高中物理第3章电磁波章末综合测评鲁科版选修3-4.pdf

精品教案可编辑章末综合测评(三)电磁波光的折射与全反射(时间：60 分钟满分：90 分)1.(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征下列说法正确的是()A声波的传播速度小于电磁波的传播速度B声波和电磁波都能引起鼓膜振动C电磁波不能被人听见，声波能被人听见D二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波E电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质(2)(10 分)如图 1 所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁场均匀增大时，离子运动的周期将_ 图 1【解析】(1)声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度，选项 A 对；鼓膜的振动是空气的振动带动的，电磁波不能引起鼓膜振动，人耳听不到电磁波，选项B 错，C 对；二胡和电子琴发出的都是声波，选项D 错；电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，E 正确(2)当磁场均匀增大时，在光滑轨道处产生逆时针方向的感应电场，正离子在电场力作用下做加速运动，动能增加，速度增加，T2rv，周期减小【答案】(1)ACE(2)变小2(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每精品教案可编辑选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图2 所示设a、b在玻璃中的折射角分别为r1和r2，玻璃对a、b的折射率分别为n1和n2，a、b在玻璃中的传播速度分别为v1和v2，则()图 2【导学号：78510051】An2n1Bn2n1Cv2v1Dv2v1Er1r2(2)(10 分)在如图 3 所示的光路中，A为激光的出射点，O为半球柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点若某条从A点发出的与AO成 30 的光线，以入射角i 60 入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率图 3【解析】(1)由题图可知折射角r1r2，故选项E 正确；根据nsin isin r，有n1n2，故选项 A 错误，B 正确；根据ncv，故选项C 正确，选项D 错误(2)延长入射光线，根据几何关系可得折射角ri 60 30 30 由折射定律有nsin isin r，则nsin 60sin 303.精品教案可编辑【答案】(1)BCE(2)33(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)关于折射率，下列说法中正确的是()A根据nsin 1sin 2可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B根据nsin 1sin 2可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C介质的折射率由介质本身决定，与入射角、折射角均无关D根据ncv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比E同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比(2)(10分)为从军事工事内部观察到外面的目标，在工事壁上开一长方形孔设工事壁厚d 34.64 cm，孔的宽度L20 cm，孔内嵌入折射率n3的玻璃砖如图4 所示试问，嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？图 4【解析】(1)介质的折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B 错误，选项C 正确；由于真空中光速是一个定值，故n与v成反比正确，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，故选项D 正确；由vf，当f一定时，v正比于，由于n与v成反比，故折射率与波长也成反比，故选项 E 正确(2)当人眼处于底端呈对角线向外看时，视野最大，光路如图所示，又d34.64 cm，L20 cm，则 tan 2034.6413，所以 30 .由折射定律sin sin 3，所以 60，所以视野最大张角为120.精品教案可编辑【答案】(1)CDE(2)1204(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是()A减小电容器两极板间的距离B减少线圈的匝数C增大电容器两极板间的正对面积D减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数E减小电容器两极板间的距离的同时增加线圈的匝数(2)(10 分)振荡电路中电容器电容为C，振荡电流iImsin t.求：此电路中线圈的自感系数L.设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为，求电磁波在此介质中的传播速度v.【解析】(1)由于振荡电路的周期T 2LC，所以要想增大周期可以增大电容和自感系数减小电容器两极板间的距离会增大电容，周期变大，A 正确；减少线圈的匝数可减小自感系数，周期变小，B 错误；增大电容器两极板间的正对面积会增大电容，则周期变大，C 正确；减小电容器两极板间的距离的同时，增大线圈的匝数，C和L都增大，则周期增大，D 错误，E正确(2)由T2 2LC得L12C；vT2.【答案】(1)ACE(2)12C2精品教案可编辑5(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为1、2，用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则()【导学号：78510052】A若12，则n1n2B若12，则n1n2C若12，则v1v2D若12，则n1n2E若12，则v1v2(2)(10 分)如图 5 所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n，一束激光从它的左侧端面射入，又从它的右侧端面射出，调整激光束的入射方向，可测得激光束在直光导纤维中经历的最短时间为t1，最长时间为t2，求t1与t2之比图 5【解析】(1)由临界角定义sin C1n可知，临界角小，折射率大，若12，所以n1n2，由ncv知，n1v1n2v2，v1v2，故选项A、C 正确，B 错误；若12，所以n1n2，由ncv知，n1v1n2v2，v1v2，故选项 D 错误，E正确(2)激光束垂直左侧端面射入时，激光束在直光导纤维中经历的时间最短，由t1Lv及ncv解得t1nLc.精品教案可编辑要使激光在直光导纤维内经历的时间最长，就要求激光在光导纤维内的路程最长，这就要求每一次反射时，入射角最小，即入射角恰为临界角C.当C时，激光的路程最长，所用时间也最长，此时激光束在沿光导纤维方向的速度分量为vsin，设光束为c，由L(vsin C)t2及ncv、sin C1n，解得t2n2Lc，故t1t21n.【答案】(1)ACE(2)1n6(1)(5 分)(填正确答案标号 选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)关于光的全反射和光纤的应用，下列说法正确的是()A光由不同介质射入真空或空气时临界角不同B入射角大于临界角，不一定发生全反射C玻璃是光密介质D光纤通信是光导纤维的唯一应用E光导纤维的工作原理是光的全反射(2)(10 分)如图 6 所示，水的折射率为n，水面上漂浮着一圆木板，圆木板中央插着一根大头针，且在水中部分长为h.若从圆木板四周恰好看不到大头针的顶尖P，则圆木板的面积为多少？图 6【解析】(1)不同介质的折射率不同，所以光由不同的介质射入真空或空气时临界角不同，A 项正确；入射角大于临界角，不一定发生全反射，还要光从光密介质进入光疏介质才能发生全反射，B 项正确；光疏介质、光密介质是相对的，只有一种介质不能说是光疏介精品教案可编辑质还是光密介质，C 项错；光纤通信是光导纤维的主要应用，光导纤维还可应用到内窥镜、潜望镜等，D 项错；光导纤维的工作原理是光的全反射，E项正确(2)当P点光线射到圆木板边缘时恰好发生全反射，即在空气中没有出射光线，则圆木板半径rhtan C，又由全反射公式sin C1n，cosCn21n，即 tan C1n21，则rhn21.面积Sr2h2n21.【答案】(1)ABE(2)h2n21