20172018学年同步备课套餐物理教科版选修34讲义第四章章末检测

章末检测(时间：90分钟

满分：100分)一、选择题

(本题共

10小题，每题

5分，共

50分)1．关于光的折射和反射现象，以下说法正确的选项是()．折射现象的出现说明光是纵波．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的流传方向老是不一样的D．发生折射是由于光在不一样介质中的流传速度不一样答案D2．某种单色光在两种透明介质中流传，对真空的临界角分别为C1、C2，且C1>C2，由此可知这两种介质的折射率n1、n2及光在这两种介质中的流传速度v1、v2的大小关系是()A．n1>n2v1>v2B．n1>n2v1<v2C．n1<n2v1<v2D．n1<n2v1>v2答案D分析由n＝1得n12sinC<nc由n＝v得v1>v2.3．(多项选择)一束光辉由空气射向折射率为2的某种介质，以下说法正确的选项是()A．当入射角大于45°时，必定发生全反射．不论入射角是多大，都不可以发生全反射C．不论入射角是多大，折射角都不会超出45°D．欲使折射角等于30°，入射角应为45°答案BCDsini分析由于光辉是由光疏介质射向光密介质，因此不会发生全反射．由n＝sinr、n＝2适合i＝45°时，r＝30°，入射角的最大值为90°，此时对应的折射角为45°.4．(多项选择)如图1所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光．则()图1A．玻璃砖对a光的折射率为2B．玻璃砖对a光的折射率为1.5C．b光的频率比a光的频率大D．b光在玻璃中的流传速度比a光在玻璃中的流传速度大答案AC分析a光的折射率n＝sin45°正确，B错误．由题图可知，a光的偏折程度比＝2，故Asin30°ccb光的小，因此a光的频率小，折射率也小，由n＝v可得v＝n，a光在玻璃中的流传速度比b光的大，故C正确，D错误．5．(多项选择)如图2所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的选项是()图2．出射光辉必定与入射光辉平行．跟着θ角的增大(θ<90°)，光可能在a表面发生全反射C．跟着θ角的增大(θ<90°)，光可能在b表面发生全反射D．不论如何改变θ角，光辉从a表面射入，不行能在b表面发生全反射答案AD分析光辉经过两面平行的玻璃板时，光的流传方向不变，不过发生了侧移，应选项A正确；光辉在a表面是由光疏介质射入光密介质，故不会发生全反射．当光辉射到b表面时，入射角等于光在a表面时的折射角，由光路可逆知，它在b表面的折射角等于在a表面的入射角，故在b表面也不会发生全反射，故B、C错误，D正确．6.如图3所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上体现七色光带．若入射点由A向B缓慢挪动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消逝．在光带未完整消逝之前，反射光的强度变化以及光屏上最初消逝的光分别是()图3．减弱，紫光．减弱，红光C．加强，紫光D．加强，红光答案

C分析

入射点由

A向

B缓慢挪动的过程中，同一介质对各色光的折射率不一样，各色光对应的全反射的临界角也不一样．七色光中紫光的折射率最大，由

1sinC＝n可知紫光的临界角最小，因此最初发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光加强，故7．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，

C正确．可用白光照耀玻璃球来说明．两束平行白光照耀到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成光带，光路如图4所示．M、N、P、Q点的颜色分别为()

MN

和

PQ

两条彩色图

4A．紫、红、红、紫C．红、紫、紫、红

B．红、紫、红、紫D．紫、红、紫、红答案

A8．一束红、紫两色的混杂光，从某种液体射向空气，当光在界面上发生折射和反射现象时，可能发生的状况是图中的()答案C分析在同种液体中，紫光的折射率较大，因此当它们从某种液体射向空气而且入射角同样时，紫光的折射角较大，选项A错误；依据临界角公式C＝arcsin1可知，紫光的折射率较大，n临界角较小，紫光更简单发生全反射，而选项

B中的红光第一发生了全反射，因此可消除；两种色光在界面处都要发生光的反射，因此选项

D也可消除，应选项

C正确．9．水下一点光源，发出a、b两单色光，人在水面上方向下看，如图域有a光、b光射出，Ⅱ地域只有a光射出，以下判断正确的选项是(

5所示，水面中心Ⅰ区)图

5A．a、b光从Ⅰ地域某点倾斜射出时，a光折射角小B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不可以射到图中Ⅱ地域答案

A分析

由题分析可知，

b光在Ⅰ地域边沿发生了全反射，

a光在Ⅱ地域边沿发生了全反射，

则知a光的临界角比

b光的临界角大，由

1sinC＝n知，水对

a光的折射率小于对

b光的折射率，由折射定律知：a、b光从Ⅰ地域某点倾斜射出时，a光折射角小，故A正确，C错误．水对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由c＝λf知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，故B错误．水下b光能射到图中Ⅱ地域，不过不可以射出水面，故D错误．10．(多项选择)如图6所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则()图6A．该棱镜的折射率为3B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行答案AC分析由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光辉，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝sin60°3，A正确；光射在F点时，入射角为30°，sinCsin30＝°360°，B、D错；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而＝3，故不发生全反射，折射角为光的频率不变，因此光在棱镜中的波长变小，C正确．二、填空题(本题共2小题，共10分)11．(4分)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

7所示．(1)此玻璃的折射率计算式为

n＝________(用图中的θ、θ表示)；(2)假如有几块宽度大小不一样的平行玻璃砖可供选择，为了减小偏差，应12采纳宽度

________(填“大”或“小”

)的玻璃砖来丈量．图7(1)cosθ1sin90°－θ1(2)大答案cosθ2或2sin90°－θ分析据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为sin90°－θ1n＝sin90°－θ2cosθ1；玻璃砖越宽，光辉在玻璃砖内的流传方向越简单确立，丈量结果越正确．故应采纳cosθ2宽度大的玻璃砖来丈量．12．(6分)如图8所示，半球形玻璃砖的平面部分水平，底部中点有一小电珠(或直尺)丈量出相关数据后，可计算玻璃的折射率．试完成以下实验步骤：

S.利用游标卡尺图8(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________(写出对应字母和其表示的意义)．

________和(2)写出玻璃折射率的表达式：________(用上述丈量的物理量的字母表示)．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＝d12＋d22r12＋r22(或n＝)d1r1分析如图，由几何关系和全反射知识得sinC＝1，解得n＝d12＋d22r12＋r22或n＝r.nd11三、计算题(本题共4小题，共40分．计算时一定有必需的文字说明、方程式或重要演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(8分)如图9所示，AB为空气与某种介质的界面，直线MN垂直于界面AB.某单色光由空气射入折射率

n＝

3的这类介质．已知此单色光在空气中的光速约为

3×108m/s.求：图9(1)当入射角i＝60°时，折射角r；(2)此单色光在这类介质中的光速v；(3)此单色光由这类介质射向空气时临界角的正弦值sinC.答案(1)30°(2)1.73×108m/s(3)0.58分析(1)由折射定律n＝sinisinisin60°1sinr得：sinr＝n＝3＝2因此，当入射角i＝60°时，折射角r＝30°cc3×1088(2)由n＝v得v＝n＝3m/s≈1.73×10m/s11(3)sinC＝n＝3≈0.58.14．(10分)如图10所示，真空中有一个半径为R＝0.1m、质量分布平均的玻璃球，频率为f＝5.0×1014Hz的细激光束在真空中沿直线BC流传，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中．已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光束的折射率为3，求：图10(1)此激光束在真空中的波长；(2)此激光束进入玻璃时的入射角α；(3)此激光束穿越玻璃球的时间．答案(1)6.0×10－7m(2)60°(3)1.0×10－9s8分析(1)由c＝λf知，激光束在真空中的波长为：λ＝3×10m＝6.0×10－7m5×1014sinα(2)由几何知识知，光束在C点的折射角r＝30°，则由折射定律n＝sinr得，sinα＝nsinr＝3132＝2，故α＝60°.3(3)此激光束在玻璃球内流传的距离x＝2Rcosr＝2×0.1×cos30＝°10m，光在玻璃球流传的c3×1088x速度v＝n＝3m/s＝3×10m/s，故激光束穿越玻璃球的时间t＝v，因此解得t＝1.0×10－9s.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，致使从光源发出的光辉只经过一次折射不可以显出立方体，已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．答案

π4分析如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光辉，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射．依据折射定律有nsinθ＝sinα①式中，n是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角．现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边沿上的一点．由题意，在A点恰好发生全反射，故α＝Aπ②2设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有RA③sinθ＝ARA2＋a22式中a为玻璃立方体的边长．由①②③式得RA＝a④2－12na由题给数据得RA＝2⑤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S′6πRA2璃立方体的表面积S之比为S＝6a2⑥S′π由⑤⑥得S＝4.16．(12分)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图11所示．玻璃的折射率为n＝2.图11(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光辉到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？(2)一细束光辉在

O点左边与

O相距

32R处垂直于

AB从下方入射，求此光辉从玻璃砖射出点的地点．答案(1)2R分析

(2)见分析(1)在O点左边，设从E点射入的光辉进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE地域的入射光辉经