高考物理二輪復(fù)習(xí)綜合訓(xùn)練——光的折射（word版含答案）

1、光的折射一、選擇題（共15題）1高速公路上的標(biāo)志牌都使用“回歸反光膜”，這種膜是用球體反射元件制成的。如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著球形的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為1.6，入射的車(chē)燈光線(xiàn)經(jīng)玻璃珠折射反射折射后恰好和入射光線(xiàn)平行，則光進(jìn)入玻璃珠后的折射角的正弦值為（）A0.96B0.8C0.6D0.32真空中有一個(gè)透明圓柱體，其橫截面的半徑為R，如圖所示，現(xiàn)有兩束平行且相距為d=R的同種單色光相對(duì)于圓心O對(duì)稱(chēng)地照射到圓上，兩束光線(xiàn)分別經(jīng)一次折射后相交于圓周上同一點(diǎn)，則圓柱體對(duì)單色光的折射率是（）ABCD3線(xiàn)P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱(chēng)，由空氣射入玻璃球的光路如圖

2、所示。a、b光相比（）A玻璃對(duì)a光的折射率較大B玻璃對(duì)a光的臨界角較大Cb光在玻璃中的傳播速度較大Db光在玻璃中的傳播時(shí)間較短4一種“光開(kāi)關(guān)”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個(gè)完全相同的截面為等腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛框平行，兩斜面平行，略拉開(kāi)一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)功能。單色光a從1的左側(cè)垂直于棱鏡表面射入，若能通過(guò)2，則為“開(kāi)”，否則為“關(guān)”，已知棱鏡對(duì)a的折射率為1.5，下列說(shuō)法正確的是（）A單色光a在棱鏡中的波長(zhǎng)是在真空中波長(zhǎng)的1.5倍B若不充入介質(zhì)，則實(shí)現(xiàn)“開(kāi)”功能C若充入的介質(zhì)相對(duì)棱鏡是光疏介質(zhì)，有可能實(shí)現(xiàn)“開(kāi)”功能D若充入的介質(zhì)相對(duì)棱鏡是

3、光密介質(zhì)，有可能實(shí)現(xiàn)“關(guān)”功能5光在某種玻璃中的傳播速度是m/s，要使光由玻璃射入空氣時(shí)折射光線(xiàn)與反射光線(xiàn)成90°夾角，則入射角應(yīng)是（）A30°B37°C45°D60°6如圖所示，用透明材料做成一長(zhǎng)方體形的光學(xué)器材，要求從上表面射入的光線(xiàn)可能從右側(cè)面射出，那么所選的材料的折射率應(yīng)滿(mǎn)足（）A折射率必須等于B無(wú)論折射率是多大都有可能C折射率可取大于1的任意值D折射率必須小于7平行玻璃磚的厚度為d，折射率為n，一束光線(xiàn)以入射角射到玻璃磚上，出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)的側(cè)移距離為x，如圖所示，則x決定于下列哪個(gè)表達(dá)式()Axd(1)Bxd(1)Cxdsin

4、 (1)Dxdcos (1)8如圖所示，扇形為透明玻璃磚截面示意圖，圓心角，為的角平分線(xiàn)，平行于的單色光在空氣中邊射入玻璃磚，經(jīng)面折射后的光線(xiàn)恰平行于面。則下列說(shuō)法正確的是（）A該玻璃磚的折射率為B經(jīng)面折射后的光線(xiàn)射到面都將發(fā)生全反射C該入射光在空氣中的波速與在玻璃磚中的波速相等D面沒(méi)有光線(xiàn)射出9如圖所示，一束復(fù)色光經(jīng)三棱鏡后分開(kāi)成a、b、c和d四種單色光。用這四種單色光分別照射金屬鉀板，其中c光恰好可從金屬鉀板上打出光電子；也可以用這四種單色光分別作為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的光源。下列說(shuō)法正確的是（）Ad光的頻率最高Bd光在棱鏡中的折射率最小Ca光產(chǎn)生的干涉條紋寬度最大Da光打出的光電子的遏止電壓最小

5、10某透明材料制成的管道的橫截面如圖所示，a、b為過(guò)O點(diǎn)的同心圓。用兩束平行光Q、P射向管道，光束P通過(guò)圓心，光束Q進(jìn)入材料的折射光線(xiàn)恰好與圓a相切，并與光束P交于圓b上的M點(diǎn)。已知b的半徑是a的兩倍，則該材料的折射率為（）A1.25B1.5CD11如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點(diǎn)射入，通過(guò)兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點(diǎn)射出的單色光，對(duì)于這兩束單色光（）A紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大B從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光C從a、b兩點(diǎn)射出的單色光不平行D分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)室裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的

6、干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距E從a、b兩點(diǎn)射出的單色光平行，且平行于BC12在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，之后a、b色光分別從C點(diǎn)、D點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖所示。已知A點(diǎn)的入射角為30°，a色光的偏向角為45°（C點(diǎn)出射光線(xiàn)與A點(diǎn)入射光線(xiàn)的夾角），CD弧所對(duì)的圓心角為3°，則下列結(jié)論正確的是（） Ab色光的偏向角為42°B介質(zhì)對(duì)a色光的折射率C在介質(zhì)中，a光的頻率小于b光的頻率Db色光從介質(zhì)射向空氣的臨界角正弦E若用a、b兩單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，屏上的條紋間距 13一束復(fù)色光從空氣射

7、入上下表面平行的玻璃磚后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示。關(guān)于玻璃磚內(nèi)的a、b兩束光，正確的是（）Aa光的頻率比b光的頻率高Ba光在玻璃磚下表面可能發(fā)生全反射Ca光的傳播速度比b光的傳播速度大Da、b兩束光穿出玻璃磚下表面后的方向平行14光在某種介質(zhì)中的傳播速度是1.5×108 m/s，光從該介質(zhì)射向空氣時(shí)（）A發(fā)生全反射的臨界角是30°B大于或等于30°的所有角都是臨界角C入射角大于或等于30°時(shí)都能發(fā)生全反射D臨界角可能是60°15如圖所示，一橫截面為等腰三角形的玻璃磚，底角為30°，底邊BC長(zhǎng)為2a，AP與BC垂直，O為BP中

8、點(diǎn)。一細(xì)光束平行于AB邊從O點(diǎn)由空氣射入玻璃磚。已知玻璃磚對(duì)該光束的折射率n=，真空中光速為c。則光束 （）A在AC邊會(huì)發(fā)生全反射B在玻璃磚中的波長(zhǎng)為空氣中的倍C在玻璃磚內(nèi)傳播的光程為2aD從玻璃磚BC邊射出的位置與O點(diǎn)的距離為a二、非選擇題16真空中一束波長(zhǎng)為6×107m的可見(jiàn)光，頻率為_(kāi) Hz，已知光在真空中的速度為3×108m/s該光進(jìn)入水中后，其波長(zhǎng)與真空中的相比變 _（選填“長(zhǎng)”或“短”）。17某材料表面形狀如圖所示，一束光與第1個(gè)表面成45°角入射，已知該材料對(duì)該光的折射率為。光線(xiàn)在第1個(gè)表面的折射角正弦值為_(kāi)；這束光最遠(yuǎn)能傳播到第_個(gè)表面。（選填“2

9、” “3”“4” “5”）18某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中作出光路圖如圖所示，在入射光線(xiàn)上任取一點(diǎn)A，過(guò)A點(diǎn)做法線(xiàn)的垂線(xiàn)，B點(diǎn)是垂線(xiàn)與法線(xiàn)的交點(diǎn)。O點(diǎn)是入射光線(xiàn)與aa界面的交點(diǎn)，C點(diǎn)是出射光線(xiàn)與bb界面的交點(diǎn)，D點(diǎn)為法線(xiàn)與bb界面的交點(diǎn)。則實(shí)驗(yàn)所用玻璃的折射率n_（用圖中線(xiàn)段表示）。19如圖，某同學(xué)在研究色散現(xiàn)象時(shí)，對(duì)著圓心O從半圓形“空腔”玻璃磚ABC（內(nèi)部為真空，周?chē)遣ＡВ┑幕⌒蚊嫔螾點(diǎn)射入一束白光，發(fā)現(xiàn)在與AC平行的屏幕上出現(xiàn)了彩色光帶DD。光帶上最靠近D的是_（填“紅”、“綠”或“紫”）光；取走玻璃磚后，該同學(xué)測(cè)得了以下數(shù)據(jù)：PO=10cm，OD=54.6cm，PQ=8cm，DQ=27.3cm，由此

10、可知，玻璃對(duì)射向D的色光的折射率為_(kāi)；已知真空中的光速為3×108m/s，則該色光在玻璃磚中的光速為_(kāi)m/s。20如圖所示，半徑為R的透明半球形玻璃球體靜置在水平桌面上，球心為O，半球體上表面水平且是直徑。有一束單色光從距離水平面高度為的P點(diǎn)水平射入球體，光線(xiàn)進(jìn)入球體后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，光在真空中的傳播速度為c。求：（1）該玻璃半球的折射率；（2）光在該玻璃半球內(nèi)的傳播時(shí)間。21有一空心玻璃球，內(nèi)徑為R，外徑為2R，過(guò)其球心O點(diǎn)的某截面如圖所示，一束單色光從A點(diǎn)射人玻璃球，入射光線(xiàn)與AO直線(xiàn)所成的夾角i=45°，經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切，已知光在真空中的傳播速度為c，求該單色光在玻

11、璃球中傳播速度的大小。22某光學(xué)元件由兩種不同材質(zhì)的透明材料和構(gòu)成，其橫截面如圖所示。O點(diǎn)為半球體的球心，在該點(diǎn)正上方處的P點(diǎn)有一點(diǎn)光源，能夠朝各個(gè)方向發(fā)射某單色光。已知透明材料上表面水平，半球體透明材料的半徑為R，折射率，透明材料的折射率，真空中的光速為c。（1）求半球體外表面發(fā)光區(qū)域在水平面內(nèi)的投影面積（忽略各界面上的反射光）；（2）求沿PO方向射出的光在透明材料和內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間（忽略多次反射光）。23光的“逆向反射”又稱(chēng)再歸反射，它能使光線(xiàn)沿原來(lái)的方向反射回去。該現(xiàn)象在交通上有很廣泛的應(yīng)用，在山區(qū)盤(pán)山公路的路面上一般都等間距地鑲嵌一些玻璃球，當(dāng)夜間行駛的汽車(chē)的車(chē)燈照上后顯得非常醒目，以提

12、醒司機(jī)注意。若小玻璃球的半徑為R，折射率為，如圖所示，今有一束平行光沿直徑AB方向照在小玻璃球上，求：（1）能實(shí)現(xiàn)“逆向反射”的入射光離直徑AB多遠(yuǎn)？（2）該光線(xiàn)在玻璃球里傳播用時(shí)多長(zhǎng)？參考答案：1C【詳解】根據(jù)題意，畫(huà)出光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知?jiǎng)t根據(jù)折射率公式有則解得故ABD錯(cuò)誤C正確。故選C。2B【詳解】光路圖如圖由幾何關(guān)系故又因?yàn)楣仕哉凵渎蕿楣蔬xB。3B【詳解】A由圖可知a、b兩入射光線(xiàn)的入射角折射角由折射率知玻璃對(duì)b光的折射率較大，A錯(cuò)誤；B設(shè)玻璃對(duì)光的臨界角為Ca光的臨界角較大，B正確；C光在介質(zhì)中的傳播速度則a光的傳播速度較大，b光的傳播速度較小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Db光的傳播

13、速度小，且通過(guò)的路程長(zhǎng)，故b光在玻璃中傳播的時(shí)間長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。故選B。4C【詳解】A根據(jù)公式可知單色光a在棱鏡中的傳播速度為真空中的 頻率不變，單色光a在棱鏡中的波長(zhǎng)為在真空中波長(zhǎng)的 ，A錯(cuò)誤；B單色光a從1的左側(cè)垂直于棱鏡表面射入，入射角為45° ，根據(jù)全反射的條件，臨界角為可知入射角大于臨界角，不充入介質(zhì)，即發(fā)生全反射，光不可以通過(guò)2，實(shí)現(xiàn)“關(guān)”功能，B錯(cuò)誤；CD由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，可能不發(fā)生全反射，進(jìn)入2，可能實(shí)現(xiàn)“開(kāi)”功能，從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射，則一定處于開(kāi)狀態(tài)， D錯(cuò)誤C正確。故選C。5A【詳解】依題意做出光路圖，如圖所示折射率為設(shè)入射角為，則有解得故選

14、A。6D【詳解】設(shè)從上表面射入的光線(xiàn)入射角為i，其對(duì)應(yīng)的折射角為，從右側(cè)面射出的光線(xiàn)的入射角為，則有要求從上表面射入的光線(xiàn)可能從右側(cè)面射出，必須滿(mǎn)足則有根據(jù)得得則有解得i的最大值為90°，則有故選D。7C【詳解】由于x隨厚度d、入射角、折射率n的減小而減小，因此若將d、n推向極端，即當(dāng)0時(shí)x0d0時(shí)x0n1時(shí)x0考查四個(gè)選項(xiàng)中能滿(mǎn)足此三種情況的只有C項(xiàng)，ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。8A【詳解】A如圖由入射光線(xiàn)與OM平行可知入射角折射角與OB平行可知，折射角因此該玻璃磚的折射率A正確；BD經(jīng)面折射后的光線(xiàn)射到面時(shí)，不同位置的入射角不同，越靠近點(diǎn)B處的入射角越小，當(dāng)接近B點(diǎn)處，入射角接近

15、0o，一定能從面上射出，BD錯(cuò)誤；C根據(jù)可知該入射光在空氣中傳播速度大于在玻璃磚中的波速，C錯(cuò)誤。故選A。9B【詳解】AB光的頻率越大，在棱鏡中的折射率越大，折射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)偏折的越厲害，所以a光的頻率最高，d光的頻率最低，d光在棱鏡中的折射率最小，A錯(cuò)誤B正確；Ca光的頻率最大，波長(zhǎng)最短，由雙縫干涉條紋間距公式可知a光產(chǎn)生的干涉條紋寬度最小，C錯(cuò)誤；D由光電效應(yīng)方程動(dòng)能定理聯(lián)立可得a光的頻率最高，a光打出的光電子的遏止電壓最大，D錯(cuò)誤。故選B。10D【詳解】連線(xiàn)如下圖已知b的半徑是a的兩倍，且根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩光線(xiàn)入射點(diǎn)與O點(diǎn)組成了正三角形，所以Q光線(xiàn)入射角為60°，折射角

16、為30°，折射率為故選D。11ABE【詳解】A由玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率較大，根據(jù)可知紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大，A正確；B玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率較大，則偏折程度較大，可知從a點(diǎn)射出的為紅光，從b點(diǎn)射出的為藍(lán)光，B正確；C對(duì)于C，我們應(yīng)首先明白，除了題設(shè)給出的兩個(gè)三棱鏡外，二者之間又形成一個(gè)物理模型平行玻璃磚（不改變光的方向，只使光線(xiàn)發(fā)生側(cè)移）。中間平行部分只是使光發(fā)生了側(cè)移。略去側(cè)移因素，整體來(lái)看，仍是一塊平行玻璃板，ABBA。所以出射光線(xiàn)仍平行，C錯(cuò)誤；D干涉條紋間距a光的波長(zhǎng)較大，則a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，D錯(cuò)誤；E作出光路圖如圖所示可知光線(xiàn)Pc在P點(diǎn)的折射角與光線(xiàn)e

17、a在a點(diǎn)的入射角相等，據(jù)光路可逆，則過(guò)a點(diǎn)的出射光線(xiàn)與過(guò)P點(diǎn)的入射光線(xiàn)平行，則E正確。故選ABE。12ADE【詳解】光線(xiàn)在A點(diǎn)的入射角為，折射角分別為A由a色光的偏向角為，而偏向角得由幾何知識(shí)得：AC弧所對(duì)的圓心角為CD弧所對(duì)的圓心角為，則AD弧所對(duì)的圓心角為，故b色光的偏向角為A正確；B介質(zhì)對(duì)a色光的折射率B錯(cuò)誤；C介質(zhì)對(duì)b色光的折射率則a光的頻率大于b光的頻率，C錯(cuò)誤；Db色光從介質(zhì)射向空氣的臨界角正弦D正確；E由上得知，a光的偏向角大于b光的偏向角，a光的折射率大于b光的折射率，a、b兩單色光在透明介質(zhì)中的波長(zhǎng)。根據(jù)條紋間距公式波長(zhǎng)長(zhǎng)的雙縫干涉時(shí)條紋間距較大，故E正確。故選ADE。13C

18、D【詳解】A. 光從空氣進(jìn)入介質(zhì)，兩束光入射角相等，b光折射角更小，根據(jù)折射率可知玻璃對(duì)b光折射率較大，則b光頻率更高，故A錯(cuò)誤；BD因?yàn)椴ＡТu上下表面平行，光線(xiàn)在玻璃磚下表面第二次折射時(shí)的入射角等于在上表面第一次折射時(shí)的折射角，根據(jù)光路可逆性知，第二次折射光線(xiàn)與第一次折射入射光線(xiàn)平行，所以從玻磚下表面射出的兩束光仍然平行，兩束光在玻璃磚下表面均不能發(fā)生全反射故B錯(cuò)誤D正確；C根據(jù)公式可知，折射率越大傳播速度越小，故a光的傳播速度比b光的傳播速度大，故C正確。故選CD。14AC【詳解】由題意可得介質(zhì)的折射率為光從該介質(zhì)射向空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角的正弦值為解得C=30°即入射角大于或

19、等于30°時(shí)都能發(fā)生全反射，故AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。15AD【詳解】A畫(huà)出光路如圖，由折射定律有n=解得2=30°由幾何關(guān)系可得3=60°設(shè)光在玻璃磚內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角為C1sin C1=<得C1<60°故能發(fā)生全發(fā)射。由反射定律，可知4=3，根據(jù)幾何知識(shí)，可得反射光線(xiàn)平行于BC，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，可知光束在AC邊發(fā)生全反射，故A正確；B折射率n=0ff=得=故B錯(cuò)誤；CD光束在AC邊發(fā)生全發(fā)射，在BC邊上的M點(diǎn)出射，且M點(diǎn)與O點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，故MO=a；在三角形OBN中，BNO=30°，則ON=OB=；由幾何知識(shí)NQ=2NA

20、sin 60°=2（BA-BN）sin60°=2sin60°=則光程s=ON+NQ+QM=故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。16     5×1014     變短【詳解】真空中一束波長(zhǎng)為的可見(jiàn)光，頻率為該光進(jìn)入水中后，根據(jù)波長(zhǎng)與折射率的關(guān)系可知，其波長(zhǎng)與真空中的相比變短。17          3【詳解】根據(jù)折射定律可知解得光線(xiàn)射到第2面時(shí)的入射角仍為45°，折射角的正弦值仍為射到第3面時(shí)的入射角的正弦值而光線(xiàn)在3面時(shí)的臨界角則光線(xiàn)射到面3時(shí)恰能發(fā)生全反射，則這束光最遠(yuǎn)能傳播到第3個(gè)表面。18【詳解】玻璃的折射率19     紅