直俯视各灯，感觉最浅的是()A红灯B黄灯C绿灯 D紫灯解析：选D当垂直俯视时，视深公式为h，H为实际深度，n为折射率，由于紫光在水中的折射率最大，所以紫光的视深最浅，D正确，A、B、C错误。2光从甲介质射到乙介质时，入射角为30，且折射光线与反射光线的夹角为75，则()A乙为光疏介质B光在甲中传播较快C光从甲射到乙中时可能发生全反射D光从
2、乙射到甲中时可能发生全反射解析：选AC因为反射光线与界面夹角为60，而折射光线与反射光线的夹角为75，所以可以得到折射光线与法线夹角为75，大于入射角，故光是从光密介质进入光疏介质。3下述现象中由全反射造成的是()A露珠或喷泉的水珠，在阳光的照耀下格外耀眼B沙漠中的海市蜃楼C用光导纤维传输图像信号D插在水中的筷子看起来向上折了解析：选ABC水珠看起来格外耀眼、海市蜃楼等现象都属于全反射现象，故A、B正确；光导纤维传输信号的原理是全反射原理，故C正确；筷子在水中看起来向上折了是光的折射现象，故D错。4如图1所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与
3、边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()图1A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析：选AC在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为，A正确；在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式介，可知C正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错。5如图2所示，一束光射到透明介质的A点，入射角为i，则()图2A当i足够大时，在A点将发生全反射B当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射C无论i多大，在A点都不会发生全反射D无论i多大，从球内向外射出时，
4、都不会发生全反射解析：选CD光从光密介质射向光疏介质才有可能发生全反射，因此光在A点由空气进入介质时，肯定不能发生全反射。画出完整光路图，如图所示，由图可知A点的入射角i与B、D点的折射角始终相等。假设B点刚好发生全反射，则光将沿圆切线方向射出。那么A点光也沿切线方向传播，根本不会进入球内，这与假设矛盾。所以，当光进入球内，则一定会从球内射出，一定不会发生全反射。故C、D均正确。6如图3中，一束平行单色光从真空垂直射入折射率为2、半径为R的半球形玻璃体，则从右侧向左看()图3A半球表面都发光B半球表面无光线射出C半球表面中央有截面半径为的圆亮斑D半球表面中央有截面半径为R的圆亮斑解析：选C光线
5、在球的弧面发生折射，连接圆心和入射 点，根据公式sin C可得，sin C，故可得当距离圆心R以外的光线在弧面上发生全反射，从右侧将看不到光线，所以半球表面中央有截面半径为R的圆亮斑，故C正确。7一玻璃砖横截面如图4所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，ABC45。为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则()图4A从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光B屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度 C屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D当屏向远离玻璃砖的
6、方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大7选BD宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面，入射角为45临界角arcsin ，所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向下的平行光射到上。画出光路图如图所示，可以知道以折射后的光向右偏折，经折射后的光向左偏折。当向下移动光屏时，屏上亮区先逐渐减小然后逐渐增大。故B、D均正确。8如图5所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则()图
7、5An可能为 Bn可能为2Ct可能为 Dt可能为解析：选AB根据题意可画出光路图如图所示，则两次全反射的的入射角均为45，所以全反射的临界角C45，折射率n，A、B均正确；光在介质中的传播速度v，所以传播时间t，C、D均错误。二、实验题(共2小题，共18分，把答案填在题中横线上或按要求作答)9(10分)如图6所示，半球形玻璃砖的平面部分水平，底部中点有一小电珠，利用游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后，可计算玻璃的折射率。试完成以下实验步骤：图6(1)若S发光，则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑。用游标卡尺测出_和_(写出对应字母和其表示的意义)。(2)写出玻璃折射率的表达式_(用上述测量
8、的物理量的字母表示)。解析：(1)圆形亮斑的直径d1；半圆形玻璃砖的直径d2。(2)由几何关系，得tan C。由全反射知识，得sin C，解得n。答案：(1)圆形亮斑的直径d1半圆形玻璃砖的直径d2(2)n 10(8分)如图7所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高度。如果发现光点B在屏上向右移动了s的距离到B，由此可知液面_(填“升高”或“降低”)了_。图7解析：如图所示，光点右移是液面降低造成的，由几何知识得tan i，进一步推导得h。答案：降低三、计算题(共3小
9、题，共34分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(10分)如图8所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知ABM30，求图8(1)玻璃的折射率。(2)球心O到BN的距离。解析：(1)设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i30，r60，根据折射定律得n代入数据得n(2)光线BN恰好在N点发生全反射，则BNO为临界角Csin C设球心到BN的距离为d，由几何知识可知dRsin C联立式得dR。答案：(1)(2)R12(10分)(山东高考)如图
10、9所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60。图9(1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。(2)第一次的出射点距C_cm。解析：本题主要考查光的折射和全反射、折射率，意在考查考生应用折射和全反射解决光路问题的能力。(1)设发生全反射的临界角为C，由折射定律得sin C代入数据得C45光路图如图所示，由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60，均发生全反射。设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得n代入数据
11、得45(2) cm答案：(1)见解析(2)13(14分)(新课标全国卷)图10所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。图10(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。解析：(1)设光线在端面AB上C点(如图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律有sin insin r设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有式中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足nsin 1由几何关
12、系得r90由式得sin i (2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v光速在玻璃丝轴线方向的分量为vxvsin 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由式得Tmax答案：(1)sin i (2)在校园的时候曾经梦想去桂林，到那山水甲天下的阳朔仙境，漓江的水呀常在我心里流，去那美丽的地方是我一生的期望，有位老爷爷他退休有钱有时间，他给我描绘了那幅美妙画卷，刘三姐的歌声和动人的传说，亲临其境是老爷爷一生的心愿，我想去桂林呀，我想去桂林，可是有时间的时候我却没有钱，我想去桂林呀，我想去桂林，可是有了钱的时候我却没时间7
