20192020學(xué)年高中物理第四章檢測(cè)(B)(含解析)教科選修34

20192020學(xué)年高中物理第四章檢測(cè)(B)(含分析)教科版選修3420192020學(xué)年高中物理第四章檢測(cè)(B)(含分析)教科版選修3414/14芅PAGE14腿芇蕿蕿芄羃芅螅薀薅20192020學(xué)年高中物理第四章檢測(cè)(B)(含分析)教科版選修34第四章檢測(cè)(B)

(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包含10小題,每題4分,共40分.在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的或不答的得0分)c,波長(zhǎng)為λ0,在水中的流傳速度是v,波長(zhǎng)為λ,水對(duì)這種單色光的折射率為n.當(dāng)這束單色光從空氣斜射入水中時(shí),入射角為θ1,折射角為θ2,以下說(shuō)法中正確的是()????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:由題意可知,n=sin??2,又n=??,所以v=??=??sin??1,又λ0=??,而??=??,所以??=????0=??0而λ0=nλ=????.綜上所述,只有選項(xiàng)B正確.????答案:B

2.以下列圖,將一個(gè)半圓形玻璃磚置于空氣中,當(dāng)一束單色光入射到玻璃磚的圓心O時(shí),以下情

況不能能發(fā)生的是()

答案:A

1

3.某人手持邊長(zhǎng)為6cm的正方形平面鏡測(cè)量身后一棵樹(shù)的高度.測(cè)量時(shí)保持鏡面與地面垂直,

鏡子與眼睛的距離為0.4m.在某地址時(shí),他在鏡中恰好能夠看到整棵樹(shù)的像;爾后他向前走了6.0

5m,發(fā)現(xiàn)用這個(gè)鏡子長(zhǎng)度的6就能看到整棵樹(shù)的像.這棵樹(shù)的高度約為()

.5m.0m

.5m.0m

剖析:利用光路可逆,作眼睛的像,由O點(diǎn)移至O'點(diǎn)處,以下列圖

??鏡子由幾何關(guān)系得0.4+??=??

56??鏡子0.4+6+??=??

解得h=4.5m.所以選項(xiàng)C正確.

答案:C

以下列圖,一束光從空氣中射向折射率n=√2的某種玻璃的表面,??表示入射角,

則以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()

A.當(dāng)i>45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象

B.無(wú)論入射角是多大,折射角r都不會(huì)高出45°

C.欲使折射角r=30°,應(yīng)以i=45°的角度入射

D.當(dāng)入射角i=arctan√2時(shí),反射光輝跟折射光輝恰好垂直

2

剖析:當(dāng)入射光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí),無(wú)論入射角多大,都不會(huì)發(fā)生全反射.應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤.由

sin??sin??sin??=??=√2,當(dāng)i=90°時(shí),r=45°,應(yīng)選項(xiàng)B正確.由sin??=√2,當(dāng)r=30°時(shí),i=45°,選項(xiàng)C正確.

由i=arctan√2,獲取tani=√2,設(shè)折射角為r,從而求出sini=cosr=√63

√3,cosi=sinr=3,

可知i+r=90°,反射光輝跟折射光輝恰好垂直,選項(xiàng)D正確.

答案:BCD

以下列圖,井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),兩井底

部中間地址各有一只青蛙,則()

水井中的青蛙感覺(jué)井口大些

枯井中的青蛙感覺(jué)井口大些

C.水井中的青蛙感覺(jué)井口小些

D.兩只青蛙感覺(jué)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

以下列圖,空氣中有一折射率為√2的玻璃柱體,

其橫截面是圓心角為90°、半徑為??的扇形??????.一束平行光平行于橫截面,

以45°入射角照射到????上,????不透光.若只考慮首次入射到圓弧????上的光,則????

上有光顯出部分的弧長(zhǎng)為()

A.1π??B.1π??C.1π??D.5π??643123

剖析:由sinC=1C=45°.據(jù)折射定律可知全部光輝從AO進(jìn)入??可知光在玻璃中發(fā)生全反射的臨界角玻璃柱后的折射角均為30°.從O點(diǎn)入射后的折射光輝將沿半徑從C點(diǎn)射出.假設(shè)從E點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后到達(dá)D點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射,則∠ODE=45°.以下列圖,由幾何關(guān)系可知θ=45°,故弧長(zhǎng)????=41π??,應(yīng)選項(xiàng)B正確.

答案:B

7.以下列圖,光在真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折,那么()

光是從真空射入介質(zhì)

介質(zhì)的折射率是1.73

C.光在介質(zhì)中流傳速度為1.73×108m/s

D.反射光輝與折射光輝的夾角是90°

答案:BCD

在桌面上有一倒立的玻璃圓錐,其極點(diǎn)恰好與桌面接觸,圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直,過(guò)

軸線的截面為等邊三角形,以下列圖.有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上,光

束的中心軸與圓錐的軸重合.已知玻璃的折射率為1.5,則光束在桌面上形成的光斑半徑為()

4

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

剖析:光入射到兩側(cè)面時(shí),發(fā)生全反射,反射光垂直入射到另一側(cè)面.作出光路圖,依照幾何知識(shí)能夠

求得光斑的半徑為2r.

答案:C

9.以下列圖,一束平行光從真空射向一塊半圓形玻璃磚,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()

只有圓心兩側(cè)必然范圍內(nèi)的光輝不能夠經(jīng)過(guò)玻璃磚

只有圓心兩側(cè)必然范圍內(nèi)的光輝能經(jīng)過(guò)玻璃磚

C.經(jīng)過(guò)圓心的光輝將沿直線穿過(guò)不發(fā)生偏折

D.圓心兩側(cè)必然范圍外的光輝將在曲面產(chǎn)生全反射

剖析:垂直射向界面的光輝不偏折,所以光束沿直線平行射到半圓面上.其中經(jīng)過(guò)圓心的光輝將沿直線穿過(guò)玻璃磚,不發(fā)生偏折,入射角為零.由中心向外的光輝,在半圓面進(jìn)步入真空時(shí)的入射角逐漸增大并趨近90°角,折射角必然大于入射角,所以必然會(huì)發(fā)生全反射.

答案:BCD

10.頻率不相同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃磚后,其光路以下列圖.

以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

5

A.單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng)B.在玻璃中單色光1的流傳速度大于單色光2的流傳速度C.單色光1經(jīng)過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光2經(jīng)過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間D.單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角剖析:由題圖可知n1>n2,故v1<v2,據(jù)c=λν得λ1<λ2,選項(xiàng)A正確;由n=????知v1<v2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=????=??????2??=????=??????2??,兩種色光經(jīng)過(guò)玻璃磚的時(shí)間相等??=??cos??√1-sin??√sin2????2-sin2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;221√1??21由n=sin??得C1<C2,單色光1易發(fā)生全反射,選項(xiàng)D正確.

答案:AD

二、填空題(本題包含2小題,共20分)

11.(6分)以下列圖,在用“插針?lè)ā睖y(cè)上下表面平行的玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中,已確定好入射方

向AO,插了兩枚大頭針G1和G2,1、2、3分別是三條直線,關(guān)于今后操作的說(shuō)法中,你認(rèn)為正確的

是.(填字母代號(hào))

A.在bb'側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針G和G可能插在3線上34B.在bb'側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針G3和G4可能插在2線上C.在bb'側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針G3和G4可能插在1線上

D.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采納厚度ab厚一些的玻璃磚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

E.保持O點(diǎn)不動(dòng),增大入射角,在bb'側(cè)調(diào)整觀察視線,將看不清G1和G2的像,這可能是光在bb'側(cè)面

發(fā)生了全反射

答案:CD

6

12.(14分)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針,如圖甲所示.

(1)依照?qǐng)D甲畫(huà)出完滿的光路圖;

(2)對(duì)你畫(huà)出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算,求得該玻璃磚的折射率n=(保留3位有效數(shù)字);

為了觀察光在玻璃磚不相同表面的折射現(xiàn)象,某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn),經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針,

如圖乙所示.圖中1和2是同一入射光輝上的2枚大頭針,其對(duì)應(yīng)出射光輝上的2枚大頭針是3和PPP(選填“A”或“B”).

答案:(1)以下列圖(2)1.51(3)A

三、計(jì)算題(本題包含4小題,共40分.計(jì)算題必定要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的

要注明單位)

13.(8分)一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯,如圖為過(guò)軸線的截面圖,調(diào)整入射角α,光輝恰幸好水和空氣的界面上發(fā)生全反射,已知水的折射率為43,求sin??的值.

7

剖析:當(dāng)光輝在水面發(fā)生全反射時(shí)有sinC=1,由折射定律有n=??,當(dāng)光輝從左側(cè)射入玻璃杯時(shí)sin??√7sin(π-??),聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)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觀景臺(tái),圖示是其截面圖,觀景臺(tái)下表面恰好和水面

相平,A為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影,水深h=4m.在距觀景臺(tái)右側(cè)面x=4m處有一可沿豎直方向

搬動(dòng)的單色點(diǎn)光源S,在該光源從距水面高3m處向下搬動(dòng)到湊近水面的過(guò)程中,觀景臺(tái)水下被照亮

的最遠(yuǎn)距離為AC,近來(lái)距離為AB,且AB=3m.求:

該單色光在水中的折射率;

AC的距離.

剖析:(1)以下列圖,點(diǎn)光源S在距水面高3m處發(fā)出的光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里

時(shí),被照亮的距離為近來(lái)距離AB,

sin??由于n=sin????√224所以,折射率n=????=3.√2+2??????點(diǎn)光源S湊近水面時(shí),光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí),被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離

AC,此時(shí),入射角為90°,折射角為臨界角C

則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)一半徑為的1球體放置在水平桌面上,球體由折射率為3的透明資料制成.R4√現(xiàn)有一束位于過(guò)球心的豎直平面內(nèi)的光輝,平行于桌面射到球體表面上,??折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出,以下列圖.已知入射光輝與桌面的距離為√3??,求:2

(1)光輝射入球體表面的折射角;

(2)光輝從球體豎直表面射出時(shí)的出射角θ.

1剖析:(1)設(shè)入射光輝與4球體的交點(diǎn)為C,連結(jié)OC,OC即為入射點(diǎn)的法線,以下列圖.

所以,圖中的角θ1為入射角.過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B.依題意,∠1COB=θ.又由△OBC知sinθ1=√23①

設(shè)光輝在C點(diǎn)的折射角為θ2,由折射定律得

sin??1

sin??2

由①②兩式得θ2=30°.

=√3②

(2)由幾何關(guān)系知,光輝在球體的豎直表面上的入射角θ(見(jiàn)圖)為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·全國(guó)2)如圖,△ABC是素來(lái)角三棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=60°.一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出,EG垂直于AC交BC于,恰好是的中點(diǎn),不計(jì)多次反射.GDCG

求出射光相關(guān)于D點(diǎn)的入射光的偏角;

為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?

剖析:(1)光輝在BC面上折射,由折射定律有

sini=nsinr①11式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光輝在面上的入射角和折射角.光輝在面上發(fā)生全BCAC反射,由反射定律有

i2=r2②

式中i2和r2分別是該光輝在AC面上的入射角和反射角.

光輝在AB面上發(fā)生折射,由折射定律有

nsini3=sinr3③

式中i3和r3分別