【創新設計】-高中物理第4章光的折射與全反射章末檢測魯科版選修3-4一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分)1．人看到沉在水杯底的硬幣，其實看到的是()．A．硬幣的實像，其位置比硬幣的實際位置淺B．硬幣的實像，其位置比硬幣的實際位置深C．硬幣的虛像，其位置比硬幣的實際位置深D．硬幣的虛像，其位置比硬幣的實際位置淺圖1答案D圖12．一束光線穿過介質1、2、3時，光路如圖1，則()．A．介質1的折射率最大B．介質2是光密介質C．光在介質2中的速度最大 D．當入射角由45°逐漸增大時，在1、2分界面上可能發生全反射解析判斷根據是①光從光密介質進入光疏介質折射角大于入射角；光從光疏介質進入光密介質折射角小于入射角．②n＝eq\f(c,v).③發生全反射的條件．故正確選項為C、D.答案CD圖23．如圖2所示為折射率較大的三棱鏡的主截面，它是等腰直角三角形．光線a垂直于斜面射入棱鏡時，其出射光線為b.如果以直角棱為軸使棱鏡逆時針轉過一小角到圖中虛線位置，則原入射光線射入棱鏡后新的出射光線b′和a圖2 ()．A．將會相交B．b′的反向延長線與a相交C．b′與a平行D．一定不平行，只是不能判斷如何相交解析折射率較大的等腰直角棱鏡是全反射棱鏡．答案C4．關于折射率，下列說法正確的是()．A．根據n＝eq\f(sini,sinr)可知，介質的折射率與入射角的正弦成正比B．根據n＝eq\f(sini,sinr)可知，介質的折射率與折射角的正弦成反比C．根據n＝eq\f(sini,sinr)可知，介質的折射率可能為任何正數D．以上說法都不對解析折射率n是反映介質光學性質的物理量，它的大小由介質本身及入射光的頻率決定，與其它無關．答案D5．如圖3所示，虛線表示兩種介質的界面及其法線，實線表示一條光線斜射向界面后發生反射與折射的光線，以下正確的說法是()．圖3A．bO圖3B．aO是入射光線C．cO是入射光線D．Ob是反射光線解析由折射定律和反射定律可知A、B、D正確．答案ABD6．下述現象哪些是由于全反射造成的()．A．露水珠或噴泉的水珠，在陽光的照耀下格外耀眼B．沙漠中的海市蜃樓C．用光導纖維傳輸圖像信號D．插在水中的筷子看起來向上折了答案BC7．關于全反射，下列說法中不正確的是()．A．光從光密介質射向光疏介質時可能產生全反射B．光從光疏介質射向光密介質時可能產生全反射C．光從折射率大的介質射向折射率小的介質時可能產生全反射D．光從傳播速度小的介質射向傳播速度大的介質時可能產生全反射解析光從光密介質射向光疏介質時，才可能發生全反射，故A對B錯．光密介質的折射率大于光疏介質的折射率，故C對．光在光密介質中的傳播速度小于在光疏介質中的傳播速度，故D對．答案B8．如圖所示，一條光線由空氣射到半圓形玻璃磚表面的圓心O處，在玻璃磚的半圓形表面鍍有銀反射面．則圖中幾個光路圖，能正確、完整表示光線行進過程的是()．解析光射到玻璃磚的上表面發生反射和折射，折射光經下表面反射再回到上表面，又發生反射和折射．同理反射光到達下表面再反射至上表面也發生反射和折射．根據光路可逆原理可知D項正確．答案D9．一束平行單色光從真空射向一塊半圓形的玻璃塊，入射方向垂直直徑平面，如圖4所示，已知該玻璃的折射率為2，下列判斷中正確的是()．A．所有光線都能通過玻璃塊圖4B．只有距圓心兩側eq\f(R,2)范圍內的光線不能通過玻璃塊圖4C．只有距圓心兩側eq\f(R,2)范圍內的光線才能通過玻璃塊D．所有光線都不能通過玻璃塊解析圓心兩側eq\f(R,2)外的光線發生全反射．答案C10.如圖5所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條同一顏色、強度相同的光線均由空氣射入玻璃磚到達玻璃磚的圓心位置．下列說法正確的是()．圖圖5A．假若三條光線中有一條在O點發生了全反射，那么一定是aO光線B．假若光線bO能發生全反射，那么光線cO一定能發生全反射C．假若光線bO能發生全反射，那么光線aO一定能發生全反射D．假若光線aO恰能發生全反射，則光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度大解析三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻璃磚，在圓周界面，它們的入射角為零，均不會偏折．在直徑界面，光線aO的入射角最大，光線cO的入射角最小，它們都是從光密介質射向光疏介質，都有發生全反射的可能．如果只有一條光線發生了全反射，那一定是aO光線，因為它的入射角最大，所以選項A正確．假若光線bO能發生全反射，說明它的入射角大于或等于臨界角，光線aO的入射角更大，所以，光線aO一定能發生全反射，光線cO的入射角可能大于臨界角，也可能小于臨界角，因此，cO不一定能發生全反射．所以選項C正確、選項B錯誤．假若光線aO恰能發生全反射，光線bO和cO都不能發生全反射，但bO的入射角更接近于臨界角，所以，光線bO的反射光線較光線cO的反射光線強，即bO的反射光線亮度較大，所以選項D正確．答案ACD二、非選擇題(每小題10分，共30分)圖611．如圖6所示，畫有直角坐標系Oxy的白紙位于水平桌面上．M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標原點，直邊與x軸重合．OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，α是直線OA圖6y軸正方向的夾角，β是直線OP3與y軸負方向的夾角．只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測出角α和β，便可求得玻璃的折射率．某學生在用上述方法測量玻璃的折射率時，在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y<0的區域內，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像，他應采取的措施是________________________________________________________________________．若他已透過玻璃磚看到P1、P2的像，確定P3的位置方法是________．若他已正確地測得了α、β的值，則玻璃的折射率n＝________.解析無法看到P1、P2的像是OA光線的入射角過大，發生全反射的緣故．P3能擋住P1、P2的像說明OP3是OA的折射線．圖7答案另畫一條更靠近y軸正方向的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上，直到在y<0區域透過玻璃磚能看到P1、P2的像插上大頭針P3，使P3剛好能擋住P1、P2的像eq\f(sinβ,sinα)圖712.為了測定某種材料制成的長方體的折射率，用一束光線從AB面以60°入射角射入長方體時，光線剛好不能從BD面射出，如圖7所示，求該材料的折射率．解析如右圖所示，根據折射定律n＝eq\f(sin60°,sinr)①由題意可知sinC＝eq\f(1,n)②而C＝90°－r③聯立①②和③得n＝eq\f(\r(7),2).答案eq\f(\r(7),2)圖813.如圖8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＝eq\f(R,2).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eq\r(3)R，求玻璃的折射率．圖8解析作出光路圖，OBD