2020届高考物理一轮复习 第12章 3 第三节 光的折射 全反射课后达标能力提升 新人教版

2020届高考物理一轮复习 第12章 3 第三节 光的折射 全反射课后达标能力提升 新人教版

‎3 第三节 光的折射 全反射 ‎(建议用时：60分钟)‎ 一、选择题 ‎1．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是(　　)‎ A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象 B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景 D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化 解析：选AB．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误．‎ ‎2．‎ 如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是(　　)‎ A．a侧是红色光，b侧紫色光 B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率 解析：选BC．红光的折射率小，所以偏折角小，故b侧为红色光，a侧为紫色光，红色光的波长比紫色光的波长长，干涉条纹间距也大，在玻璃中的传播速率也大，B、C正确，A、D错误．‎ ‎3．‎ 打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　)‎ 7‎ A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射 B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出 C．若θ<θ1，光线会从OP边射出 D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射 解析：选D．题图中，要使光线可在OP边发生全反射，图中光线在OP边上的入射角大于90°－θ2．从OP边上反射到OQ边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，选项D正确．‎ ‎4．(2018·南京质检)‎ 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则(　　)‎ A．该棱镜的折射率为 B．光在F点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变小 D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 解析：选AC．在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为 ，选项A正确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，选项B错误；由关系式λ介＝，可知选项C正确；从F点出射的反射光线与法线的夹角为30°，折射光线与法线的夹角为60°，由几何关系知，不会与入射到E点的光束平行，选项D错误．‎ ‎5．‎ 直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图，a、b光相比(　　)‎ A．玻璃对a光的折射率较大 B．玻璃对a光的临界角较小 C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短 解析：选C．‎ 7‎ 由图可知a、b两入射光线的入射角i1＝i2，折射角r1＞r2，由折射率n＝知玻璃对b光的折射率较大，选项A错误；设玻璃对光的临界角为C，sin C＝，a光的临界角较大，故选项B错误；光在介质中的传播速度v＝，则a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，故选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，故选项D错误．‎ ‎6．‎ 彩虹是由阳光进入雨滴，先折射一次，然后在雨滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L由左侧射入雨滴，a、b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a、b是单色光)．下列关于a光与b光的说法中正确的是(　　)‎ A．雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率 B．a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度 C．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距 D．a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长 解析：选AB．从光的折射光路可知，a光折射率大，即na＞nb，选项A对．根据n＝，折射率越大，在介质中的传播速度越小，即a光在雨滴中传播速度小，选项B对．折射率越大，频率越高，波长越短，即a光波长短，双缝干涉实验中，由Δx＝知波长越长条纹间距越宽，所以a光双缝干涉条纹间距窄，选项C错．光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入雨滴，传播速度变小，所以波长变小，选项D错．‎ ‎7．‎ 7‎ 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(　　)‎ A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B．A光在玻璃砖中的传播速度比B光的大 C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑 D．β<θ<时，光屏上只有1个光斑 解析：选AD．当A光光斑消失时，sin α＝；当B光光斑消失时，sin β＝．由于β>α，故nA>nB，选项A正确；根据n＝，得vA1，故光是从空气射入玻璃的，入射角为θ1，A正确．由折射率的定义知n＝1．5，B错误，C正确．由临界角定义知临界角的正弦值sin C＝＝0．67，D正确．‎ 答案：见解析 ‎9．(2018·苏锡常镇四市高三调研)如图所示是一种恒偏向棱镜，它相当于两个30°－60°－90°棱镜和一个45°－45°－90°棱镜，其折射率n＝．一条光线从ab边射入棱镜后在镜中平行于ac前进，最终从ad边射出．求：‎ ‎(1)该光线的入射角；‎ ‎(2)该光线经过整个棱镜的偏向角．‎ 解析：(1)ab面上发生折射，由n＝得α＝45°．‎ ‎(2)同理可得ad边上的出射角也为45°，作出光路图，由几何关系可知偏向角为90°．‎ 7‎ 答案：见解析 ‎10．一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．‎ 解析：根据全反射定律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)，设为θ，且sin θ＝．‎ 根据几何关系得：sin θ＝ 而L＝R－r 联立以上各式，解得n＝ ．‎ 答案： ‎11．如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝‎10 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1＝，n2＝．‎ ‎(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；‎ 7‎ ‎(2)求两个亮斑间的距离．‎ 解析：(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，‎ sin C1＝＝，C1＝60°，同理C2＝45°，‎ i＝45°＝C2

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