《2017－2018学年高中物理 第4章 光的折射单元测试 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 光的折射单元测试 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 光的折射章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1(多选)白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()A白光是由不同频率的光组成的B棱镜材料对各种色光的折射率不同C棱镜对红光的折射率大，对紫光的折射率小D出现色散现象是棱镜改变了颜色解析从红光到紫光，频率越来越大，折射率也越来越大，A、B正确答案AB2(多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是()Aa是光密介质，b是光疏介质B光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C光的入射角必须大于或等于临界角D光的入射角必须小于临界角答案AC3光线由空气射入半圆
2、形玻璃砖，或从玻璃砖射入空气的光路图如图1所示，正确的是(玻璃的折射率为1.5)()图1A图乙、丙、丁B图乙、丁C图乙、丙D图甲、丙解析光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角由临界角计算公式得Carcsin arcsin 4148，入射角50大于临界角，将发生全反射答案B4一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是()A波长一定变长B频率一定变小C传播速度一定变小D一定发生全反射现象解析光的频率由光源决定，与介质无关，所以光从玻璃进入空气，频率不变，而光速增大，由vf可知波长一定变长，选项A正确，B、C错误；当入射角大于或等于临界角时才能发生全反射，
3、选项D错误答案A5如图2所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()图2A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，都可以看到光线射出，选项A、B错误；光的频率由光源决定，与介质无关，选项C错误；由n得，光从水中进入空气后传播速度变大，选项D正确答案D6如图3所示，含单色光b和c的一束复色光沿半圆柱玻璃的半径方向射入玻璃，在柱心O处分成两束光和，光中只有单色光b，光中既有b也有c，则()图3A在玻璃中b的折射率比c的
4、大B在玻璃中b的传播速度比c的小C让光的方向沿逆时针转动仍射到O处，光中可出现cD保持光不变，让半圆柱玻璃以柱心O为轴沿顺时针转动，光可能消失解析由图知，c光发生全反射，而b没有发生全反射，说明c光的临界角小于b光，由sin C，得ncnb，选项A错误；由n可知，b光在玻璃中的传播速度大，选项B错误；让光的方向沿逆时针转动仍射到O点，两束光都发生了全反射，光消失，选项C错误；保持光不变，让半圆柱玻璃以柱心O为轴沿顺时针转动，入射角增大，两束光可能都发生全反射，光消失，选项D正确答案D7如图4所示，一束白光从顶角为的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当
5、入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则()图4A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失解析依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示可看出紫光的偏折最大，由全反射临界角公式sin C， 知紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在AC面上发生全反射而从光屏上消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项B正确答案B8如图5所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则()图5A从a点射出的是红光，从b点
6、射出的是紫光B从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示，所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，选项B正确答案B9.如图6所示，由红、蓝两种单色光组成的光束以入射角从圆心O处由真空射入半圆形玻璃砖，进入玻璃后分为OA、OB两束，它们从O到A和从O到B的时间分别为tA和tB，则()图6AOA是蓝光，tA小于tBBOA是蓝光，tA大于tBCOA是红光，tA小于tBDOA是红光，tA大于tB解析由图可
7、知OA光线的折射率大，而蓝光的折射率比红光的大，则OA为蓝光，OB为红光由折射率可知光的折射率越大，在玻璃中的传播速度越小，因此OA光线在玻璃中的传播时间长，故B正确答案B10如图7所示，AB为一块透明的光学材料左侧的端面，建立直角坐标系，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小现有一束单色光a从原点O以某一入射角由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是()解析如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层光线射到相邻两层的界面时，射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线到达更上层的界面时，入射角更大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下
8、射去，直到从该材料中射出，故选项D正确答案D二、填空题(每小题5分，共10分)11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8所示(1)此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2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”)的玻璃砖来测量图8解析据题意可知入射角为(901)，折射角为(902)，则玻璃的折射率为n；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确故应选用宽度大的玻璃砖来测量答案(1)(2)大12如图9所示，半球形玻璃砖的平面部分水平，底部中点有一小
9、电珠S.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9(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：_(用上述测量的物理量的字母表示)解析如图，由几何关系和全反射知识得sin C，解得n或n.答案(1)圆形亮斑的直径d1(或半径r1)半球形玻璃砖的直径d2(或半径r2)(2)n(或n)三、计算题(共4小题，共40分)13(8分)在真空中，黄光波长为6107m，紫光波长为4107m.现有一束频率为51014 Hz的单色光，它在n1.5的玻璃中的波长是多少？它在玻璃中是什
10、么颜色？解析先根据0计算出单色光在真空中的波长0，再根据光进入另一介质时频率不变，由n，求出光在玻璃中的波长.0 m6107m，又由n得 m4107m.由于光的颜色是由光的频率决定的，而在玻璃中光的频率不变，故光的颜色依然是黄光答案4107m黄色14.(10分)如图10所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点已知OA，该球体对蓝光的折射率为，求这束蓝光从球面射出时的出射角；若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落在水平面上形成的光点在C点左边还是右边？图10解析设ABO，由sin 得30，由n，得60.红光从
11、球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置偏右答案60右边15(10分)一玻璃立方体中心有一个点光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为 ，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值解析如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故A设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sin A式中a为玻璃立方体的边长由式得RA由题
12、给数据得RA由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由得.答案16(12分)为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图11所示设工事壁厚d34.64 cm，孔的宽度L20 cm，孔内嵌入折射率n的玻璃砖图11(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？解析(1)光路图如图所示，由折射定律得n由几何关系得sin 2由以上两式解得160230则视野的最大张角为21120.(2)为使外界180范围内的景物全被观察到，则当190时，230应是光线在该玻璃砖中的临界角，即sin 30，解得玻璃砖的折射率应为n2.答案(1)120(2)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
