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方形玻璃磚上表面的同一位置，在玻璃磚下表面將分開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，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，則下列說法正確的是（ ） 3R?t A. a光在玻璃中穿越的時間為 cB

2、. 用同一裝置分別進行雙縫干涉實驗時，b光的亮條紋間距必a光大些 C. a、b光從真空進入玻璃球，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b光的波長小于a在真空中，B. C. 玻璃磚對a光的折射率小于對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光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，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，老師問道：c在水下的像最深，三種不同顏色的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(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，下列說法正確的是（ ） 2的波長1A. 單色光的波長小于單色光 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 通過玻璃板所需的時間2單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光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)對某單色光的臨界角為 ，則（1A該介質(zhì)對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)中的波長是在真空中波長的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從空氣斜射到長方體型玻璃磚上表面的同一點進入玻璃中進行傳播，對于進入玻璃的紅光和紫光，下列說法中正確的是（ ） 紫光的折射角比紅光的折射角大 A 玻璃對紫光的折射率較大，紫光可能不會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，它能把來自后面的光9、 2）組n>反射回去。某種自行車尾燈可簡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 ）點射出，則出射光線是（ 從過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光譜簡易裝置，一加滿清水的碗放在有陽光的地方，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、的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中，已畫好玻璃磚界面測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，而實驗中其他操作均正確， )( C B 偏大A 偏小 不變 D無法確定 二、填空題 1、在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光射入球形水珠經(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側(cè)面AB垂直入射時，從另一個側(cè)面3、一個三棱鏡的頂角為300，如圖所示，據(jù)此可知，30AC射出，測得出射光線的方向相對于入射光線向棱鏡底面偏折該三棱鏡的折射率為_，光在該棱鏡中的傳播速度為_。 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端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出。 該玻璃棒的折射率為_。 若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時 _（填“能”“不能”或“無法確定能否”）發(fā)生全反射。 5、如圖所示，一束激光從O點

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 點射出。已知入射角為，A與相距l(xiāng) 6、某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點為圓心， 連線延長O'、O點，交A于OA長為半徑畫圓，分別交線段10.00cm交的垂線點作法線NN'CDAB交NN'于B點，過C線于C點。過A點作法線NN'的垂線 于D點，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?，F(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，折射入球體后再從豎束位于過球心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a、b兩束單色光互相平行，CD錯；a光的頻率小于b光的頻率，則玻璃對a光的折射率比b光的小，根據(jù)折射定律可知，b光通過玻璃磚時側(cè)移較大，A正確，B錯。 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，波長短，由b光的干涉條紋間距小些，B錯；光的頻率由則b d光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，則a、b光從真空進入玻璃球，其頻率不變，C錯；由于光線射到玻璃球內(nèi)表面時，入射角等于光線進入玻璃球時的入射角，根據(jù)光路可逆知，不可能發(fā)生全反射，D錯。 故選A。 3、【答案】ABD 【解析】由圖可知：玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，故C錯誤；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光的波長小于b光的波長，故B正確；若改變光束的入射方向使角逐漸變大，因為a 、a分別用光的波長，b光的波長小于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光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a E錯誤。故 【考點】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，對水的折射率最小， n頻率最小，在水中的傳播速度最大，波長最大，錯對；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，錯對，故正確選項為C。 6、【答案】AD 【解析】由折射光路知，1光線的折射率大，頻率大，波長小，在介質(zhì)中的傳播速度小，產(chǎn)sinidl?n?錯。AD，傳播對，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，所以光的傳播時間為1 rsin2cnvsinrcosrc經(jīng)歷的時間長，C錯誤。 7、【答案】ABC 1?n可知選項【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B速度也是正確的。光在介質(zhì)中的波長 nvc11c1?sin?=?，因此選項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，頻率不變，光色不變，因此選項D是錯誤的。 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錯誤；錯誤；任何單色光通過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錯誤，DB 9、【答案】界面時，入射角等界面射入時，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 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)過玻璃磚的光路如圖中實線所示，由于所作的玻璃磚分界線不是實際的分界線， 如圖中虛線所示，由幾何知識可知，測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，白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無風(fēng)時，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)太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的速度發(fā)生了改變，經(jīng)過光的折射，便將遠(yuǎn)處的綠洲呈現(xiàn)在人們眼前了。在海面或江面上，有時也會出現(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