鞏固練習(xí) 光的折射全反射色散基礎(chǔ)

1、【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1、（2016 北京海淀二模）平行的a、b兩種單色光的光束以相同的入射角從空氣斜射向某種長(zhǎng)方形玻璃磚上表面的同一位置，在玻璃磚下表面將分開(kāi)為不同的單色光光束。若a光的頻率小于b光的頻率，則以下光路圖中正確的是（ ） 2、（2016 四川模擬）如圖所示，真空中有一個(gè)半徑為R，質(zhì)量均勻分布的玻璃球，由a、b兩種單色光組成的復(fù)合光束射入該玻璃球，當(dāng)入射角等于60°時(shí)，其折射光和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球后的出射光束相對(duì)復(fù)合光束的偏轉(zhuǎn)角也為60°，c為真空中的光速，則下列說(shuō)法正確的是（ ） 3R?t A. a光在玻璃中穿越的時(shí)間為 cB

2、. 用同一裝置分別進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光的亮條紋間距必a光大些 C. a、b光從真空進(jìn)入玻璃球，其頻率將變小 D. 適當(dāng)增大入射角，a、b光束都可能發(fā)生全反射 3、(2015 新課標(biāo)卷) 如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上 的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則（ ） A. 在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 光的波長(zhǎng)b光的波長(zhǎng)小于a在真空中，B. C. 玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D. 若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E. 分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 4、如

3、圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角ABC，A為直角。此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為（ ） 6 2A. B. 23 3 D. C. 2、b“假如水中相同深度處有a5、在一次討論中，老師問(wèn)道：c在水下的像最深，三種不同顏色的單色點(diǎn)光源，有人在水面上方同等條件下觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，cb有同學(xué)”照亮水面的面積比a的大。關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學(xué)們能做出什么判斷？ 回答如下： 光的傳播速度最小 a c光的頻率最大 光的短光的波長(zhǎng)比b a 光的折射率最大 b ） 根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是（ D. B. C. A. 以

4、相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖2、頻率不同的兩束單色光1和6 所示，下列說(shuō)法正確的是（ ） 2的波長(zhǎng)1A. 單色光的波長(zhǎng)小于單色光 2 的傳播速度B. 在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光 通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間2單色光1通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間小于單色光C. 從玻璃到空氣的全反射臨界角1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2D. 單色光 ? ）7、已知某種介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為 ，則（1A該介質(zhì)對(duì)此單色光的折射率等于 。 ?sin?sinc 。此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于B是真空中的光速）（c?sin 倍。此單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)是在真空中波長(zhǎng)的C1倍。 D此單色光在該介質(zhì)

5、中的頻率是在真空中頻率的 ?sin 8、如圖，紅光和紫光以相同的入射角i從空氣斜射到長(zhǎng)方體型玻璃磚上表面的同一點(diǎn)進(jìn)入玻璃中進(jìn)行傳播，對(duì)于進(jìn)入玻璃的紅光和紫光，下列說(shuō)法中正確的是（ ） 紫光的折射角比紅光的折射角大 A 玻璃對(duì)紫光的折射率較大，紫光可能不會(huì)從玻璃磚下表面射出B 紫光和紅光將從玻璃磚下表面的同一點(diǎn)射出 C 紫光和紅光從玻璃磚下表面射出后一定平行 D照 自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的安全指示燈，它能把來(lái)自后面的光9、 2）組n>反射回去。某種自行車尾燈可簡(jiǎn)化為由許多整齊排列的等腰直角棱鏡（折射率邊射入棱鏡，先后經(jīng)ABO點(diǎn)垂直成，棱鏡的橫截面如圖所示。一平行于橫截

6、面的光線從 ）點(diǎn)射出，則出射光線是（ 從過(guò)AC邊和CB邊反射后，AB邊的O 邊的光線A平行于AC 平行于入射光線的光線 B 平行于CCB邊的光線 邊的光線D平行于AB 10、如圖所示是一觀察太陽(yáng)光譜簡(jiǎn)易裝置，一加滿清水的碗放在有陽(yáng)光的地方，將平面鏡 M斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使太陽(yáng)光經(jīng)水面折射再經(jīng)水中平面鏡反射，最后由水面 折射回空氣射到室內(nèi)白墻上，即可觀察到太陽(yáng)光譜的七色光帶。逐漸增大平面鏡的傾斜角度， ）各色光將陸續(xù)消失，則此七色光帶從上到下的排列順序以及最先消失的光分別是（ 紅光紫光，紫光 A 紅光，紅光B紫光 紫光，紅光 C紅光 紅光，紫光D紫光 ，不慎將和bbaa11、用兩面平行

7、的玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫(huà)好玻璃磚界面測(cè)得的折射率將玻璃磚向上平移了一些，放在圖所示的位置上，而實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確， )( C B 偏大A 偏小 不變 D無(wú)法確定 二、填空題 1、在陽(yáng)光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽(yáng)光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的_上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中_不同。 2、光導(dǎo)纖維是一種比頭發(fā)還細(xì)的玻璃絲，這種玻璃絲分為內(nèi)外兩層（芯線和包層），芯線的折射率比包層的折射率_。海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時(shí)發(fā)生全反射而產(chǎn)生的，原因是海面上的下層空氣的折射率比上層_；在沙漠中也會(huì)看到

8、“海市蜃樓”現(xiàn)象，原因是接近沙面的空氣層比上層空氣的折射率_。 0，當(dāng)一條光線從它的一個(gè)側(cè)面AB垂直入射時(shí)，從另一個(gè)側(cè)面3、一個(gè)三棱鏡的頂角為300，如圖所示，據(jù)此可知，30AC射出，測(cè)得出射光線的方向相對(duì)于入射光線向棱鏡底面偏折該三棱鏡的折射率為_(kāi)，光在該棱鏡中的傳播速度為_(kāi)。 4、如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直P(pán)Q端面射出。 該玻璃棒的折射率為_(kāi)。 若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí) _（填“能”“不能”或“無(wú)法確定能否”）發(fā)生全反射。 5、如圖所示，一束激光從O點(diǎn)

9、由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上面的A_。 為，介質(zhì)的折射率為n，介質(zhì)的厚度dO i 點(diǎn)射出。已知入射角為，A與相距l(xiāng) 6、某同學(xué)由于沒(méi)有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心， 連線延長(zhǎng)O'、O點(diǎn)，交A于OA長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別交線段10.00cm交的垂線點(diǎn)作法線NN'CDAB交NN'于B點(diǎn)，過(guò)C線于C點(diǎn)。過(guò)A點(diǎn)作法線NN'的垂線 于D點(diǎn)，于NN' ，CD=4.00cm。由此可如圖所示，用刻度尺量得OB=8.00cm 得出玻璃的折射率n=_。 三、計(jì)算題、一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖為過(guò)軸線的截面圖，調(diào)整入射14?

10、sin ，求，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射率為的值。角 3 A ，在左岸邊一標(biāo)桿上裝有一L=15m，水面離岸邊的高度為0.5m、如圖所示，游泳池寬度2 點(diǎn)為人眼的位置，人眼距地面離1.5m，燈距地面高燈，A0.5m，在右岸邊站立著一個(gè)人，E B燈經(jīng)折射后所成的像重合，已知若此人發(fā)現(xiàn)A燈經(jīng)水反射所成的像與左岸水面下某處的 燈在圖中未畫(huà)出），則1.3B燈在水面下多深處？（B水的折射率為 3的透明材料制成。現(xiàn)有一球體放置在水平面上，球體由折射率為R3、一半徑為的1/4的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q束位于過(guò)球心O?2R/3。求出射角直表面射出，如

11、圖所示。已知入射光線與桌面的距離為 【答案與解析】 一、選擇題 1、【答案】A 【解析】光線通過(guò)玻璃磚發(fā)生了兩次折射，在玻璃磚下表面的入射角等于上表面的折射角，根據(jù)光路可逆原理可知，在玻璃磚下表面的折射角等于上表面的入射角，由幾何關(guān)系可知，出射光線與入射光線平行，所以出射時(shí)a、b兩束單色光互相平行，CD錯(cuò)；a光的頻率小于b光的頻率，則玻璃對(duì)a光的折射率比b光的小，根據(jù)折射定律可知，b光通過(guò)玻璃磚時(shí)側(cè)移較大，A正確，B錯(cuò)。 故選A。 2、【答案】A 【解析】a光入射角為i=60°，折射角為r=30°，則玻璃球?qū)光的折射率sinisin60?c ?3v?n?由幾何關(guān)系得光在玻

12、璃球中傳。光在玻璃球中的傳播速度， n?sinsinr30R3s R3Rcos30?s?2?tt?正確；播的距離，a光在玻璃中穿越的時(shí)間A，聯(lián)立得 cv根據(jù)光路圖讀出b光偏折程度大于a光的偏折程度，可知b光的折射率大于a光的折射率，L?x，則光的頻率高，波長(zhǎng)短，由b光的干涉條紋間距小些，B錯(cuò)；光的頻率由則b d光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，則a、b光從真空進(jìn)入玻璃球，其頻率不變，C錯(cuò)；由于光線射到玻璃球內(nèi)表面時(shí)，入射角等于光線進(jìn)入玻璃球時(shí)的入射角，根據(jù)光路可逆知，不可能發(fā)生全反射，D錯(cuò)。 故選A。 3、【答案】ABD 【解析】由圖可知：玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，故C錯(cuò)誤；在玻璃中，a光的

13、傳播速度小于b光的傳播速度，故A正確；a光的頻率大于b光的頻率,在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，故B正確；若改變光束的入射方向使角逐漸變大，因?yàn)閍 、a分別用光的波長(zhǎng)，b光的波長(zhǎng)小于a正確；D故首先消失，a則折射光線光的折射率大，光的干涉條紋間距，光的干涉條紋間距小于bb光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a E錯(cuò)誤。故 【考點(diǎn)】光的折射；光的干涉A 、【答案】4則第一次AB邊，光線沿平行于BC邊的方向射到【解析】三棱鏡的截面為等腰直角ABC1?sinC ，折射時(shí)的入射角等于45°，射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射，則有 n1 21?ncosC? nsin45sin45?n?由折

14、射定律可得： ， CC)cossin(90? 6?n。故選A。 聯(lián)立解得折射率2C 5、【答案】h?h，折射率越大視深越小，b【解析】根據(jù)視深在水下的像最深，對(duì)水的折射率最小， n頻率最小，在水中的傳播速度最大，波長(zhǎng)最大，錯(cuò)對(duì)；分析全反射：設(shè)照亮水面的半徑R1sinCC?tan，hc的臨，水的深度為，為R，c照亮水面的面積比a的大，說(shuō)明 hn 界角大于a的，c的折射率小于a的，則a的折射率、頻率最大，在水中的傳播速度最小，錯(cuò)對(duì)，故正確選項(xiàng)為C。 6、【答案】AD 【解析】由折射光路知，1光線的折射率大，頻率大，波長(zhǎng)小，在介質(zhì)中的傳播速度小，產(chǎn)sinidl?n?錯(cuò)。AD，傳播對(duì)，在玻璃種傳播的距

15、離為B生全反射的臨界角小， rsinrcosildsini2dsinc?v?t所速度為光線的折射角小，所以光的傳播時(shí)間為1 rsin2cnvsinrcosrc經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)，C錯(cuò)誤。 7、【答案】ABC 1?n可知選項(xiàng)【解析】根據(jù)全反射臨界角的定義應(yīng)有A是正確的。光在介質(zhì)中的傳播 ?sinc?sin?cv?，因此選項(xiàng)B速度也是正確的。光在介質(zhì)中的波長(zhǎng) nvc11c1?sin?=?，因此選項(xiàng)C也是正確的。 真空真空nfffnn某一單色光在任何介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，光色不變，因此選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。 故選ABC。 D 、【答案】8則紫光的折射角比紅光的折射角小，入射角相同，【解析】紫光的折射率比紅光的

16、折射率大，所以都不能發(fā)生全由于在玻璃磚上表面的折射角與在玻璃磚下表面的入射角相等，A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；任何單色光通過(guò)玻璃磚后都平行于入射光射出，但發(fā)生了側(cè)移，而且紫光的B反射， 。正確。故選D側(cè)移大，C錯(cuò)誤，DB 9、【答案】界面時(shí)，入射角等界面射入時(shí)，與界面垂直，傳播方向不變，射到AC【解析】光線在AB1?Csin界面發(fā)，光在AC于45°，由臨界角的計(jì)算公式：C45°，可知玻璃的臨界角為 n B正確。生全反射，同理可知光在CB界面也發(fā)生全反射，作出光路圖可知，選項(xiàng) A、【答案】10 【解析】根據(jù)偏折程度大的是紫光，偏折程度小的是紅光，可知從上到下的排列順序是： 。紫光；紫光臨界

17、角小，最容易發(fā)生全發(fā)射，所以最先消失的是紫光。故選A紅光C 、【答案】11【解析】經(jīng)過(guò)玻璃磚的光路如圖中實(shí)線所示，由于所作的玻璃磚分界線不是實(shí)際的分界線， 如圖中虛線所示，由幾何知識(shí)可知，測(cè)出的折射角與正確值相同。 二、填空題 【答案】界面；的傳播速度1、2、【答案】大、大、小 【解析】在夏季，白晝海水溫度比較低，特別是有冷水流經(jīng)過(guò)的海面，水溫更低，下層空氣受水溫更低，下層空氣受水溫影響，比上層空氣更冷，所以出現(xiàn)下冷上暖的反?，F(xiàn)象（正常情況是下暖上涼，平均每升高100米，氣溫降低0.6 左右）。下層空氣本來(lái)就因氣壓較高，密度較大，現(xiàn)在再加上氣溫又較上層更低，密度就顯得特別大，因此空氣層下密上疏

18、的差別異常顯著。 發(fā)生在沙漠里的“海市蜃樓”，就是太陽(yáng)光遇到了不同密度的空氣而出現(xiàn)的折射現(xiàn)象。沙漠里，白天沙石受太陽(yáng)炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無(wú)風(fēng)時(shí)，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當(dāng)太陽(yáng)光從密度高的空氣層進(jìn)入密度低的空氣層時(shí)，光的速度發(fā)生了改變，經(jīng)過(guò)光的折射，便將遠(yuǎn)處的綠洲呈現(xiàn)在人們眼前了。在海面或江面上，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種“海市蜃樓”的現(xiàn)象。 833?10m/s。， 、【答案】300 ，60，在空氣中的折射角為30面的法線，可知在介質(zhì)中的入射角為AC【解析】作出60sin ?3n， 根據(jù)折射率公式 sin30 810?c3.0 8m/sv?3?10?光在該棱鏡中的傳播速度為。 n3 2 能。 4、【答案】1 2?,sinC?n ，C=45°?！窘馕觥咳鐖D，臨界角 2 入射角大于臨界角，能發(fā)生全反射。 、【答案】略。5isin2l n?sinr；幾何關(guān)系 【解析】設(shè)折射角為r，折射定律 rsin222)(ld? 22i?sinnld? 解得介質(zhì)的厚度為：。i2sin 1.50 6、【答案】 ，COD=CD/OCAOB=AB/OA，sinr=sin【解析】由圖