第4、5章 光的折射與全反射 光的干涉 衍射 偏振 單元測試 選擇題部分共10小題，每小題6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.1.某臺(tái)鐘鐘面上沒有數(shù)字，只有刻度線.圖示是從平面鏡里面看到的鐘的像，則此時(shí)指針指的時(shí)刻是()A.1點(diǎn)20分B.11點(diǎn)20分C.10點(diǎn)40分 D.10點(diǎn)20分答案：C2.在沒有月光的夜晚，一個(gè)池面較大的水池底部中央有一盞燈(可看做點(diǎn)光源)，小魚在水中游動(dòng)，小鳥在水面上飛翔.設(shè)水清澈且水面平靜，則下列說法正確的是()A.小鳥向下方水面看去，看到水面中部有一個(gè)圓形區(qū)域是暗的，周圍是亮的B.小魚向上方水面看去，看到水面中部有一個(gè)圓形區(qū)域是亮的，周圍是暗的C.小魚向上方水面看去，可以看到燈的像，像的位置與魚的位置無關(guān)D.小鳥向下方水面看去，可以看到燈的像，像的位置與鳥的位置無關(guān)解析：小鳥、小魚看到的都是燈的像，而不是圓形區(qū)域；小魚看到的是反射成像，像與物以反射面為對(duì)稱面，像的位置與小魚的位置無關(guān)；小鳥看到的是折射成像，像的位置與小鳥的位置有關(guān)答案：C3.一人從街上路燈的正下方經(jīng)過，看到自己頭部的影子剛好在自己腳下.如果此人以不變的速度朝前走，則他頭部的影子相對(duì)于地的運(yùn)動(dòng)情況是()A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.變加速直線運(yùn)動(dòng) D.無法確定解析：設(shè)燈高為H，人高為h，如圖所示.人以速度v從O點(diǎn)經(jīng)任意時(shí)間t到達(dá)位置A處，即OAvt.由光的直線傳播知頭影在圖示B處，由幾何知識(shí)得：OB·OAvt故頭影的速度為：vv因?yàn)镠、h、v都是確定的，故v亦是確定的.即頭影的運(yùn)動(dòng)就是勻速直線運(yùn)動(dòng).答案：A4.一光線以30°的入射角從玻璃中射到玻璃與空氣的界面上，它的反射光線與折射光線的夾角為90°，則這塊玻璃的折射率為()A.0.866B.1.732C.1.414D.1.500解析：作出反射和折射的光路圖如圖所示.1為玻璃中的入射角，1為反射角，2為空氣中的折射角.根據(jù)折射率的定義和光路可逆原理可求解.由光的反射定律可得：1130°由幾何知識(shí)得：21180°90°90°則290°160°光從AO入射后從OC折射出，根據(jù)光路可逆原理，如果光從CO入射一定從OA折射，這時(shí)空氣中的入射角2，玻璃中的折射角為1，所以有：n1.732.答案：B5.為了連續(xù)改變反射光的方向，并多次重復(fù)這個(gè)過程，方法之一是旋轉(zhuǎn)由許多反射鏡面組成的多面體棱鏡(簡稱鏡鼓).如圖所示.當(dāng)激光束以固定方向入射到鏡鼓的一個(gè)反射面上時(shí)，由于反射鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，反射光就可在屏幕上掃出一條水平線.依此，每塊反射鏡都將輪流掃描一次.如果要求掃描的范圍45°且每秒鐘掃描48次，那么鏡鼓的反射鏡面數(shù)目和鏡鼓旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速分別為()A.8,360 r/min B.16,180 r/minC.16,360 r/min D.32,180 r/min解析：每塊反射鏡轉(zhuǎn)過的角度，其鏡面數(shù)目N16，轉(zhuǎn)速n3 r/s180 r/min.答案：B6.酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會(huì)看到在一定距離之處的地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影，但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你的靠近而后退.對(duì)此現(xiàn)象，下列解釋正確的是()A.同沙漠蜃景具有相同的原理，是由于光的全反射造成的B.“水面”不存在，是由于人們酷熱難耐而產(chǎn)生的幻覺C.太陽輻射到公路上，使公路上空氣溫度升高，越靠近公路的空氣密度越小，有些光線發(fā)生全反射D.太陽輻射到公路上，使公路上空氣溫度升高，越靠近公路的空氣密度越大，有些光線發(fā)生全反射解析：越靠近柏油路面空氣溫度越高，空氣密度越小，有些光線發(fā)生如圖所示的全反射.答案：AC7.如圖甲所示，有兩束細(xì)平行單色光a、b射向空氣中上下表面平行的玻璃磚的上表面.已知玻璃磚足夠大，不需考慮光到達(dá)玻璃磚側(cè)面的折射和反射.若玻璃磚對(duì)單色光a的折射率小于對(duì)單色光b的折射率，則下列說法正確的是()A.在玻璃磚中，a光比b光的速度小B.兩光束在玻璃磚中仍然是平行的C.從玻璃磚的下表面射出后，兩光束之間的距離一定比入射前的要小D.無論增大或減小兩光束入射到玻璃磚上表面的入射角，兩光束最終都能從玻璃磚的下表面射出解析：a、b兩束光穿過玻璃的可能光路如圖乙、丙所示，故選項(xiàng)D正確.答案：D乙丙8.如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，一細(xì)束白光從Q點(diǎn)垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏P上，得到由紅到紫的彩色光帶.已知QM.如果保持入射光線和屏的位置不變，只使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng)，移動(dòng)的距離小于，則()A.在半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過程中，屏上紅光最先消失B.在半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過程中，屏上紫光最先消失C.在半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過程中，屏上紅光最先消失D.在半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過程中，屏上紫光最先消失解析：一細(xì)束白光從Q點(diǎn)以垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚，從玻璃磚的圓弧面射出后，打到光屏P上，得到由紅到紫的彩色光帶.當(dāng)半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過程中，入射角減小，不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，所以屏上光線不會(huì)消失，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過程中，入射角增大，最先消失的是臨界角小的，即紫光，故選項(xiàng)D正確.答案：D9.某液體的折射率為，距液面深h處有一個(gè)點(diǎn)光源，站在旁邊的人看到液面被該光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為 ()A.2h B.h C.2h D.h解析：岸上的人看到水面被照亮是因?yàn)楣饩€從水中射出后進(jìn)入了人的眼睛.光線在水面上發(fā)生了折射，如圖所示.設(shè)光線OA在界面上恰好發(fā)生全反射，則sin C，可知C45°，由幾何關(guān)系可知：tan C解得：rhtan Ch故其直徑d2r2h.答案：A10.地球與太陽之間的距離比地球的半徑大得多，可認(rèn)為射到地球的太陽光為平行光.假設(shè)地球表面沒有大氣層，那么，太陽照亮地球的范圍比有大氣層時(shí)太陽照亮地球的范圍(不考慮地球大氣層的變化) ()A.大 B.小C.不變 D.條件不足，無法確定解析：如圖所示，假設(shè)地球周圍沒有大氣層，則太陽光只能照亮圖中雙箭頭直線所示的區(qū)域.當(dāng)?shù)厍虮砻娲嬖诖髿鈱訒r(shí)，由于空氣的折射率大于1，且離地球表面越近，大氣層越密，折射率越大，相當(dāng)于太陽光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，肯定要發(fā)生折射，作出其光路圖如圖中的單箭頭折線所示.顯而易見，地球表面沒有大氣層時(shí)，太陽光照亮地球的范圍比有大氣層時(shí)照亮地球的范圍要小一些，故選項(xiàng)B正確.答案：B非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)圖示為一測量微小位移的裝置.光線從放在刻度尺后面的發(fā)光體P發(fā)出，垂直射向平面鏡M上，再反射到刻度尺上，刻度尺距鏡面的距離CO1 m.當(dāng)使平面鏡繞O旋轉(zhuǎn)一微小角度后，反射光線射到刻度尺的N處.已知CN2 cm，求鏡面上離點(diǎn)O為5 cm的A點(diǎn)向上移動(dòng)的距離AA.解析：平面鏡轉(zhuǎn)過角時(shí)反射光線轉(zhuǎn)過2角，即CON2，CNCO·tan 2又2100·tan 2解得：3812AAOA·sin 5×sin 3812 cm0.05 cm.答案：0.05 cm12.(13分)如圖甲所示，直角玻璃棱鏡中A70°，入射光線垂直于AC面，求光線從棱鏡第一次射入空氣中的折射角，并作光路圖.(已知玻璃的折射率為)解析：作出光路圖如圖乙所示，光第一次射到AB面上時(shí)，入射角170°，發(fā)生全反射；再射到BC面上時(shí)，入射角250°，大于臨界角，發(fā)生全反射；再射到AB面上時(shí)，入射角330°，發(fā)生折射.根據(jù)，可知折射角445°.答案：第一次射入空氣時(shí)的折射角為45°光路圖如圖乙所示13.(14分)如圖甲所示，透明介質(zhì)球的球心位于O點(diǎn)，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)球的C點(diǎn)，DC與AB的距離HR.若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，作出光路圖，并算出介質(zhì)球的折射率.解析：光路如圖乙所示，光線經(jīng)反射后到達(dá)介質(zhì)與空氣的界面時(shí)，入射角ir，由折射定律可得折射角ri，折射光線PQ與入射光線DC平行，則：POACOAisin i解得：i60°由圖可知，折射角r30°所以sin r折射率n.答案：如圖乙所示