教科版物理选修3-4第四章光的折射单元测试题

圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元质量评估(四) (第四章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题6分,共48分)1.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面,光路如图所示,下列说法中正确的是()A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射率等于2C.入射角小于45时可能发生全反射现象D.入射角小于30时可能发生全反射现象【解析】选B。由折射定律n=sinisinr得介质的折射率n=sin45sin30=2,A错误,B正确;因为光从真空射向介质,无论入射角为多大都不能发生全反射现象,C、D错误。2.(2015重庆高考)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红【解析】选A。因为玻璃对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,所以由题图可知,M、N、P、Q点的颜色分别为紫、红、红、紫,故选项A正确,选项B、C、D错误。3.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外,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,它也随着你靠近而后退。对此现象正确的解释是()A.出现的是“海市蜃楼”,是由于光的折射造成的B.“水面”不存在,是由于酷热难耐,人产生的幻觉C.太阳辐射到地面,使地表温度升高,地表空气折射率大,发生全反射D.太阳辐射到地面,使地表温度升高,地表空气折射率小,发生全反射【解析】选D。酷热的夏天地表温度高,地表附近空气的密度小,空气的折射率下小上大,远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射。4.(2016成都高二检测)光线由某种介质射向与空气的分界面,当入射角大于45时折射光线消失,由此可断定这种介质的折射率是()A.22B.2C.12D.2【解析】选B。入射角大于45时折射光线消失,即这种介质的临界角C=45,所以n=1sinC=2,故B正确。5.(2016济南高二检测)如图所示,一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上,经棱镜折射后,交在屏上同一点。下列判断正确的是()A.a为紫光,b为红光,a光在棱镜中的速率小B.a为紫光,b为红光,b光在棱镜中的速率小C.a为红光,b为紫光,a光在棱镜中的速率小D.a为红光,b为紫光,b光在棱镜中的速率小【解析】选A。从红光到紫光折射率依次增大,故a为紫光,b为红光,则折射率大的在棱镜中的速率小,所以A项正确。6.(多选)一束红光和一束紫光以相同的角度沿半径方向射向截面为半圆形的玻璃砖,并分别沿OA和OB方向射出,如图所示,下列说法正确的是()A.OA是红光,穿过玻璃砖的时间较短B.OB是红光,穿过玻璃砖的时间较长C.OA是紫光,穿过玻璃砖的时间较短D.OB是紫光,穿过玻璃砖的时间较长【解题指南】解答本题可按以下思路分析:【解析】选A、D。由题图知,红光和紫光的入射角相同,根据折射定律n=sinisinr,有sinAOMsinNOC=nA,sinBOMsinNOC=nB。因AOMBOM,则sinAOMsinBOM,即nAnB。根据同种介质对频率大的色光的折射率较大可知,OA为红光,OB为紫光。根据折射率n=cv可知,光在玻璃砖中的传播速度v=cn。可见,红光在玻璃砖中的传播速度较大。由于红光和紫光在玻璃砖中传播距离均为半径长,可见波速大的红光在玻璃砖中的传播时间较短,紫光穿过玻璃砖的时间较长。A、D对,B、C错。7.(2016郑州高二检测)红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则()A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长【解析】选A。同一介质对红、黄、绿三种单色光的折射率依次增大,对应的全反射临界角依次减小,当黄光恰好发生全反射时,绿光一定能发生全反射,红光不发生全反射,A正确,B错误;由v=cn可知,三种单色光相比,绿光在介质中的传播速率最小,C错误;红光在介质中的速度比在空气中的速度小,频率相同,根据v=f可知,红光在介质中的波长比它在空气中的波长短,D错误。故选A。8.(2016嘉兴高二检测)如图是一段由于拉伸速度不均匀而形成的不合格光纤产品,呈圆台形。一单色光射到上边界O点并射出光纤,进入真空中时,入射角为30,折射角为53(sin53=0.8),则()A.此光纤的折射率为0.625B.该单色光在光纤中的传播速度为1.875108m/sC.减小单色光在O点的入射角可以提高光的传输效率D.同一单色光在此光纤内的全反射临界角比在圆柱形光纤中大【解析】选B。单色光的折射率为n=sin53sin30=1.6,A错误;光在介质中的速度大小为v=cn=1.875108m/s,B正确;如果要提高光的传输效率,就要减小光的折射,应增大单色光在O点的入射角,C错误;全反射临界角由折射率和介质决定,只要入射光和光纤材料不变,全反射临界角就保持不变,与光纤的形状无关,D错误。故选B。二、实验题(本大题共2小题,共15分)9.(5分)一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过该表面),现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器。实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。在纸上画出直线aa和bb,aa表示镀银的玻璃表面,bb表示另一表面,如图所示。然后在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图),用P1、P2的连线表示入射光线。(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?试在图中标出P3、P4的大致位置。(2)然后,移去玻璃砖与大头针。试在图中通过作图的方法标出光线从空气射到玻璃中的入射角i与折射角r。简要写出作图步骤。(3)用i、r表示的折射率公式为n=_。【解析】(1)在bb一侧观察P1、P2(经bb折射,aa反射,再从bb折射出来)的像,在适当位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P1、P2的像和P3,P3、P4的位置如图所示。(2)过P1、P2作直线与bb交于O;过P3、P4作直线与bb交于O;利用刻度尺找到OO的中点M;过O点作bb的垂线CD,过M点作bb的垂线,与aa交于N,连接ON;P1OD=i,CON=r。(3)玻璃砖的折射率n=sinisinr。答案:见解析10.(10分)如图所示,一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率,请填写下述实验步骤中的空白。(1)用_测出广口瓶瓶口内径d。(2)在瓶内装满水。(3)将刻度尺沿瓶口边缘_插入水中。(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点),同时看到水面上B点刻度的像B恰与A点的像重合。(5)若水面恰与直尺的C点相平,读出_和_的长度。(6)由题中所给条件,可以计算水的折射率为n=_。【解析】本题为测材料折射率的变式题,运用光的反射和折射所成的虚像重合,巧妙地求出材料的折射率。由光路图知sin1=dd2+BC2,sin2=dd2+AC2,根据折射定律n=sin1sin2得出n=d2+AC2d2+(AB-AC)2。答案:(1)刻度尺(3)竖直(5)ACAB(6)d2+AC2d2+(AB-AC)2三、计算题(本大题共4小题,共37分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(8分)如图所示,一单色光束a以入射角i=60从平行玻璃砖上表面O点入射。已知平行玻璃砖厚度d=10cm,玻璃砖对该单色光束的折射率n=3。则,(1)光束从上表面进入玻璃砖的折射角为多少?(2)光束在玻璃砖中传播的时间为多少?(3)光束从下表面出射后相对入射光线的侧移量是多少?【解析】(1)由折射定律:n=sinisinr,得:sinr=sinin=12,r=30(3分)(2)光在玻璃砖中传播的距离为s,s=dcosr=2033cm(2分)t=sv=nsc=2310-9s710-10s(1分)(3)x=dcosrsin(i-r)=1033cm=5.77cm(2分)答案:(1)30(2)710-10s(3)5.77cm12.(9分)(2