物理：第章《光的折射與全反射》單元測(cè)試（A卷）(魯科)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第4章《光的折射與全反射》單元測(cè)試（A卷)說(shuō)明：本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩部分，請(qǐng)將第Ⅰ卷選擇題的答案填入題后括號(hào)內(nèi)，第Ⅱ卷可在各題后直接作答.共100分，考試時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。1。關(guān)于點(diǎn)光源的說(shuō)法正確的是（）A。夜間我們看到的恒星都可以看作點(diǎn)光源B。發(fā)光的螢火蟲(chóng)一定能看作點(diǎn)光源C。發(fā)光的白熾燈泡一定不能看作點(diǎn)光源D。通常我們用日光燈做光學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),是把它看作點(diǎn)光源的解析本題考查點(diǎn)光源模型。點(diǎn)光源像質(zhì)點(diǎn)一樣是一個(gè)理想化模型,是把光源看作一個(gè)能發(fā)光的點(diǎn).恒星離我們很遠(yuǎn)，可以看作點(diǎn)光源；螢火蟲(chóng)雖然小，但研究它自身大小范圍內(nèi)的光學(xué)問(wèn)題時(shí),不能看作點(diǎn)光源；研究的光學(xué)問(wèn)題離燈泡很遠(yuǎn)時(shí),可以把它看作點(diǎn)光源，但研究的光學(xué)問(wèn)題離燈泡很近時(shí),不能把燈泡看作點(diǎn)光源；通常我們用日光燈做光學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，是把它看作線光源的。故A正確.答案A2。關(guān)于光線的概念，下列正確的理解是（）A.光線是從光源直接發(fā)出的，是客觀存在的B.光線的作用類(lèi)似于電場(chǎng)線,但前者是具體的，后者是抽象的C.光線是用來(lái)表示光束傳播方向的有向直線D。光束是真實(shí)存在的，光線是人為畫(huà)上的解析本題考查對(duì)光線的理解。人們?yōu)榱诵蜗蟮匮芯侩妶?chǎng)，引入了電場(chǎng)線，但電場(chǎng)中并不真實(shí)存在“電場(chǎng)線”。同理,光線是人們?yōu)榱搜芯抗獾膫鞑ザ氲奈锢砟Ｐ停庠趥鞑ブ胁⒉淮嬖凇熬€".光束是真實(shí)存在的,我們用光線表示光束時(shí)，光線的箭頭表示光的傳播方向。故正確選項(xiàng)為C、D.答案CD3.在我國(guó)古代學(xué)者沈括的著作《夢(mèng)溪筆談》中有如下記載：“若鳶飛空中，其影隨鳶而移;或中間為窗隙所束，則影與鳶遂相違，鳶東則影西,鳶西則影東.”意思是說(shuō),若鷂鷹在空中飛翔，它的影子隨鷂鷹而移動(dòng)；如鷂鷹和影子中間被窗戶孔隙所約束，影子與鷂鷹做相反方向移動(dòng),鷂鷹向東則影子向西移，鷂鷹向西則影子向東移.這里描述的是光的（)A.直線傳播現(xiàn)象 B.折射現(xiàn)象C。干涉現(xiàn)象 D。衍射現(xiàn)象解析本題考查光的直線傳播及形成的現(xiàn)象。前段鷂鷹的影子，是光沿直線傳播形成的；后段所說(shuō)的“影子”實(shí)際是鷂鷹經(jīng)小孔所成的像,即小孔成像，這也是光直線傳播形成的現(xiàn)象。故A正確。答案A4。傍晚，太陽(yáng)從西邊落下，在人們觀察到日落的時(shí)刻(太陽(yáng)剛落在地平線上)，太陽(yáng)的實(shí)際位置（)A.完全在地平線下方B。完全在地平線上方C.恰好落在地平線上D.部分在地平線上方，部分在地平線下方解析本題考查的是光線在大氣層中的折射.由于太陽(yáng)光從真空進(jìn)入地球大氣層時(shí)要發(fā)生折射，使我們看到的太陽(yáng)位置比實(shí)際位置要高，因此當(dāng)人們觀察到太陽(yáng)還在地平線上時(shí)，太陽(yáng)的實(shí)際位置已在地平線以下.故正確選項(xiàng)為A.答案A5。光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)。2008年北京奧運(yùn)會(huì)將全部使用光纖通信，為各項(xiàng)比賽提供清晰可靠的服務(wù)。光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和包層兩層介質(zhì)組成。下列說(shuō)法正確的是（）A。光纖通信依據(jù)的原理是光的全反射B.內(nèi)芯和包層的折射率相同C.內(nèi)芯比包層的折射率大D。包層比內(nèi)芯的折射率大解析本題考查光的全反射的應(yīng)用。光纖通信依據(jù)的原理是光的全反射.A對(duì)。為了使光在光纖內(nèi)以全反射的方式傳播,內(nèi)芯的折射率應(yīng)該比包層大,C對(duì)。答案AC6.在水中同一深度并排放著紅、藍(lán)、紫三種顏色的球,若在水面正上方俯視這三個(gè)球，感覺(jué)最淺的是（）A。紫色球 B。藍(lán)色球C.紅色球 D。三個(gè)球同樣深解析本題考查的是光的折射的一個(gè)推論，即視深公式.在視深公式h′=hn中,h′為看到的深度，h為實(shí)際深度，n為折射率,因?yàn)樗畬?duì)紫光的折射率最大，所以看到最淺的是紫色球，故正確選項(xiàng)為A。答案A7。自行車(chē)的尾燈采用了全反射棱鏡的原理，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開(kāi)來(lái)的汽車(chē)發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后,會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去,使汽車(chē)司機(jī)注意到前面有自行車(chē)。尾燈的構(gòu)造如圖所示。下面說(shuō)法中正確的是（）A.汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái),在尾燈的左表面發(fā)生全反射B.汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái),在尾燈的右表面發(fā)生全反射C.汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的左表面發(fā)生全反射D。汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)，在尾燈的右表面發(fā)生全反射解析本題考查全反射在生活中的應(yīng)用.光線應(yīng)該從右邊入射，在左邊兩個(gè)直角邊上連續(xù)發(fā)生兩次全反射，利用全反射棱鏡的原理使入射光線偏折180°。所以正確選項(xiàng)為C.答案C8。兩種單色光由玻璃射向空氣時(shí)發(fā)生了全反射,臨界角分別為、,且>.、分別表示玻璃對(duì)這兩種單色光的折射率，、分別表示這兩種單色光在玻璃中的傳播速度,則（)A.〈，〈 B。<，>C.〉，< D。>,>解析本題考查折射率與臨界角、折射率與傳播速度的關(guān)系.根據(jù)：sinθ=,n=。因>,故<；又v=，<,所以>。只有B正確。答案B9。一束白光通過(guò)三棱鏡后發(fā)生了色散現(xiàn)象，如圖所示.下列說(shuō)法正確的是()A.玻璃對(duì)紅光的折射率最小，紅光的偏折角最小B.玻璃對(duì)紫光的折射率最小,紫光的偏折角最小C。紅光在玻璃中的傳播速度比紫光大D。屏幕上各色光在光譜上由上到下的排列順序?yàn)椋杭t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫解析本題考查介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同及不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同。實(shí)驗(yàn)表明，A、D正確,B錯(cuò)。根據(jù)v=知，C正確。答案ACD10。如左下圖所示，AB為一塊透明的光學(xué)材料左側(cè)的端面，建立直角坐標(biāo)系如右下圖，設(shè)該光學(xué)材料的折射率沿y軸正方向均勻減小。現(xiàn)有一束單色光a從原點(diǎn)O以某一入射角θ由空氣射入該材料內(nèi)部，則該光線在該材料內(nèi)部可能的光路是右下圖中的()解析本題考查光的折射及全反射和微元思想。如圖所示，由于該材料折射率由下向上均勻減小，可以設(shè)想將它分割成折射率不同的薄層.光線射到相鄰兩層的界面時(shí),射入上一層后折射角大于入射角，光線偏離法線。到達(dá)更上層的界面時(shí)，入射角更大，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)發(fā)生全反射,光線開(kāi)始向下射去，直到從該材料中射出.故正確選項(xiàng)為D.答案D第Ⅱ卷（非選擇題共60分)二、本題共5小題，每小題4分,共20分。把答案填在題中的橫線上。11。在“測(cè)定玻璃折射率"的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值畫(huà)出的圖線如圖所示。當(dāng)光線是由空氣射入玻璃磚時(shí)，則和中為入射角的是 ;當(dāng)光線由玻璃磚射入空氣時(shí)，臨界角的正弦值是 ；從圖線可知玻璃磚的折射率是 .解析本題考查測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及臨界角的概念.比的正弦值大，所以為入射角。由圖線知玻璃磚的折射率為n==1。50則臨界角的正弦值為sinC==0。67.答案 0。67 1。5012。如圖所示,a、b兩束平行單色光從空氣射入水中時(shí),發(fā)生了折射現(xiàn)象。由光路圖可以看出，a光的折射率比b光 ，a光在水中的傳播速度比b光 .若兩平行光束由水射向空氣，隨著入射角的增大， 光先發(fā)生全反射。解析本題考查折射率、臨界角及折射率與速度的關(guān)系。由圖可知,a光的折射角大,a光的折射率比b光小，故a光在水中的傳播速度比b光大;由sinC=知，b光的折射率大，臨界角小，故隨著入射角的增大,b光先發(fā)生全反射。答案小 大 b13。1027m這個(gè)距離通常稱為 ，它是人類(lèi)所能觀察到的宇宙的最大半徑。若一光線剛進(jìn)入哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的視野，則它傳播到太空望遠(yuǎn)鏡處約用 年.解析本題考查哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的作用和光的傳播速度。答案哈勃半徑1×14.一束光從某介質(zhì)射向真空，當(dāng)入射角為θ時(shí),折射光恰好消失.已知光在真空中的傳播速度為c，則此光在該介質(zhì)中的傳播速度為 。解析本題考查臨界角及折射率。由臨界角的概念，知sinθ=又n=由以上兩式解得，此光在介質(zhì)中的傳播速度為v=csinθ。答案csinθ15.古希臘某地理學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)6月21日正午時(shí)刻，在北半球A城陽(yáng)光與鉛直方向成7。5°角下射，而在A城正南方，與A城地面距離為L(zhǎng)的B城，陽(yáng)光恰好沿鉛直方向下射.射到地球上的太陽(yáng)光可視為平行光.據(jù)此他估算出了地球的半徑.試寫(xiě)出估算地球半徑的表達(dá)式R= .解析本題設(shè)計(jì)新穎,靈活考查了光的直線傳播。關(guān)鍵是作出示意圖,示意圖如圖所示。由題意得L=2πR×可得R=。答案三、本題共4小題，共40分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.16。（8分)在一個(gè)半徑為r的圓形輕木塞中心插一大頭針，然后把它倒放在液體中，調(diào)節(jié)大頭針插入的深度，當(dāng)針頭在水面下深度為d時(shí)，觀察者不論在液面上方何處，都剛好看不到液體下方的大頭針。求液體的折射率。解析本題考查光的全反射。觀察者在水面上任何位置都剛好看不到水下的大頭針,說(shuō)明由針頭射出的光線，恰好在水面與木塞的邊緣處發(fā)生全反射。由題意作出光路圖如圖所示,這時(shí)入射角等于臨界角,由幾何關(guān)系可得sinC=又sinC=由以上兩式解得液體的折射率為n=。答案17.(10分)如圖所示,一等腰直角三棱鏡放在真空中,斜邊BC=d，一束單色光以60°的入射角從AB側(cè)面的中點(diǎn)入射,折射后從側(cè)面AC折射出.已知三棱鏡的折射率n=，單色光在真空中的光速為c,求此單色光通過(guò)三棱鏡的時(shí)間。解析本題考查光的折射。（1)單色光在AB面上發(fā)生折射，光路如圖。根據(jù)折射定律:n=,n=由以上兩式得:α=45°。（2）因α=45°，故光在棱鏡內(nèi)傳播的路徑DE與BC平行,且DE=BC=d。（3）光在棱鏡中的速度：v==所以，t==。答案18。（10分)(激光液面控制儀）如圖所示,激光液面控制儀的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光電管將光訊號(hào)變成電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度。如果發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了s的距離射到點(diǎn)，則液面是升高了還是降低了？變化了多少?解析本題考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因反射的光點(diǎn)B右移到，所以液面降低。但因入射的激光束方向不變，所以液面降低后的入射角不變，光路圖如圖。由幾何關(guān)系知，四邊形OMB是平行四邊形,OM=B=s，三角形NO是直角三角形。設(shè)液面降低的高度是h，則h=NO·coti=·coti=即液面降低的高度是scoti/2.答案降低scoti/219.（12分）為從軍事工事內(nèi)部觀察外面的目標(biāo)，在工事壁上開(kāi)一長(zhǎng)方形孔,如圖所示。設(shè)工事壁厚d=34。64cm,孔的寬度L=20cm，孔內(nèi)嵌入折射率n=的玻璃磚。(1）嵌入玻璃磚后，工事內(nèi)部人員觀察到外界