2020高中物理 第4、5章 光的折射與全反射 光的干涉 衍射 偏振 5單元測試 魯科版選修3-4

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1、第4、5章 光的折射與全反射 光的干涉 衍射 偏振 單元測試 選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確. 1.某臺鐘鐘面上沒有數(shù)字，只有刻度線.圖示是從平面鏡里面看到的鐘的像，則此時指針指的時刻是(　　) A.1點20分　　　　B.11點20分 C.10點40分 D.10點20分 答案：C 2.在沒有月光的夜晚，一個池面較大的水池底部中央有一盞燈(可看做點光源)，小魚在水中游動，小鳥在水面上飛翔.設(shè)水清澈且水面平靜，則下列說法正確的是(　　) A.小鳥向下方水面看去，看到水面中部有一個圓形區(qū)域是暗的，周圍

2、是亮的 B.小魚向上方水面看去，看到水面中部有一個圓形區(qū)域是亮的，周圍是暗的 C.小魚向上方水面看去，可以看到燈的像，像的位置與魚的位置無關(guān) D.小鳥向下方水面看去，可以看到燈的像，像的位置與鳥的位置無關(guān) 解析：小鳥、小魚看到的都是燈的像，而不是圓形區(qū)域；小魚看到的是反射成像，像與物以反射面為對稱面，像的位置與小魚的位置無關(guān)；小鳥看到的是折射成像，像的位置與小鳥的位置有關(guān) 答案：C 3.一人從街上路燈的正下方經(jīng)過，看到自己頭部的影子剛好在自己腳下.如果此人以不變的速度朝前走，則他頭部的影子相對于地的運動情況是(　　) A.勻速直線運動　　　　　B.勻加速直線運動 C.變加速直線

3、運動 D.無法確定 解析： 設(shè)燈高為H，人高為h，如圖所示.人以速度v從O點經(jīng)任意時間t到達(dá)位置A處，即OA＝vt.由光的直線傳播知頭影在圖示B處，由幾何知識得： ＝＝ OB＝·OA＝vt 故頭影的速度為：v′＝＝v 因為H、h、v都是確定的，故v′亦是確定的.即頭影的運動就是勻速直線運動. 答案：A 4.一光線以30°的入射角從玻璃中射到玻璃與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為90°，則這塊玻璃的折射率為(　　) A.0.866　　　B.1.732　　　C.1.414　　　D.1.500 解析：作出反射和折射的光路圖如圖所示.θ1為玻璃中的入射角，θ1′為反射

4、角，θ2為空氣中的折射角.根據(jù)折射率的定義和光路可逆原理可求解. 由光的反射定律可得： θ1′＝θ1＝30° 由幾何知識得： θ2＋θ1′＝180°－90°＝90° 則θ2＝90°－θ1′＝60° 光從AO入射后從OC折射出，根據(jù)光路可逆原理，如果光從CO入射一定從OA折射，這時空氣中的入射角θ2，玻璃中的折射角為θ1，所以有： n＝＝＝1.732. 答案：B 5.為了連續(xù)改變反射光的方向，并多次重復(fù)這個過程，方法之一是旋轉(zhuǎn)由許多反射鏡面組成的多面體棱鏡(簡稱鏡鼓).如圖所示.當(dāng)激光束以固定方向入射到鏡鼓的一個反射面上時，由于反射鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，反射光就可在屏幕上掃出一條

5、水平線.依此，每塊反射鏡都將輪流掃描一次.如果要求掃描的范圍θ＝45°且每秒鐘掃描48次，那么鏡鼓的反射鏡面數(shù)目和鏡鼓旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速分別為(　　) A.8,360 r/min B.16,180 r/min C.16,360 r/min D.32,180 r/min 解析：每塊反射鏡轉(zhuǎn)過的角度α＝，其鏡面數(shù)目N＝＝16，轉(zhuǎn)速n＝＝3 r/s＝180 r/min. 答案：B 6.酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之處的地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影，但當(dāng)你靠近“水面”時，它也隨你的靠近而后退.對此現(xiàn)象，下列解釋正確的是(　　) A.

6、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，是由于人們酷熱難耐而產(chǎn)生的幻覺 C.太陽輻射到公路上，使公路上空氣溫度升高，越靠近公路的空氣密度越小，有些光線發(fā)生全反射 D.太陽輻射到公路上，使公路上空氣溫度升高，越靠近公路的空氣密度越大，有些光線發(fā)生全反射 解析： 越靠近柏油路面空氣溫度越高，空氣密度越小，有些光線發(fā)生如圖所示的全反射. 答案：AC 7.如圖甲所示，有兩束細(xì)平行單色光a、b射向空氣中上下表面平行的玻璃磚的上表面.已知玻璃磚足夠大，不需考慮光到達(dá)玻璃磚側(cè)面的折射和反射.若玻璃磚對單色光a的折射率小于對單色光b的折射率，則下列說法正確的是(

7、　　) A.在玻璃磚中，a光比b光的速度小 B.兩光束在玻璃磚中仍然是平行的 C.從玻璃磚的下表面射出后，兩光束之間的距離一定比入射前的要小 D.無論增大或減小兩光束入射到玻璃磚上表面的入射角，兩光束最終都能從玻璃磚的下表面射出 解析：a、b兩束光穿過玻璃的可能光路如圖乙、丙所示，故選項D正確. 答案：D 乙　　　　　　丙 8.如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，一細(xì)束白光從Q點垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏P上，得到由紅到紫的彩色光帶.已知QM＝.如果保持入射光線和屏的位置不變，只使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動，移動的距離小于

8、，則(　　) A.在半圓形玻璃磚向上移動的過程中，屏上紅光最先消失 B.在半圓形玻璃磚向上移動的過程中，屏上紫光最先消失 C.在半圓形玻璃磚向下移動的過程中，屏上紅光最先消失 D.在半圓形玻璃磚向下移動的過程中，屏上紫光最先消失 解析：一細(xì)束白光從Q點以垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏P上，得到由紅到紫的彩色光帶.當(dāng)半圓形玻璃磚向上移動的過程中，入射角減小，不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，所以屏上光線不會消失，故選項A、B錯誤；半圓形玻璃磚向下移動的過程中，入射角增大，最先消失的是臨界角小的，即紫光，故選項D正確. 答案：D 9.某液體的折射率為，距液面

9、深h處有一個點光源，站在旁邊的人看到液面被該光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為 (　　) A.2h B.h C.2h D.h 解析： 岸上的人看到水面被照亮是因為光線從水中射出后進(jìn)入了人的眼睛.光線在水面上發(fā)生了折射，如圖所示.設(shè)光線OA在界面上恰好發(fā)生全反射，則sin C＝，可知C＝45°，由幾何關(guān)系可知： tan C＝ 解得：r＝htan C＝h 故其直徑d＝2r＝2h. 答案：A 10.地球與太陽之間的距離比地球的半徑大得多，可認(rèn)為射到地球的太陽光為平行光.假設(shè)地球表面沒有大氣層，那么，太陽照亮地球的范圍比有大氣層時太陽照亮地球的范圍(不考慮地球大氣層的變化) (　

10、　) A.大 B.小 C.不變 D.條件不足，無法確定 解析： 如圖所示，假設(shè)地球周圍沒有大氣層，則太陽光只能照亮圖中雙箭頭直線所示的區(qū)域.當(dāng)?shù)厍虮砻娲嬖诖髿鈱訒r，由于空氣的折射率大于1，且離地球表面越近，大氣層越密，折射率越大，相當(dāng)于太陽光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，肯定要發(fā)生折射，作出其光路圖如圖中的單箭頭折線所示.顯而易見，地球表面沒有大氣層時，太陽光照亮地球的范圍比有大氣層時照亮地球的范圍要小一些，故選項B正確. 答案：B 非選擇題部分共3小題，共40分. 11.(13分)圖示為一測量微小位移的裝置.光線從放在刻度尺后面的發(fā)光體P發(fā)出，垂直射向平面鏡M上，再反射到刻度尺上

11、，刻度尺距鏡面的距離CO＝1 m.當(dāng)使平面鏡繞O旋轉(zhuǎn)一微小角度θ后，反射光線射到刻度尺的N處.已知CN＝2 cm，求鏡面上離點O為5 cm的A點向上移動的距離AA′. 解析：平面鏡轉(zhuǎn)過θ角時反射光線轉(zhuǎn)過2θ角，即 ∠CON＝2θ，CN＝CO·tan 2θ 又2＝100·tan 2θ 解得：θ＝38′12″ AA′＝OA′·sin θ＝5×sin 38′12″ cm＝0.05 cm. 答案：0.05 cm 12.(13分)如圖甲所示，直角玻璃棱鏡中∠A＝70°，入射光線垂直于AC面，求光線從棱鏡第一次射入空氣中的折射角，并作光路圖.(已知玻璃的折射率為)

12、 解析：作出光路圖如圖乙所示，光第一次射到AB面上時，入射角∠1＝70°，發(fā)生全反射；再射到BC面上時，入射角∠2＝50°，大于臨界角，發(fā)生全反射；再射到AB面上時，入射角∠3＝30°，發(fā)生折射.根據(jù)＝，可知折射角∠4＝45°. 答案：第一次射入空氣時的折射角為45°　光路圖如圖乙所示 13.(14分)如圖甲所示，透明介質(zhì)球的球心位于O點，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)球的C點，DC與AB的距離H＝R.若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，作出光路圖，并算出介質(zhì)球的折射率. 解析： 光路如圖乙所示，光線經(jīng)反射后到達(dá)介質(zhì)與空氣的界面時，入射角i′＝r，由折射定律可得折射角r′＝i，折射光線PQ與入射光線DC平行，則： ∠POA＝∠COA＝i sin i＝＝ 解得：i＝60° 由圖可知，折射角r＝＝30° 所以sin r＝ 折射率n＝＝. 答案：如圖乙所示