最新高中物理總復習之鞏固練習-光的折射、全反射、色散(基礎)

PAGE【穩(wěn)固練習】一、選擇題1、〔2023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外表的同一位置，在玻璃磚下外表將分開為不同的單色光光束。假設a光的頻率小于b光的頻率，那么以下光路圖中正確的是〔〕2、〔2023四川模擬〕如下圖，真空中有一個半徑為R，質量均勻分布的玻璃球，由a、b兩種單色光組成的復合光束射入該玻璃球，當入射角θ等于60°時，其折射光和出射光束如下圖。a光束第一次射出此玻璃球后的出射光束相對復合光束的偏轉角也為60°，c為真空中的光速，那么以下說法正確的是〔〕A.a光在玻璃中穿越的時間為B.用同一裝置分別進行雙縫干預實驗時，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.適當增大入射角θ，a、b光束都可能發(fā)生全反射3、(2023新課標Ⅱ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θ，經折射后射出a、b兩束光線，那么〔〕A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在真空中，a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D.假設改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，那么折射光線a首先消失E.分別用a、b光在同一個雙縫干預實驗裝置上做實驗，a光的干預條紋間距大于b光的干預條紋間距4、如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角ΔABC，∠A為直角。此截面所在平面內的光線沿平行于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〔〕A.B.C.D.5、在一次討論中，老師問道：“假設水中相同深度處有a、b、c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)，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大。關于這三種光在水中的性質，同學們能做出什么判斷？〞有同學答復如下：①c光的頻率最大②a光的傳播速度最?、踒光的折射率最大④a光的波長比b光的短根據(jù)老師的假定，以上答復正確的是〔〕A.①②B.①③C.②④D.③④6、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，其光路如下圖，以下說法正確的是〔〕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7、某種介質對某單色光的臨界角為，那么〔〕A．該介質對此單色光的折射率等于。B．此單色光在該介質中的傳播速度等于〔c是真空中的光速〕。C．此單色光在該介質中的波長是在真空中波長的倍。D．此單色光在該介質中的頻率是在真空中頻率的倍。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外表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，以下說法中正確的是〔〕A．紫光的折射角比紅光的折射角大B．玻璃對紫光的折射率較大，紫光可能不會從玻璃磚下外表射出C．紫光和紅光將從玻璃磚下外表的同一點射出D．紫光和紅光從玻璃磚下外表射出后一定平行9、自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的平安指示燈，它能把來自后面的光照反射回去。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n>〕組成，棱鏡的橫截面如下圖。一平行于橫截面的光線從O點垂直AB邊射入棱鏡，先后經過AC邊和CB邊反射后，從AB邊的O′點射出，那么出射光線是〔〕A．平行于AC邊的光線①B．平行于入射光線的光線②C．平行于CB邊的光線③D．平行于AB邊的光線④10、如下圖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，調整其傾斜角度，使太陽光經水面折射再經水中平面鏡反射，最后由水面折射回空氣射到室內白墻上，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，那么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〔〕A．紅光→紫光，紫光B．紫光→紅光，紅光C．紅光→紫光，紅光D．紫光→紅光，紫光11、用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中，已畫好玻璃磚界面aa′和bb′，不慎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，測得的折射率將()A．偏大B．偏小C．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折射、內反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質的________上，不同的單色光在同種均勻介質中_________不同。2、光導纖維是一種比頭發(fā)還細的玻璃絲，這種玻璃絲分為內外兩層〔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“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___________。3、一個三棱鏡的頂角為300，當一條光線從它的一個側面AB垂直入射時，從另一個側面AC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300，如下圖，據(jù)此可知，該三棱鏡的折射率為______，光在該棱鏡中的傳播速度為____________。4、如下圖，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間局部彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由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。①該玻璃棒的折射率為________。②假設將入射光向N端平移，當?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、如下圖，一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質，經下外表反射后，從上面的A點射出。入射角為i，A與O相距l(xiāng)，介質的折射率為n，介質的厚度d為________。6、某同學由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O點為圓心，10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點，交O、O'連線延長線于C點。過A點作法線NN'的垂線AB交NN'于B點，過C點作法線NN'的垂線CD交于NN'于D點，如下圖，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n=________。三、計算題1、一束單色光由左側射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖為過軸線的截面圖，調整入射角α，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，水的折射率為，求的值。2、如下圖，游泳池寬度L=15m，水面離岸邊的高度為0.5m，在左岸邊一標桿上裝有一A燈，A燈距地面高0.5m，在右岸邊站立著一個人，E點為人眼的位置，人眼距地面離1.5m，假設此人發(fā)現(xiàn)A燈經水反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經折射后所成的像重合，水的折射率為1.3，那么B燈在水面下多深處？〔B燈在圖中未畫出〕3、一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內的光線，平行于桌面射到球體外表上，折射入球體后再從豎直外表射出，如下圖。入射光線與桌面的距離為。求出射角?！敬鸢概c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，在玻璃磚下外表的入射角等于上外表的折射角，根據(jù)光路可逆原理可知，在玻璃磚下外表的折射角等于上外表的入射角，由幾何關系可知，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，那么玻璃對a光的折射率比b光的小，根據(jù)折射定律可知，b光通過玻璃磚時側移較大，A正確，B錯。應選A。2、【答案】A【解析】a光入射角為i=60°，折射角為r=30°，那么玻璃球對a光的折射率。光在玻璃球中的傳播速度，由幾何關系得光在玻璃球中傳播的距離，a光在玻璃中穿越的時間，聯(lián)立得，A正確；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，那么b光的頻率高，波長短，由，那么b光的干預條紋間距小些，B錯；光的頻率由光源決定，與介質無關，那么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外表時，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。應選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；假設改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，因為a光的折射率大，那么折射光線a首先消失，故D正確；a光的波長小于b光的波長，分別用a、b光在同一個雙縫干預實驗裝置上做實驗，a光的干預條紋間距小于b光的干預條紋間距，故E錯誤?！究键c】光的折射；光的干預4、【答案】A【解析】三棱鏡的截面為等腰直角ABC，光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，那么第一次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，那么有，由折射定律可得：，聯(lián)立解得折射率。應選A。5、【答案】C【解析】根據(jù)視深，折射率越大視深越小，b在水下的像最深，對水的折射率最小，頻率最小，在水中的傳播速度最大，波長最大，③錯④對；分析全反射：設照亮水面的半徑為R，水的深度為h，，，c照亮水面的面積比a的大，說明c的臨界角大于a的，c的折射率小于a的，那么a的折射率、頻率最大，在水中的傳播速度最小，①錯②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，在介質中的傳播速度小，產生全反射的臨界角小，AD對，B錯。，在玻璃種傳播的距離為，傳播速度為，所以光的傳播時間為，1光線的折射角小，所經歷的時間長，C錯誤。7、【答案】ABC【解析】根據(jù)全反射臨界角的定義應有可知選項A是正確的。光在介質中的傳播速度，因此選項B也是正確的。光在介質中的波長，因此選項C也是正確的。某一單色光在任何介質中傳播時，頻率不變，光色不變，因此選項D是錯誤的。應選ABC。8、【答案】D【解析】紫光的折射率比紅光的折射率大，入射角相同，那么紫光的折射角比紅光的折射角小，A錯誤；由于在玻璃磚上外表的折射角與在玻璃磚下外表的入射角相等，所以都不能發(fā)生全反射，B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)生了側移，而且紫光的側移大，C錯誤，D正確。應選D。9、【答案】B【解析】光線在AB界面射入時，與界面垂直，傳播方向不變，射到AC界面時，入射角等于45°，由臨界角的計算公式：，可知玻璃的臨界角為C＜45°，光在AC界面發(fā)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B正確。10、【答案】A【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：紅光→紫光；紫光臨界角小，最容易發(fā)生全發(fā)射，所以最先消失的是紫光。應選A。11、【答案】C【解析】經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1、【答案】界面；的傳播速度2、【答案】大、大、小【解析】在夏季，白晝海水溫度比擬低，特別是有冷水流經過的海面，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的差異異常顯著。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，沙層外表的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無風時，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，經過光的折射，便將遠處的綠洲呈現(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。3、【答案】，?！窘馕觥孔鞒鯝C面的法線，可知在介質中的入射角為300，在空氣中的折射角為600，根據(jù)折射率公式，光在該棱鏡中的傳播速度為。4、【答案】①②能?！窘馕觥竣偃鐖D，臨界角C=45°，。②入射角大于臨界角，能發(fā)生全反射。5、【答案】略。【解析】設折射角為r，折射定律；幾何關系解得介質的厚度為：。6、/r/