高二物理光的折射与全反射测试题

物理选修3-4第四章《光的折射与全反射》单元测试 说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答．共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。

1．假设在地球表面不存在大气层，那么白昼时间将会（ ）

A ．变长

B ．变短

C ．不变

D ．无法确定

2．关于日食和月食,以下说法正确的是（ ）

A ．在月球的本影区里能看到日全食

B ．在月球的半影区里能看到日偏食

C ．在月球进入地球的半影区时,可看到月偏食

D ．在月球全部进入地球的本影区时,可看到月全食

3．对下列自然现象描述正确的是（ ）

A ．在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中．同样，在沙漠中也能观察到同样的现象

B ．在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影．同样，在海面上也能观察到同样的现象

C ．在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中．在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影

D ．在海面上，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影．在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中

4．如图所示，一细束红光与一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一点M ．若用1n 和2n 分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是 （ ）

A ． 1n ＜2n ，a 为蓝光，b 为红光

B ． 1n >2n ，a 为蓝光，b 为红光

C ．a 光在玻璃中的传播速度比b 光大

D ．a 光在玻璃中的传播速度比b 光小

5．用薄玻璃片制成一个密闭而中空的三棱镜放入水中,当一束白光从其一个侧面斜射入并通过三棱镜时,下述正确的是 （ ）

A ．各色光都向顶角偏折

B ．各色光都向底角偏折

C ．紫光的偏向角比红光小

D ．紫光的偏向角比红光大

6．潜水员在折射率为2的海水下h 深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S 的区域内．关于圆面积S 和深度h 的关系，正确的说法是（ ）

A．S与水深h成正比 B．S与水深h成反比

C．S与水深h的平方成正比 D．S与水深h的平方成反比

7．用相同玻璃制成的厚度为a的正方体A和半径为r=a的半球体B放在报纸上,半球体的凸面向上．从正上方分别观察A、B中心处报纸上的文字,下面的观察记录,哪一项是正确的（）

A．A中的字比B中的高 B．B中的字比A中的高

C．A、B中的字一样高 D．无法比较

8．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯．在晚上观察不同颜色的彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（）A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小

B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小

C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大

D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大

9．一束复色光由空气射到一块平行玻璃砖上,经两次折射后分

成两束单色光a、b．已知a光在玻璃中的传播速度比b光大,则下

列哪个光路图是正确的（）

10．如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求

从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（）A．折射率必须大于2

B．折射率必须小于2

C．折射率可取大于1的任意值

D．无论折射率是多大都不可能

第Ⅱ卷（非选择题共60分）

二、本题共5小题,每小题4分，共20分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作图．

11．公路交通标志牌是由基板和附着在基板上的

反光膜组成,反光膜一般由镀在玻璃微珠上的银层组

成,夜间能将汽车射来的灯光反射回去,使司机看清交

通标志．交通标志牌的结构示意图如下,这种交通标志牌的原理是

．

12．如图所示是一块用折射率n=2的玻璃制成的透明体的横

截面，ab是半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，∠aOc=60°．当

一束平行黄色光垂直照到ac上时，ab部分的外表面只有一部分

是黄亮的，其余是暗的．那么黄亮部分的弧长为．

13．一半圆形玻璃砖，玻璃的折射率为3，AB为其直径，长度为D，

O为圆心，一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气

射入玻璃砖，其中心光线P通过O点，如图所示．M、N为光束边界光线．则

M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为．

14．在日落很久以后，常能在高空中看到明亮的人造卫星．有一颗在地球赤道上方飞行的人造卫星，日落2 h 后仍能在正上方看到它，它的最低高度（地球半径为6．38×610m)为 ．

15．某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O ，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针1P 和2P ,在另一侧按正确方法再插两枚大头针3P 和4P ，移去大头针和圆形玻璃后，得图如下：

（1）从3P 和4P 一侧观察时，1P 、2P 、3P 、4P 应满足的

关系为 ；

（2）完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、

出射光线；

（3）用α和β表示出光线从玻璃射入空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为 ．

三、本题共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

16．(8分)如右图所示,平面镜MN 绕垂直于纸面的轴以角速度ω=3

π2 rad/s 匀速转动,AB 为一段圆心在O 点的圆弧形屏幕,弦角∠AOB =60°．有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝S 射向平面镜MN 上的O 点,已知光源每秒闪动12次,则屏幕AB 上每秒内出现的光斑次数最多是多少?

17．（10分）湖边有一高塔，两同学不登塔而估测出了塔高．他们有两只小船、几只浮标和长卷尺．请简述他们的测量原理、步骤和需要测量的物理量，并用所测的物理量表示塔高．

18．（10分）光导纤维长l ，其折射率为n ，光从一个端面进入，从另一端面射出，光在光纤中运动的最长时间是多少？

19．（12分）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一束细光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R 的球，球心O 到入射光线的垂直距离为

d ．水的折射率为n ．

（1）在图上画出该束光线射入水珠内，经一次反射后，又从水

珠中射出的光路图；

（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．