高中物理鲁科版4第四章光的折射与全反射单元测试 章末综合测评

章末综合测评(三)电磁波光的折射与全反射(时间：60分钟满分：90分)1.(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征．下列说法正确的是()A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动C．电磁波不能被人听见，声波能被人听见D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波E．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质(2)(10分)如图1所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子运动的周期将________．图1【解析】(1)声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度，选项A对；鼓膜的振动是空气的振动带动的，电磁波不能引起鼓膜振动，人耳听不到电磁波，选项B错，C对；二胡和电子琴发出的都是声波，选项D错；电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，E正确．(2)当磁场均匀增大时，在光滑轨道处产生逆时针方向的感应电场，正离子在电场力作用下做加速运动，动能增加，速度增加，T＝eq\f(2πr,v)，周期减小．【答案】(1)ACE(2)变小2．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图2所示．设a、b在玻璃中的折射角分别为r1和r2，玻璃对a、b的折射率分别为n1和n2，a、b在玻璃中的传播速度分别为v1和v2，则()图2【导学号：78510051】A．n2＞n1B．n2＜n1C．v2＞v1D．v2＜v1E．r1＜r2(2)(10分)在如图3所示的光路中，A为激光的出射点，O为半球柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α＝30°的光线，以入射角i＝60°入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．图3【解析】(1)由题图可知折射角r1＜r2，故选项E正确；根据n＝eq\f(sini,sinr)，有n1＞n2，故选项A错误，B正确；根据n＝eq\f(c,v)，故选项C正确，选项D错误．(2)延长入射光线，根据几何关系可得折射角r＝i－α＝60°－30°＝30°由折射定律有n＝eq\f(sini,sinr)，则n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3).【答案】(1)BCE(2)eq\r(3)3．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)关于折射率，下列说法中正确的是()A．根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．介质的折射率由介质本身决定，与入射角、折射角均无关D．根据n＝eq\f(c,v)可知，介质的折射率与介质中的光速成反比E．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比(2)(10分)为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔．设工事壁厚d＝34.64cm，孔的宽度L＝20cm，孔内嵌入折射率n＝eq\r(3)的玻璃砖如图4所示．试问，嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？图4【解析】(1)介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B错误，选项C正确；由于真空中光速是一个定值，故n与v成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，故选项D正确；由v＝λf，当f一定时，v正比于λ，由于n与v成反比，故折射率与波长λ也成反比，故选项E正确．(2)当人眼处于底端呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，又d＝34.64cm，L＝20cm，则tanβ＝eq\f(20,＝eq\f(1,\r(3))，所以β＝30°.由折射定律eq\f(sinα,sinβ)＝eq\r(3)，所以α＝60°，所以视野最大张角为120°.【答案】(1)CDE(2)120°4．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是()A．减小电容器两极板间的距离B．减少线圈的匝数C．增大电容器两极板间的正对面积D．减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数E．减小电容器两极板间的距离的同时增加线圈的匝数(2)(10分)振荡电路中电容器电容为C，振荡电流i＝Imsinωt.求：①此电路中线圈的自感系数L.②设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ，求电磁波在此介质中的传播速度v.【解析】(1)由于振荡电路的周期T＝2πeq\r(LC)，所以要想增大周期可以增大电容和自感系数．减小电容器两极板间的距离会增大电容，周期变大，A正确；减少线圈的匝数可减小自感系数，周期变小，B错误；增大电容器两极板间的正对面积会增大电容，则周期变大，C正确；减小电容器两极板间的距离的同时，增大线圈的匝数，C和L都增大，则周期增大，D错误，E正确．(2)①由T＝eq\f(2π,ω)＝2πeq\r(LC)得L＝eq\f(1,ω2C)；②v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(λω,2π).【答案】(1)ACE(2)①eq\f(1,ω2C)②eq\f(λω,2π)5．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()【导学号：78510052】A．若θ1＞θ2，则n1＜n2B．若θ1＞θ2，则n1＞n2C．若θ1＞θ2，则v1＞v2D．若θ1＜θ2，则n1＜n2E．若θ1＜θ2，则v1＜v2(2)(10分)如图5所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n，一束激光从它的左侧端面射入，又从它的右侧端面射出，调整激光束的入射方向，可测得激光束在直光导纤维中经历的最短时间为t1，最长时间为t2，求t1与t2之比．图5【解析】(1)由临界角定义sinC＝eq\f(1,n)可知，临界角小，折射率大，若θ1＞θ2，所以n1＜n2，由n＝eq\f(c,v)知，n1v1＝n2v2，v1＞v2，故选项A、C正确，B错误；若θ1＜θ2，所以n1＞n2，由n＝eq\f(c,v)知，n1v1＝n2v2，v1＜v2，故选项D错误，E正确．(2)激光束垂直左侧端面射入时，激光束在直光导纤维中经历的时间最短，由t1＝eq\f(L,v)及n＝eq\f(c,v)解得t1＝eq\f(nL,c).要使激光在直光导纤维内经历的时间最长，就要求激光在光导纤维内的路程最长，这就要求每一次反射时，入射角θ最小，即入射角θ恰为临界角C.当θ＝C时，激光的路程最长，所用时间也最长，此时激光束在沿光导纤维方向的速度分量为vsinθ，设光束为c，由L＝(vsinC)t2及n＝eq\f(c,v)、sinC＝eq\f(1,n)，解得t2＝eq\f(n2L,c)，故eq\f(t1,t2)＝eq\f(1,n).【答案】(1)ACE(2)eq\f(1,n)6．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)关于光的全反射和光纤的应用，下列说法正确的是()A．光由不同介质射入真空或空气时临界角不同B．入射角大于临界角，不一定发生全反射C．玻璃是光密介质D．光纤通信是光导纤维的唯一应用E．光导纤维的工作原理是光的全反射(2)(10分)如图6所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为h.若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P，则圆木板的面积为多少？图6【解析】(1)不同介质的折射率不同，所以光由不同的介质射入真空或空气时临界角不同，A项正确；入射角大于临界角，不一定发生全反射，还要光从光密介质进入光疏介质才能发生全反射，B项正确；光疏介质、光密介质是相对的，只有一种介质不能说是光疏介质还是光密介质，C项错；光纤通信是光导纤维的主要应用，光导纤维还可应用到内窥镜、潜望镜等，D项错；光导纤维的工作原理是光的全反射，E项正确．(2)当P点光