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第四章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1.单色光在真空中的传播速度为c,波长为0,在水中的传播速度是v,波长为,水对这种单色光的折射率为n.当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为1,折射角为2,下列说法中正确的是()A.v=cn,=0cvB.0=n,v=csin2sin1C.v=cn,=0vcD.0=n,v=csin1sin2解析:由题意可知,n=sin1sin2,又n=cv,所以v=cn=csin2sin1,又0=cf,而=vf,所以=vc0=0n而0=n=cv.综上所述,只有选项B正确.答案:B2.如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,下列情况不可能发生的是 ()答案:A3.某人手持边长为6 cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4 m.在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;然后他向前走了6.0 m,发现用这个镜子长度的56就能看到整棵树的像.这棵树的高度约为()A.5.5 mB.5.0 mC.4.5 mD.4.0 m解析:利用光路可逆,作眼睛的像,由O点移至O点处,如图所示由几何关系得0.40.4+x=L镜子h0.40.4+6+x=56L镜子h解得h=4.5m.所以选项C正确.答案:C4.如图所示,一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面,i表示入射角,则下列说法中正确的是()A.当i45时会发生全反射现象B.无论入射角是多大,折射角r都不会超过45C.欲使折射角r=30,应以i=45的角度入射D.当入射角i=arctan2时,反射光线跟折射光线恰好垂直解析:当入射光由光疏介质射入光密介质时,无论入射角多大,都不会发生全反射.故选项A错误.由sinisinr=n=2,当i=90时,r=45,故选项B正确.由sinisinr=2,当r=30时,i=45,选项C正确.由i=arctan2,得到tani=2,设折射角为r,从而求出sini=cosr=63,cosi=sinr=33,可知i+r=90,反射光线跟折射光线恰好垂直,选项D正确.答案:BCD5.如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部中间位置各有一只青蛙,则()A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星答案:B6.如图所示,空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB.一束平行光平行于横截面,以45入射角照射到OA上,OB不透光.若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,则AB上有光透出部分的弧长为()A.16R B.14R C.13R D.512R解析:由sinC=1n可知光在玻璃中发生全反射的临界角C=45.据折射定律可知所有光线从AO进入玻璃柱后的折射角均为30.从O点入射后的折射光线将沿半径从C点射出.假设从E点入射的光线经折射后到达D点时刚好发生全反射,则ODE=45.如图所示,由几何关系可知=45,故弧长DC=14R,故选项B正确.答案:B7.如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生偏折,那么 ()A.光是从真空射入介质B.介质的折射率是1.73C.光在介质中传播速度为1.73108 m/sD.反射光线与折射光线的夹角是90答案:BCD8.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为()A.rB.1.5rC.2rD.2.5r解析:光入射到两侧面时,发生全反射,反射光垂直入射到另一侧面.作出光路图,根据几何知识可以求得光斑的半径为2r.答案:C9.如图所示,一束平行光从真空射向一块半圆形玻璃砖,下列说法中正确的是()A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射解析:垂直射向界面的光线不偏折,因而光束沿直线平行射到半圆面上.其中通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖,不发生偏折,入射角为零.由中心向外的光线,在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90角,折射角一定大于入射角,所以一定会发生全反射.答案:BCD10.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃砖后,其光路如图所示.下列说法正确的是()A.单色光1的波长小于单色光2的波长 B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃砖所需的时间小于单色光2通过玻璃砖所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角解析:由题图可知n1n2,故v1v2,据c=得12,选项A正确;由n=cv知v1v2,选项B错误;t=sv=dvcos2=dnc1-sin22=dnc1-sin21n2=dn2cn2-sin21,两种色光通过玻璃砖的时间相等,选项C错误;由n=1sinC得C1nsini3式中C是全反射临界角,满足nsinC=1由式知,棱镜的折射率n的取值范围应为233n2.答案:(1)60(2)233n211
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