2012高中物理 第4、5章 光的折射与全反射 光的干涉 衍射 偏振 5单元测试 鲁科版选修3-4

用心 爱心 专心1 第第 4 4 5 5 章章 光的折射与全反射光的折射与全反射 光的干涉光的干涉 衍射衍射 偏振偏振 单元测试单元测试 选择题部分共 10 小题 每小题 6 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 1 某台钟钟面上没有数字 只有刻度线 图示是从平面镜里面看到的钟的像 则此时指针指的时刻是 A 1 点 20 分 B 11 点 20 分 C 10 点 40 分 D 10 点 20 分 答案 C 2 在没有月光的夜晚 一个池面较大的水池底部中央有一盏灯 可看做点光 源 小鱼在水中游动 小鸟在水面上飞翔 设水清澈且水面平静 则下列说法 正确的是 A 小鸟向下方水面看去 看到水面中部有一个圆形区域是暗的 周围是亮的 B 小鱼向上方水面看去 看到水面中部有一个圆形区域是亮的 周围是暗的 C 小鱼向上方水面看去 可以看到灯的像 像的位置与鱼的位置无关 D 小鸟向下方水面看去 可以看到灯的像 像的位置与鸟的位置无关 解析 小鸟 小鱼看到的都是灯的像 而不是圆形区域 小鱼看到的是反射成像 像 与物以反射面为对称面 像的位置与小鱼的位置无关 小鸟看到的是折射成像 像的位置 与小鸟的位置有关 答案 C 3 一人从街上路灯的正下方经过 看到自己头部的影子刚好在自己脚下 如果此人以不 变的速度朝前走 则他头部的影子相对于地的运动情况是 A 匀速直线运动 B 匀加速直线运动 C 变加速直线运动 D 无法确定 解析 设灯高为 H 人高为 h 如图所示 人以速度 v 从 O 点经任意时 间 t 到达位置 A 处 即 OA vt 由光的直线传播知头影在图示 B 处 由几何知识得 h H AB OB OB OA OB OB OA vt H H h H H h 故头影的速度为 v v OB t H H h 因为 H h v 都是确定的 故 v 亦是确定的 即头影的运动就是匀速直线运动 答案 A 4 一光线以 30 的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上 它的反射光线与折射光线 的夹角为 90 则这块玻璃的折射率为 A 0 866 B 1 732 C 1 414 D 1 500 解析 作出反射和折射的光路图如图所示 1为玻璃中的入射角 1 为反射角 2为空气中的折射角 根据折射率的定义和光路可逆原理可求 解 由光的反射定律可得 1 1 30 由几何知识得 2 1 180 90 90 则 2 90 1 60 光从 AO 入射后从 OC 折射出 根据光路可逆原理 如果光从 CO 入 射一定从 OA 折射 这时空气中的入射角 2 玻璃中的折射角为 1 所以有 用心 爱心 专心2 n 1 732 sin 2 sin 1 sin 60 sin 30 答案 B 5 为了连续改变反射光的方向 并多次重复这个过程 方法之一是旋转由许多反射镜 面组成的多面体棱镜 简称镜鼓 如图所示 当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上 时 由于反射镜绕垂直轴旋转 反射光就可在屏幕上扫出一条水平线 依此 每块反射镜都 将轮流扫描一次 如果要求扫描的范围 45 且每秒钟扫描 48 次 那么镜鼓的反射镜面数 目和镜鼓旋转的转速分别为 A 8 360 r min B 16 180 r min C 16 360 r min D 32 180 r min 解析 每块反射镜转过的角度 其镜面数目 2 N 16 转速 n 3 r s 180 r min 360 48 2 答案 B 6 酷热的夏天 在平坦的柏油公路上 你会看到在一定距离之处的地面显得格外明亮 仿佛是一片水面 似乎还能看到远处车 人的倒影 但当你靠近 水面 时 它也随你的 靠近而后退 对此现象 下列解释正确的是 A 同沙漠蜃景具有相同的原理 是由于光的全反射造成的 B 水面 不存在 是由于人们酷热难耐而产生的幻觉 C 太阳辐射到公路上 使公路上空气温度升高 越靠近公路的空气密度越小 有些光 线发生全反射 D 太阳辐射到公路上 使公路上空气温度升高 越靠近公路的空气密度越大 有些光 线发生全反射 解析 越靠近柏油路面空气温度越高 空气密度越小 有些光线发生如图所示的全反射 答案 AC 7 如图甲所示 有两束细平行单色光 a b 射向空气中上下表面平行 的玻璃砖的上表面 已知玻璃砖足够大 不需考虑光到达玻璃砖侧面的折 射和反射 若玻璃砖对单色光 a 的折射率小于对单色光 b 的折射率 则下 列说法正确的是 A 在玻璃砖中 a 光比 b 光的速度小 B 两光束在玻璃砖中仍然是平行的 C 从玻璃砖的下表面射出后 两光束之间的距离一定比入射前的要小 D 无论增大或减小两光束入射到玻璃砖上表面的入射角 两光束最终都能从玻璃砖的下表面射出 解析 a b 两束光穿过玻璃的可能光路如图乙 丙所示 故选项 D 正确 答案 D 乙 丙 8 如图所示 半圆形玻璃砖的半径为 R 一细束白光从 Q 点垂直于 直径 MN 的方向射入半圆形玻璃砖 从玻璃砖的圆弧面射出后 打到光 屏 P 上 得到由红到紫的彩色光带 已知 QM 如果保持入射光线和屏 R 2 的位置不变 只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动 移动的距 离小于 则 R 2 用心 爱心 专心3 A 在半圆形玻璃砖向上移动的过程中 屏上红光最先消失 B 在半圆形玻璃砖向上移动的过程中 屏上紫光最先消失 C 在半圆形玻璃砖向下移动的过程中 屏上红光最先消失 D 在半圆形玻璃砖向下移动的过程中 屏上紫光最先消失 解析 一细束白光从 Q 点以垂直于直径 MN 的方向射入半圆形玻璃砖 从玻璃砖的圆 弧面射出后 打到光屏 P 上 得到由红到紫的彩色光带 当半圆形玻璃砖向上移动的过程中 入射角减小 不会发生全反射现象 所以屏上光线不会消失 故选项 A B 错误 半圆形 玻璃砖向下移动的过程中 入射角增大 最先消失的是临界角小的 即紫光 故选项 D 正 确 答案 D 9 某液体的折射率为 距液面深 h 处有一个点光源 站在旁边的人看到液面被该光 2 源照亮的圆形区域的直径为 A 2h B h C 2h D h 22 解析 岸上的人看到水面被照亮是因为光线从水中射出后进入了人的眼睛 光 线在水面上发生了折射 如图所示 设光线 OA 在界面上恰好发生全反射 则 sin C 可知 C 45 由几何关系可知 1 n tan C r h 解得 r htan C h 故其直径 d 2r 2h 答案 A 10 地球与太阳之间的距离比地球的半径大得多 可认为射到地球的太阳光为平行光 假 设地球表面没有大气层 那么 太阳照亮地球的范围比有大气层时太阳照亮地球的范围 不 考虑地球大气层的变化 A 大 B 小 C 不变 D 条件不足 无法确定 解析 如图所示 假设地球周围没有大气层 则太阳光只能照亮图 中双箭头直线所示的区域 当地球表面存在大气层时 由于空气的 折射率大于 1 且离地球表面越近 大气层越密 折射率越大 相当于太阳光从光疏介质进入光密介质 肯定要发生折射 作出 其光路图如图中的单箭头折线所示 显而易见 地球表面没有大气 层时 太阳光照亮地球的范围比有大气层时照亮地球的范围要小 一些 故选项 B 正确 答案 B 非选择题部分共 3 小题 共 40 分 11 13 分 图示为一测量微小位移的装置 光线从放在刻度尺后面的发光体 P 发出 垂直 射向平面镜 M 上 再反射到刻度尺上 刻度尺距镜面的距离 CO 1 m 当使平面镜绕 O 旋 转一微小角度 后 反射光线射到刻度尺的 N 处 已知 CN 2 cm 求镜面上离点 O 为 5 cm 的 A 点向上移动的距离 AA 解析 平面镜转过 角时反射光线转过 2 角 即 CON 2 CN CO tan 2 又 2 100 tan 2 解得 38 12 AA OA sin 5 sin 38 12 cm 0 05 cm 答案 0 05 cm 12 13 分 如图甲所 用心 爱心 专心4 示 直角玻璃棱镜中 A 70 入射光线垂直于 AC 面 求光线从棱镜第一次射入空气中 的折射角 并作光路图 已知玻璃的折射率为 2 解析 作出光路图如图乙所示 光第一次射到 AB 面上时 入射角 1 70 发生全 反射 再射到 BC 面上时 入射角 2 50 大于临界角 发生全反射 再射到 AB 面上时 入射角 3 30 发生折射 根据 可知折射角 4 45 sin 3 sin 4 1 n 答案 第一次射入空气时的折射角为 45 光路图如图乙所示 13 14 分 如图甲所示 透明介质球的球心位于 O 点 半径为 R 光 线 DC 平行于直径 AOB 射到介质球的 C 点 DC 与 AB 的距离 H R 3 2 若 DC 光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时 从球内 折射出的光线