20192020学年高中物理第四章检测(B)(含解析)教科选修34

20192020学年高中物理第四章检测(B)(含分析)教科版选修3420192020学年高中物理第四章检测(B)(含分析)教科版选修3414/14芅PAGE14腿芇蕿蕿芄羃芅螅薀薅20192020学年高中物理第四章检测(B)(含分析)教科版选修34第四章检测(B)

(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每题4分,共40分.在每题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)c,波长为λ0,在水中的流传速度是v,波长为λ,水对这种单色光的折射率为n.当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为θ1,折射角为θ2,以下说法中正确的是()????A.v=??,??=??0??B.??0=????,sin??2??=??sin??1??C.v=cn,λ=??0??

D.??0=??sin??1??,??=??sin??2sin??1????sin??2??????剖析:由题意可知,n=sin??2,又n=??,所以v=??=??sin??1,又λ0=??,而??=??,所以??=????0=??0而λ0=nλ=????.综上所述,只有选项B正确.????答案:B

2.以下列图,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,以下情

况不能能发生的是()

答案:A

1

3.某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直,

镜子与眼睛的距离为0.4m.在某地址时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;尔后他向前走了6.0

5m,发现用这个镜子长度的6就能看到整棵树的像.这棵树的高度约为()

.5m.0m

.5m.0m

剖析:利用光路可逆,作眼睛的像,由O点移至O'点处,以下列图

??镜子由几何关系得0.4+??=??

56??镜子0.4+6+??=??

解得h=4.5m.所以选项C正确.

答案:C

以下列图,一束光从空气中射向折射率n=√2的某种玻璃的表面,??表示入射角,

则以下说法中正确的选项是()

A.当i>45°时会发生全反射现象

B.无论入射角是多大,折射角r都不会高出45°

C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射

D.当入射角i=arctan√2时,反射光辉跟折射光辉恰好垂直

2

剖析:当入射光由光疏介质射入光密介质时,无论入射角多大,都不会发生全反射.应选项A错误.由

sin??sin??sin??=??=√2,当i=90°时,r=45°,应选项B正确.由sin??=√2,当r=30°时,i=45°,选项C正确.

由i=arctan√2,获取tani=√2,设折射角为r,从而求出sini=cosr=√63

√3,cosi=sinr=3,

可知i+r=90°,反射光辉跟折射光辉恰好垂直,选项D正确.

答案:BCD

以下列图,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底

部中间地址各有一只青蛙,则()

水井中的青蛙感觉井口大些

枯井中的青蛙感觉井口大些

C.水井中的青蛙感觉井口小些

D.两只青蛙感觉井口相同大

答案:B

晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星

晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星

晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星

晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星

以下列图,空气中有一折射率为√2的玻璃柱体,

其横截面是圆心角为90°、半径为??的扇形??????.一束平行光平行于横截面,

以45°入射角照射到????上,????不透光.若只考虑首次入射到圆弧????上的光,则????

上有光显出部分的弧长为()

A.1π??B.1π??C.1π??D.5π??643123

剖析:由sinC=1C=45°.据折射定律可知全部光辉从AO进入??可知光在玻璃中发生全反射的临界角玻璃柱后的折射角均为30°.从O点入射后的折射光辉将沿半径从C点射出.假设从E点入射的光线经折射后到达D点时恰好发生全反射,则∠ODE=45°.以下列图,由几何关系可知θ=45°,故弧长????=41π??,应选项B正确.

答案:B

7.以下列图,光在真空和某介质的界面MN上发生偏折,那么()

光是从真空射入介质

介质的折射率是1.73

C.光在介质中流传速度为1.73×108m/s

D.反射光辉与折射光辉的夹角是90°

答案:BCD

在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其极点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过

轴线的截面为等边三角形,以下列图.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光

束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为()

4

A.rB.1.5rC.2rD.2.5r

剖析:光入射到两侧面时,发生全反射,反射光垂直入射到另一侧面.作出光路图,依照几何知识能够

求得光斑的半径为2r.

答案:C

9.以下列图,一束平行光从真空射向一块半圆形玻璃砖,以下说法中正确的选项是()

只有圆心两侧必然范围内的光辉不能够经过玻璃砖

只有圆心两侧必然范围内的光辉能经过玻璃砖

C.经过圆心的光辉将沿直线穿过不发生偏折

D.圆心两侧必然范围外的光辉将在曲面产生全反射

剖析:垂直射向界面的光辉不偏折,所以光束沿直线平行射到半圆面上.其中经过圆心的光辉将沿直线穿过玻璃砖,不发生偏折,入射角为零.由中心向外的光辉,在半圆面进步入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角,折射角必然大于入射角,所以必然会发生全反射.

答案:BCD

10.频率不相同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃砖后,其光路以下列图.

以下说法正确的选项是()

5

A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的流传速度大于单色光2的流传速度C.单色光1经过玻璃砖所需的时间小于单色光2经过玻璃砖所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角剖析:由题图可知n1>n2,故v1<v2,据c=λν得λ1<λ2,选项A正确;由n=????知v1<v2,选项B错误;t=????=??????2??=????=??????2??,两种色光经过玻璃砖的时间相等??=??cos??√1-sin??√sin2????2-sin2,选项C错误;221√1??21由n=sin??得C1<C2,单色光1易发生全反射,选项D正确.

答案:AD

二、填空题(本题包含2小题,共20分)

11.(6分)以下列图,在用“插针法”测上下表面平行的玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方

向AO,插了两枚大头针G1和G2,1、2、3分别是三条直线,关于今后操作的说法中,你认为正确的

是.(填字母代号)

A.在bb'侧调整观察视线,另两枚大头针G和G可能插在3线上34B.在bb'侧调整观察视线,另两枚大头针G3和G4可能插在2线上C.在bb'侧调整观察视线,另两枚大头针G3和G4可能插在1线上

D.为减小实验误差,应采纳厚度ab厚一些的玻璃砖进行实验

E.保持O点不动,增大入射角,在bb'侧调整观察视线,将看不清G1和G2的像,这可能是光在bb'侧面

发生了全反射

答案:CD

6

12.(14分)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图甲所示.

(1)依照图甲画出完满的光路图;

(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=(保留3位有效数字);

为了观察光在玻璃砖不相同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,

如图乙所示.图中1和2是同一入射光辉上的2枚大头针,其对应出射光辉上的2枚大头针是3和PPP(选填“A”或“B”).

答案:(1)以下列图(2)1.51(3)A

三、计算题(本题包含4小题,共40分.计算题必定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)

13.(8分)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,如图为过轴线的截面图,调整入射角α,光辉恰幸好水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为43,求sin??的值.

7

剖析:当光辉在水面发生全反射时有sinC=1,由折射定律有n=??,当光辉从左侧射入玻璃杯时sin??√7sin(π-??),联立以上两式并代入数据可得sinα=3.2

答案:√73

14.(10分)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台,图示是其截面图,观景台下表面恰好和水面

相平,A为观景台右侧面在湖底的投影,水深h=4m.在距观景台右侧面x=4m处有一可沿竖直方向

搬动的单色点光源S,在该光源从距水面高3m处向下搬动到凑近水面的过程中,观景台水下被照亮

的最远距离为AC,近来距离为AB,且AB=3m.求:

该单色光在水中的折射率;

AC的距离.

剖析:(1)以下列图,点光源S在距水面高3m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里

时,被照亮的距离为近来距离AB,

sin??由于n=sin????√224所以,折射率n=????=3.√2+2??????点光源S凑近水面时,光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时,被照亮的距离为最远距离

AC,此时,入射角为90°,折射角为临界角C

则n=sin90°=√????2+??2=4sin??????3

8

12解得AC=7√7m(或AC=4.5m).

412√7m(或4.5m)答案:(1)(2)73

15.(10分)一半径为的1球体放置在水平桌面上,球体由折射率为3的透明资料制成.R4√现有一束位于过球心的竖直平面内的光辉,平行于桌面射到球体表面上,??折射入球体后再从竖直表面射出,以下列图.已知入射光辉与桌面的距离为√3??,求:2

(1)光辉射入球体表面的折射角;

(2)光辉从球体竖直表面射出时的出射角θ.

1剖析:(1)设入射光辉与4球体的交点为C,连结OC,OC即为入射点的法线,以下列图.

所以,图中的角θ1为入射角.过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B.依题意,∠1COB=θ.又由△OBC知sinθ1=√23①

设光辉在C点的折射角为θ2,由折射定律得

sin??1

sin??2

由①②两式得θ2=30°.

=√3②

(2)由几何关系知,光辉在球体的竖直表面上的入射角θ(见图)为30°.由折射定律得sin??3=1sin??,3√

9

√3所以sinθ=2,解得θ=60°.

答案:(1)30°(2)60°

16.(12分)(2018·全国2)如图,△ABC是素来角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°.一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出,EG垂直于AC交BC于,恰好是的中点,不计多次反射.GDCG

求出射光相关于D点的入射光的偏角;

为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?

剖析:(1)光辉在BC面上折射,由折射定律有

sini=nsinr①11式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光辉在面上的入射角和折射角.光辉在面上发生全BCAC反射,由反射定律有

i2=r2②

式中i2和r2分别是该光辉在AC面上的入射角和反射角.

光辉在AB面上发生折射,由折射定律有

nsini3=sinr3③

式中i3和r3分别