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，入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射反射折射后恰好和入射光線平行，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的同種單色光相對于圓心O對稱地照射到圓上，兩束光線分別經(jīng)一次折射后相交于圓周上同一點(diǎn)，則圓柱體對單色光的折射率是（）ABCD3線P1P2過均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱，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a光的折射率較大B玻璃對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間較短4一種“光開關(guān)”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個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2，則為“開”，否則為“關(guān)”，已知棱鏡對a的折射率為1.5，下列說法正確的是（）A單色光a在棱鏡中的波長是在真空中波長的1.5倍B若不充入介質(zhì)，則實(shí)現(xiàn)“開”功能C若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光疏介質(zhì)，有可能實(shí)現(xiàn)“開”功能D若充入的介質(zhì)相對棱鏡是

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折射光線與反射光線成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方體形的光學(xué)器材，要求從上表面射入的光線可能從右側(cè)面射出，那么所選的材料的折射率應(yīng)滿足（）A折射率必須等于B無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，一束光線以入射角射到玻璃磚上，出射光線相對于入射光線的側(cè)移距離為x，如圖所示，則x決定于下列哪個表達(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，平行于的單色光在空氣中邊射入玻璃磚，經(jīng)面折射后的光線恰平行于面。則下列說法正確的是（）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面沒有光線射出9如圖所示，一束復(fù)色光經(jīng)三棱鏡后分開成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O點(diǎn)的同心圓。用兩束平行光Q、P射向管道，光束P通過圓心，光束Q進(jìn)入材料的折射光線恰好與圓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，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點(diǎn)射出的單色光，對于這兩束單色光（）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)出射光線與A點(diǎn)入射光線的夾角），CD弧所對的圓心角為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（）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。已知玻璃磚對該光束的折射率n=，真空中光速為c。則光束 （）A在AC邊會發(fā)生全反射B在玻璃磚中的波長為空氣中的倍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真空中一束波長為6×107m的可見光，頻率為_ Hz，已知光在真空中的速度為3×108m/s該光進(jìn)入水中后，其波長與真空中的相比變 _（選填“長”或“短”）。17某材料表面形狀如圖所示，一束光與第1個表面成45°角入射，已知該材料對該光的折射率為。光線在第1個表面的折射角正弦值為_；這束光最遠(yuǎn)能傳播到第_個表面。（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，在入射光線上任取一點(diǎn)A，過A點(diǎn)做法線的垂線，B點(diǎn)是垂線與法線的交點(diǎn)。O點(diǎn)是入射光線與aa界面的交點(diǎn)，C點(diǎn)是出射光線與bb界面的交點(diǎn)，D點(diǎn)為法線與bb界面的交點(diǎn)。則實(shí)驗(yàn)所用玻璃的折射率n_（用圖中線段表示）。19如圖，某同學(xué)在研究色散現(xiàn)象時，對著圓心O從半圓形“空腔”玻璃磚ABC（內(nèi)部為真空，周圍是玻璃）的弧形面上P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，玻璃對射向D的色光的折射率為_；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_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，光線進(jìn)入球體后經(jīng)過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)的傳播時間。21有一空心玻璃球，內(nèi)徑為R，外徑為2R，過其球心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，入射光線與AO直線所成的夾角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)動的總時間（忽略多次反射光）。23光的“逆向反射”又稱再歸反射，它能使光線沿原來的方向反射回去。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)夜間行駛的汽車的車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）該光線在玻璃球里傳播用時多長？參考答案：1C【詳解】根據(jù)題意，畫出光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知則根據(jù)折射率公式有則解得故ABD錯誤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兩入射光線的入射角折射角由折射率知玻璃對b光的折射率較大，A錯誤；B設(shè)玻璃對光的臨界角為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C錯誤；Db光的傳播

13、速度小，且通過的路程長，故b光在玻璃中傳播的時間長，D錯誤。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在棱鏡中的波長為在真空中波長的 ，A錯誤；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2，實(shí)現(xiàn)“關(guān)”功能，B錯誤；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”功能，從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，則一定處于開狀態(tài)， D錯誤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入射角為i，其對應(yīng)的折射角為，從右側(cè)面射出的光線的入射角為，則有要求從上表面射入的光線可能從右側(cè)面射出，必須滿足則有根據(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x0d0時x0n1時x0考查四個選項中能滿足此三種情況的只有C項，ABD錯誤，C正確。故選C。8A【詳解】A如圖由入射光線與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)面折射后的光線射到面時，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，折射光線相對于入射光線偏折的越厲害，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錯誤B正確；Ca光的頻率最大，波長最短，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錯誤；D由光電效應(yīng)方程動能定理聯(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錯誤。故選B。10D【詳解】連線如下圖已知b的半徑是a的兩倍，且根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩光線入射點(diǎn)與O點(diǎn)組成了正三角形，所以Q光線入射角為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對于C，我們應(yīng)首先明白，除了題設(shè)給出的兩個三棱鏡外，二者之間又形成一個物理模型平行玻璃磚（不改變光的方向，只使光線發(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，整體來看，仍是一塊平行玻璃板，ABBA。所以出射光線仍平行，C錯誤；D干涉條紋間距a光的波長較大，則a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，D錯誤；E作出光路圖如圖所示可知光線Pc在P點(diǎn)的折射角與光線e

17、a在a點(diǎn)的入射角相等，據(jù)光路可逆，則過a點(diǎn)的出射光線與過P點(diǎn)的入射光線平行，則E正確。故選ABE。12ADE【詳解】光線在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得：AC弧所對的圓心角為CD弧所對的圓心角為，則AD弧所對的圓心角為，故b色光的偏向角為A正確；B介質(zhì)對a色光的折射率B錯誤；C介質(zhì)對b色光的折射率則a光的頻率大于b光的頻率，C錯誤；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。根據(jù)條紋間距公式波長長的雙縫干涉時條紋間距較大，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b光折射率較大，則b光頻率更高，故A錯誤；BD因?yàn)椴ＡТu上下表面平行，光線在玻璃磚下表面第二次折射時的入射角等于在上表面第一次折射時的折射角，根據(jù)光路可逆性知，第二次折射光線與第一次折射入射光線平行，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°時都能發(fā)生全反射，故AC正確，BD錯誤。故選AC。15AD【詳解】A畫出光路如圖，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，可得反射光線平行于BC，根據(jù)對稱性，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)對稱，故MO=a；在三角形OBN中，BNO=30°，則ON=OB=；由幾何知識NQ=2NA

20、sin 60°=2（BA-BN）sin60°=2sin60°=則光程s=ON+NQ+QM=故C錯誤，D正確。故選AD。16     5×1014     變短【詳解】真空中一束波長為的可見光，頻率為該光進(jìn)入水中后，根據(jù)波長與折射率的關(guān)系可知，其波長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射到第2面時的入射角仍為45°，折射角的正弦值仍為射到第3面時的入射角的正弦值而光線在3面時的臨界角則光線射到面3時恰能發(fā)生全反射，則這束光最遠(yuǎn)能傳播到第3個表面。18【詳解】玻璃的折射率19     紅