2012屆高三物理一輪復習 光的折射 全反射 色散測試 大綱人教版

2012版高三物理一輪復習 光的折射 全反射 色散1.一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個表面上,經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個表面射出,出射光線相對于入射光線側(cè)移了一段距離.在下列情況下,出射光線側(cè)移距離最大的是( )A.紅光以30的入射角入射B.紅光以45的入射角入射C.紫光以30的入射角入射D.紫光以45的入射角入射解析:側(cè)移距離是指出射光線與原入射方向的垂直距離.同一種光線相比折射率相等,入射角越大側(cè)移距離越大,即B項側(cè)移距離大于A項.D項側(cè)移距離大于C項.又在入射角相同時,折射率越大,側(cè)移距離越大,所以紫光在45的入射角入射時,側(cè)移距離最大,即D項正確.答案:D2.如圖,一束單色光射入一玻璃球體,入射角為60,已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后,再次折射回到空氣中時與入射光線平行.此玻璃的折射率為( )解析:繪出光在玻璃體內(nèi)的光路圖,由幾何關(guān)系可知,第一次折射時,折射角為30,則n=,C正確.答案:C3.右圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖,圖中EFGH將半徑OM分成5等份,虛線EE1FF1GG1HH1平行于半徑O N,O N邊可吸收到達其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線( )A.不能從圓弧射出 B.只能從圓弧射出C.能從圓弧射出 D.能從圓弧射出解析:由折射率n=知該棱鏡的全反射臨界角為C=37(sinC=),剛好從G點入射的光線垂直進入棱鏡后,在G1點恰全反射,則圓弧上所有入射光線均發(fā)生全反射,不會從中射出,只有圓弧上入射的光線折射后射出棱鏡.所以只有B正確,ACD錯誤.答案:B4.一束由紅藍兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角射入,穿過玻璃磚自下表面射出.已知該玻璃對紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍光穿過玻璃磚所用的時間分別為t1和t2,則在從0逐漸增大至90的過程中( )A.t1始終大于t2 B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2解析:假設(shè)玻璃磚的厚度為d,光線在玻璃磚中的折射角為,由折射定律可得sin=光線在玻璃磚中的傳播速度v=,光在玻璃磚中的傳播距離L=,可知光穿過玻璃磚所用的時間t=,因為紅光的折射率小于藍光的折射率,所以紅光的折射角大于藍光的折射角.由題意知n紅=1.5,可知紅光的折射角45,所以兩種光線在從0逐漸增大到90的過程中,折射角的兩倍都小于90,因此sin 2也會增大,且折射角是紅光的大于藍光的.所以整個過程中紅光所用的時間始終小于藍光所用時間,故選B.答案:B5.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后,其光路如圖所示.下列說法正確的是( )A.單色光1的波長小于單色光2的波長B.在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C.單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間D.單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角解析:本題考查光的折射和全反射.由題意可知,玻璃板對單色光1的折射率較大,故單色光1的頻率較大,波長較小,選項A正確;根據(jù)v=,可知單色光2在玻璃中的傳播速度較大,選項B錯誤;設(shè)玻璃板的厚度為d,光在玻璃板上表面的入射角為,發(fā)生折射后的折射角為,則光通過玻璃板的時間為t=,由于兩種單色光的入射角相同,12,則21n2,則C1C時能發(fā)生全反射,因此只有橙紅光不能全反射,這兩種光在AC面上同時發(fā)生折射和反射,A對B錯,其余四種光線經(jīng)AC面反射后射到BC面而折射,橙紅光雖折射但同時也有反射光射到BC面,因各色光折射率不同形成六色彩色光帶,C對D錯.答案:AC7.(河北保定)如圖所示,激光器固定在轉(zhuǎn)臺上發(fā)出一束細光,轉(zhuǎn)臺在某液體中勻速轉(zhuǎn)動,使激光束在豎直平面內(nèi)掃描,掃描一周的時間為T=32 s.激光束轉(zhuǎn)動方向如圖中箭頭所示,該液體的折射率為.一個周期T內(nèi)在液面上方能觀察到激光束的時間是( )A.4 s B.8 s C.16 s D.32 s解析:光從水射向空氣可能發(fā)生全反射,sinC=,知全反射的臨界角C=45,入射角小于45的光線能射出水面,由對稱性知,能射出水面的入射光的最小夾角=90,故時間t=T=8 s,B正確.答案:B8.“井底之蛙”這個成語常被用來諷刺沒有見識的人,現(xiàn)有井口大小和深度相同的兩口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),兩井底都各有一只青蛙,則( )A.枯井中青蛙覺得天比較小,水井中青蛙看到井外的范圍比較大B.枯井中青蛙覺得天比較大,水井中青蛙看到井外的范圍比較小C.枯井中青蛙覺得天比較大,水井中青蛙看到井外的范圍比較大D.兩只青蛙覺得井口一樣大,水井中青蛙看到井外的范圍比較大解析:如圖所示,12,故枯井中青蛙覺得天大.答案:C9.如圖所示,光源S發(fā)出的光經(jīng)狹縫A沿半徑射至折射率的半圓柱形玻璃磚的圓心O處后,有兩條光線OB,OC射回空氣中,玻璃磚繞O軸旋轉(zhuǎn),BOC的最大值是_,最小值是_.當入射光AO與出射光OC的夾角為_時,另一出射光OB恰好消失.解析:當入射光AO與O點處法線重合時,BOC有最大值,且最大值為.因玻璃的折射率n=即臨界角C=所以當AO在O點的入射角恰等于時,剛好發(fā)生全反射,此時BOC最小為,且此時即為OB剛好消失的位置,這時AO與OC的夾角為答案: 10.(山東濟寧三模)有一腰長是16 cm的等腰直角三棱鏡,為了測定它的折射率,先把三棱鏡的一個端面放在鋪好白紙的桌面上,用鉛筆畫出它的輪廓線AOB,如圖所示,從OB上的C點觀察A棱,發(fā)現(xiàn)A棱的位置在OA的D處,測得OC=12 cm,OD=9 cm,求:(1)此三棱鏡的折射率;(2)光在三棱鏡中傳播的速度.解析:(1)作出光路圖如右圖所示.得sini=sinr=折射率n=(2)光在三棱鏡中傳播的速度v=2.25108 m/s.答案:(1) (2)2.25108 m/s11.如圖所示,一個半徑為r的圓木板靜止在水面上,在圓木板圓心O的正下方H=r處有一點光源S,已知水的折射率n=.(1)求沿圓木板邊緣出射的折射光線的折射角.(2)若要在水面上方觀察不到點光源S所發(fā)出的光,則應(yīng)將點光源S至少豎直向上移多大的距離?(結(jié)果可用根式表示)解析:(1)設(shè)入射角為1,折射角為2,則tan1即1=30聯(lián)立式得2=45.(2)若在水面上方觀察不到點光源所發(fā)出的光,則入射到圓木板邊緣的光線將發(fā)生全反射,設(shè)臨界角為C,點光源S離圓心的距離為h,則由sinC得C=45由幾何關(guān)系tanC=得h=r則點光源S至少上移h=(-1)r.答案:(1)45 (2)( -1)r12.如圖所示,玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADEABEBCD三個直角三棱鏡組成.一束頻率為5.31014Hz的單色細光束從AD面入射,在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示,ab與AD面的夾角=60.已知光在真空中的速度c=3108 m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:(1)這束入射光線的入射角多大?(2)該束光線第一次從CD面出射時的折射角.(結(jié)果可用三角函數(shù)表示)解析:(1)設(shè)光在AD面的入射角折射角分別為ir,r=30,根據(jù)n=得sini=nsinr=1.5sin30=0.75,i=arcsin0.75