第4章 光的折射和全反射 章末测评验收卷(含答案)
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1、第第 4 章章 光的折射和全反射光的折射和全反射 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分) 1(2021 赣榆智贤中学月考)一束单色光经由空气射入玻璃,这束光的( ) A速度变慢,波长变短 B速度不变,波长变短 C频率增高,波长变长 D频率不变,波长变长 答案 A 解析 单色光由空气射入玻璃时,根据 vc n知,光的速度 v 变慢,光从一种介质 进入另一种介质时,光的频率不变,光从空气射入玻璃时,波长变短,A 正确, B、C、D 错误。 2(2021 甘肃武威十八中高二期末)如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明 薄膜“外衣”上点
2、缀了无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥运会举行时正值 盛夏,镀点能改变光线方向,将光线挡在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是 ( ) A反射太阳光线,遵循光的反射定律 B反射太阳光线,不遵循光的反射定律 C折射太阳光线,遵循光的折射定律 D折射太阳光线,不遵循光的折射定律 答案 A 解析 光的反射是光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象; 光的传播方向发生了改变,且介质没变,则这种现象是光的反射现象;遵循光的 反射定律。 3(2021 江苏省响水中学期中)以下关于光导纤维的说法正确的是( ) A内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B内芯的折射率比外套
3、大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D内芯的折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用 答案 B 解析 全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,所 以内芯的折射率大于外套的折射率, 光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射, 故 B 正确,A、C、D 错误。 4(2021 阜新市二中月考)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射 分成两束单色光 a、b。已知 a 光的频率小于 b 光的频率,下列光路图中可能正确 的是( ) 答案 B 解析 由于 a 光的频率小于 b 光的频率,因此玻璃对 a
4、 光的折射率小于对 b 光的 折射率, 则 b 光进入玻璃后偏折程度大, 在下方, 又两出射光均应平行于入射光, 可知 B 正确,A、C、D 错误。 5(2021 北京昌平一中期末)图为埃舍尔名画(三界),我们总是像画中一样看到远 处树木的倒影,近处水中的鱼,这说明( ) A远处水中没有鱼 B树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中 C近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少 D远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射,所以看不到 答案 D 解析 远处的鱼发出的光入射角较大,当入射角大于等于全反射临界角时能发生 全反射,光线不能射出水面,所以看不到,故 D 正确,A 错误
5、;树木倒影是树木 发出的光在水面发生反射后,反射光进入人的眼中,故 B 错误;近处的鱼发出的 光的光线到水面处,入射角越小,反射光越弱而折射光越强,所以近处的鱼发出 的光经过水面时透射光的能量较多,故 C 错误。 6(2021 山西应县一中期中)半径为 R 的玻璃半圆柱体,截面如图所示,圆心为 O,两束平行单色光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,AOB60 ,若玻璃 对此单色光的折射率 n 3,则两条光线经柱面和底面折射后的交点与 O 点的距 离为( ) A.R 4 B.R 3 C.R 2 DR 答案 B 解析 光路图如图所示, 可知 160 , 由折射率 nsin 1 sin 2 3, 可得
6、, 230 , 由几何关系得:光线射到底边上时的入射角 330 ,光线在底边折射时,由折射 定律得 nsin 4 sin 3,可得 460 ,由几何知识得 COCB,所以 OC R 2 cos 30 3 3 R,在OCD 中可得,所求距离 dODOCtan 30 R 3,A、C、D 错误,B 正确。 7(2021 运城市景胜中学期末)一潜水员在水深为 h 的地方向水面观察时,发现 整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的一圆形区域内。已知水的折射率为 n,则圆形区域的半径为( ) Anh B.h n C. n21h D. h n21 答案 D 解析 如图,根据全反射定律 sin C1 n,结合
7、几何关系可得 r 2h2n2r2,解得 r h n21。 8.如图所示, 有一玻璃三棱镜 ABC, 顶角 A 为 30 , 一束光线垂直于 AB 射入棱镜, 从 AC 射出进入空气,测得出射光线与 AC 夹角为 30 ,则棱镜的折射率为( ) A.1 2 B. 2 2 C. 3 D. 3 3 答案 C 解析 顶角 A 为 30 ,则光从 AC 面射出时,在玻璃中的入射角 i30 。由于出射 光线和 AC 的夹角为 30 ,所以折射角 r60 。由光路可逆和折射率的定义可知 n sin r sin i 3,C 项正确。 二、多项选择题(共 4 个小题,每小题 5 分,共 20 分) 9.如图,在
8、水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜,里面是空气,一束 白光 A 从棱镜的左边射入,从棱镜的右边射出时发生了色散,射出的可见光分布 在 a 点和 b 点之间,则下列说法正确的是( ) A从 a 点射出的是红光,从 b 点射出的是紫光 B从 a 点射出的是紫光,从 b 点射出的是红光 C光在 ab 面上不可能发生全反射 D从 a 点和 b 点射出的都是紫光,从 ab 中点射出的是红光 答案 BC 解析 此棱镜相对周围介质是光疏介质,从棱镜中射出时,折射角大于入射角, 所以出射光线向顶角方向偏转;紫光的折射率大,则紫光的偏折程度大,即紫光 从 a 点射出,红光从 b 点射出,选项 B 正确,
9、A、D 错误;根据光从光密介质进 入光疏介质,且入射角大于临界角时,才能发生光的全反射,光在 ab 面上,光从 空气进入水中不可能发生全反射,故 C 正确。 10(2021 北京八中期末)如图所示,真空中有一个半径为 R,质量分布均匀的玻 璃球,细激光束在真空中沿直线 BC 传播,从玻璃球表面的 C 点经折射进入玻璃 球,又从玻璃球表面的 D 点经折射进入真空。已知COD120 ,玻璃球对该激 光的折射率为 3,c 为真空中的光速,则下列说法正确的是( ) A激光束的入射角为 45 B激光束在玻璃中穿越的时间为 t3R c C改变入射角 的大小,细激光束可能会在玻璃球的内表面发生全反射 D改变
10、入射角 的大小,细激光束一定不会在玻璃球的内表面发生全反射 答案 BD 解析 激光在 C 处的折射角为 30 ,根据折射定律得 n sin sin 30 3,解得 sin 3 2 , 则 60 , A 错误; 根据几何关系可知激光束在玻璃中经过的路程为 3R, 在玻璃中经过的时间为t 3R v 3R c n 3R c , B正确; 激光束从C点进入玻璃球时, 无论怎样改变入射角,在 D 点的入射角等于 C 点的折射角,根据光路可逆性原理 得知,光束不可能在 D 点发生全反射,一定能从 D 点折射射出玻璃球,C 错误, D 正确。 11.(多选)如图所示, 有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色
11、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 30 ,E、F 分别为边 AB、BC 的中点,则( ) A该棱镜的折射率为 3 B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 解析 在 E 点作出法线可知入射角为 60 , 折射角为 30 , 由 nsin i sin r得折射率为 3, A 正确;由光路的可逆性可知,在 BC 边上的入射角小于临界角,不会发生全反 射,B 错误;由 介 空气 n ,可知 C 正确;由几何关系知,在 F 点入射角为 30 , 折射角为 60 ,出射光束不会与入射到 E
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