機(jī)械振動機(jī)械波光學(xué)檢測題

1、章末檢測(時間：90分鐘 滿分：100分)一、選擇題(每小題5分，共50分)1. 關(guān)于光的折射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A .光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射B. 光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，傳播方向一定改變C. 人觀察盛水容器的底部，發(fā)現(xiàn)水變淺了D. 若光從空氣射入液體中，它的傳播速度一定增大答案 C2. 如圖1所示是一束光從空氣射向某介質(zhì)在界面上發(fā)生了反射和折射現(xiàn)象的光路圖，下列判斷中正確的是()A. AO是入射光，0B為反射光，0C為折射光B. BO是入射光，0C為反射光，0A為折射光C. CO是入射光，0B為反射光，0A為折射光D. 條件不足，無法確定解析 法線與界面垂直，根據(jù)反射

2、角等于入射角，反射光線、折射光線和入射光線都位于法線兩側(cè).入射角大小等于反射角，可知 CO為入射光線，0B為反射光線，0A為折射光線.答案 C3. 白光通過三棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是A .白光是由不同頻率的光組成的B .棱鏡材料對各種色光的折射率不同C. 棱鏡對紅光的折射率大，對紫光的折射率小D. 出現(xiàn)色散現(xiàn)象是棱鏡改變了顏色解析 從紅光到紫光，頻率越來越大，折射率也越來越大，A、B正確.答案 AB4. 如圖2所示，有一玻璃三棱鏡 ABC,頂角A為30° 一束光線垂直于AB射入 棱鏡，從AC射出進(jìn)入空氣，測得出射光線與 AC夾角為30°則棱鏡的折射率為B.D.1A

3、. 2C. 3解析 頂角A為30°貝比從AC面射出時，在玻璃中的入射角= 30°.由于出射光線和AC的夾角為30°所以折射角（2 = 60°.由光路可逆和折射率的定sin £2義可知n= sn £ = . 3， C項正確.答案 C5. 如圖3所示，從點光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象， 在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下面 的說法中正確的是圖3Aa側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光B在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C 三棱鏡對a側(cè)光的折射率小于對b側(cè)光的折射率D 在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速度

4、大于b側(cè)光的傳播速度解析 由于玻璃對各色光的折射率不同，導(dǎo)致色散的形成，玻璃對紫光的折射率最大，對紅光的折射率最小，據(jù) n=器r可知a側(cè)為紫光，b側(cè)為紅光，c故A、C錯；在真空中，紅光的波長大于紫光的波長，由n=v可以求出，在三棱鏡中，紅光的傳播速度大于紫光的傳播速度，故B對、D錯.答案 B6束單色光斜射到厚平板玻璃的一個表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個 表面射出，出射光線相對于入射光線側(cè)移了一段距離.在下列情況下，出射 光線側(cè)移距離最大的是()A .紫光以45°的入射角入射B. 紅光以45°的入射角入射C. 紫光以30°的入射角入射D. 紅光以30°

5、的入射角入射解析 如圖所示，由光的折射定律可知，無論是紅光還是 紫光，以45°角入射時的側(cè)移距離都比以 30°角入射時的 側(cè)移距離大.由于玻璃對紫光的折射率比紅光的大，由圖 可以看出，在同一入射角時紫光的側(cè)移距離比紅光的側(cè)移距離大，即Ahi>2，故A正確.答案 A7. 圖4為“水流導(dǎo)光”實驗裝置長直開口透明塑料瓶內(nèi)裝有適量清水，在其底側(cè)開一小孔，水從小孔流出形成彎曲不散開的水流，用細(xì)激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，觀察到激光束沒有完全被限制在水流內(nèi)傳播下列操作有助于激光束完全被限制在水流內(nèi)傳播的是()A 增大該激光的強(qiáng)度B. 向瓶內(nèi)再加適量清水C. 改用頻率更低的激光

6、D. 改用折射率更小的液體解析 激光束沒有完全被限制在水流內(nèi)傳播，說明部分光出現(xiàn)折射現(xiàn)象，沒 有全部發(fā)生全反射.要使光發(fā)生全反射，應(yīng)增大光線與水流界面之間的入射 角或減小臨界角.要增大入射角，則應(yīng)向瓶內(nèi)再加適量清水，增加壓強(qiáng)，使1水流在出水口處彎曲的小一些，B正確；由sin C=n，知要減小臨界角則應(yīng) 改用折射率更大的液體，或頻率更高的激光， C、D錯誤；改變激光強(qiáng)度對 全反射無影響，故A錯.答案 B8. 半圓形玻璃磚橫截面如圖5所示，AB為直徑，0點為圓心.在該界面內(nèi)有a、 b兩束單色可見光從空氣垂直于 AB射入玻璃磚，兩入射點到 0點的距離相 等.兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖 5

7、所示，則a、b兩束光()圖5A 在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度大B. 以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大C從同一介質(zhì)以相同的入射角射向空氣，若a光不能進(jìn)入空氣，則b光也不能進(jìn)入空氣D. a光的頻率大于b光的頻率解析由于兩束光的入射點到0點的距離相等，因此它們在半圓邊界上的入射角相同，由于b光發(fā)生全反射，而a光能夠折射，說明b光的全反射臨界1角小于a光的全反射臨界角，由可知，b光在介質(zhì)中的折射率大于sin cca光在介質(zhì)中的折射率，所以b光的頻率比a光的頻率高，由v=7可知，在 同種介質(zhì)中a光的傳播速度大，A項正確，D項錯誤；以相同的入射角從空 氣斜射入水中，b光的折射程度大，

8、折射角小，B項錯誤；由于b光全反射 臨界角小，所以C項正確.答案 AC9. (2014四川理綜)如圖6所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則()圖6A .小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B 小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C. 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D. 小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大解析把發(fā)光小球放入口徑較大、充滿水的淺玻璃缸底的任何位置都會發(fā)生折射和全反射，逆著折射光線看能看到小球，在發(fā)生全反射的區(qū)域沒有光射出，選項A、B均錯.光從水中進(jìn)入空氣不改變的是頻率，改變的是波速和 波長，由v=C和 Af可知，波速、波長都變大，選項 D正確，C錯

9、誤.答案 D10. 在一次討論中，老師問道：“假如水中相同深度處有 a、b、c三種不同顏色的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大.關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學(xué)們能做出什么 判斷？ ”有同學(xué)回答如下： c光的頻率最大 a光的傳播速度最小 b光的折射率最大 a光的 波長比b光的短根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是()A. B . C. D .解析 b像最深說明折射率最小，頻率最小，波長最大，發(fā)生全反射的臨界角最大.c照亮水面的面積比a大，說明a發(fā)生全反射的臨界角比c 小, a折c射率比c大，總之，頻率最大的是a,錯誤；傳播速度VAn故傳播速度最小

10、的是a,正確；折射率最大的是 a，a光波長最短，b光波長最長，錯誤，正確.故選項C正確.答案 C二、填空題(每小題5分，共10分)11. 某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行.正確操 作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖 7所示.大頭針 此玻璃的折射率計算式為n =(用圖中的d、伍表示); 如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度填“大”或“小”)的玻璃磚來測量.解析據(jù)題意可知入射角為(90 °- 01),折射角為(90 - d),則玻璃的折射率sin (90 0) cos 0為n = si；礦& =礦飛；玻璃磚越寬，光線在

11、玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量.答案coscos0 或sin90° 00或 sin (90° 0)一大12. 用半圓形玻璃磚測定玻璃折射率的方法如下:(1) 用半圓形玻璃磚放在白紙上，定出其圓心O,在白紙上用鉛筆描下其直徑和圓心位置，讓一束光沿與直徑垂直的方向穿入玻璃磚的圓弧部分射到圓心0,如圖8所示.(2) 不改變?nèi)肷涔獾姆较蚝臀恢?，讓玻璃磚以0點為軸逆時針轉(zhuǎn)動到從玻璃磚 平面一側(cè)恰好看不到出射光為止.(3) 用鉛筆描下此時玻璃磚直徑的位置，移去玻璃磚，測出玻璃磚轉(zhuǎn)過的角度B,由B計算出折射率.這種測量方法是利用光的 象測定玻璃折

12、射率的，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過角度B時的入射角叫若已知 A42°,且sin 42=0.67,則玻璃的折射率n=.解析 據(jù)題意可知，將玻璃磚緩慢轉(zhuǎn)過B角時，觀察者在玻璃磚平面一側(cè)恰看不到出射光線，說明光線在玻璃磚的平面發(fā)生了全反射，此時的入射角恰 好等于臨界角，即有i = C=B1 1 1由 sin C=-得折射率 n=>= 1.49.nsin C sin B答案全反射臨界角1.49三、計算題（共4小題，共40分）13. （8分）在真空中，黃光波長為6X 10_7m，紫光波長為4X107m.現(xiàn)有一束頻 率為5X1014 Hz的單色光，它在n= 1.5的玻璃中的波長是多少？它在玻璃中 是什么

13、顏色？解析 先根據(jù) 瓜二f0計算出單色光在真空中的波長b，再根據(jù)光進(jìn)入另一介C b質(zhì)時頻率不變，由n = v =），求出光在玻璃中的波長 b8c 3X10_7滬 5X 1014 m 二6X 10 m，又由 n =+得 社半=6m = 4X 10_7m.由于光的顏色是由光的頻率決定的，而在玻璃中光的頻率未變化，故光的顏色依然是黃光.答案 4X 10_7m黃色14. （10分）如圖9所示，半徑為R的半圓柱形玻璃磚某一截面的圓心為O點.有兩條光線垂直于水平柱面射入玻璃磚中，其中一條光線通過圓心O,另一條光線通過A點，且OA=R.這兩條光線射出玻璃磚后相交于一點，該點到 O 點的距離為3R，求玻璃的折

14、射率.解析作出光路圖,0A 1則 sinZABO=蒂=2,設(shè)兩條出射光線交點為0C= Rcos 30所以，CS= OS OCZBSC= 30°/SBD=60°sin 60° 門由折射定律:n = sin 30 三 3.答案 315. （10分）一玻璃立方體中心有一點狀光源.今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體，已知該玻璃 的折射率為-2，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值.解析 如圖，考慮從玻璃立方體中心0點發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射根據(jù)折射定律有nsin0= sin a 式中，n是玻璃

15、的折射率，入射角等于 0, a是折射角.現(xiàn)假設(shè)A點是上表面 面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點由題意，在 A點剛好發(fā)生全反射，故na= 2 設(shè)線段 OA在立方體上表面的投影長為Ra，由幾何關(guān)系有sin 0 =Ra,£+a 2 a式中a為玻璃立方體的邊長.由式得 Ra=22 pn 1 由題給數(shù)據(jù)得Ra=a 由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是半徑為Ra的圓.所求的鍍S'6 nd膜面積s與玻璃立方體的表面積s之比為-彳=_6a2"s，n由得s二4.答案n16. (12分)(2014課示I, 34( 2)個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑,n= 2.(1) 一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表 面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？(2) 一細(xì)束光線在O點左側(cè)與O相距處垂直于AB從下方入射，求此光線 從玻璃磚射出點的位置.fi解析(1)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反