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1、(浙江專版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 光學(xué) 電磁波 考點(diǎn)強(qiáng)化練32 光的折射 全反射
1.(2017奉化聯(lián)考)在沒(méi)有月光的夜間,一個(gè)池面較大的水池底部中央有一盞燈S(可視為點(diǎn)光源),小魚在水中游動(dòng),它向上方水面看去,看到了亮點(diǎn)S1;小鳥(niǎo)在水面上方飛翔,它向下方水面看去,看到了亮點(diǎn)S2。設(shè)水中無(wú)雜質(zhì),周圍無(wú)光源,水面平靜,下面的說(shuō)法正確的是( )
A.小魚看到S1,是屬于光的反射現(xiàn)象,S1的位置與小魚的位置無(wú)關(guān)
B.小魚看到S1,是屬于光的折射現(xiàn)象,S1的位置與小魚的位置有關(guān)
C.小鳥(niǎo)看到S2,是屬于光的反射現(xiàn)象,S2的位置與小鳥(niǎo)的位置有關(guān)
D.小鳥(niǎo)看到S2,是屬于光的折
2、射現(xiàn)象,S2的位置與小鳥(niǎo)的位置無(wú)關(guān)
2.華裔科學(xué)家高錕獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),他被譽(yù)為“光纖通訊之父”。光纖通訊中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維,它的結(jié)構(gòu)如圖所示,其內(nèi)芯和外套材料不同,光在內(nèi)芯中傳播。下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是( )
A.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
B.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
C.波長(zhǎng)越短的光在光纖中傳播的速度越大
D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大
3.(多選)如圖所示,一束光從空氣中射向折射率為n=的某種玻璃的表面,θ1表示入射角,則下列說(shuō)法正確的是 ( )
3、A.當(dāng)θ1>45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象
B.只有當(dāng)θ1=90°時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射
C.無(wú)論入射角θ1是多大,折射角θ2都不會(huì)超過(guò)45°
D.欲使折射角θ2=30°,應(yīng)以θ1=45°的角度入射
4.實(shí)驗(yàn)表明,可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨波長(zhǎng)λ的變化符合柯西經(jīng)驗(yàn)公式:n=A+,其中A、B、C是正的常量。太陽(yáng)光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示,則( )
A.屏上c處是紫光
B.屏上d處是紅光
C.屏上b處是紫光
D.屏上a處是紅光
5.一束復(fù)色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚,經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率,下列光路圖正確的是( )
4、
6.很多公園的水池底都裝有彩燈,當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時(shí),關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象,下列光路圖正確的是( )
7.某同學(xué)測(cè)量玻璃磚的折射率,準(zhǔn)備了下列器材:激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚。如圖所示,直尺與玻璃磚平行放置,激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點(diǎn)射向玻璃磚表面,在直尺上觀察到A、B兩個(gè)光點(diǎn),讀出OA間的距離為20.00 cm,AB間的距離為6.00 cm,測(cè)得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1=10.00 cm,玻璃磚厚度d2=4.00 cm。玻璃的折射率n= ,光在玻璃中傳播速度v= m/s(光在真空中傳播速度c
5、=3.0×108 m/s,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。?
8.利用半圓柱形玻璃,可減小激光光束的發(fā)散程度。在如圖所示的光路中,A為激光的出射點(diǎn),O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心,AO過(guò)半圓頂點(diǎn)。若某條從A點(diǎn)發(fā)出的與AO成α角的光線,以入射角i入射到半圓上,出射光線平行于AO,求此玻璃的折射率。
9.(多選)為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo),在厚度為20 cm的坦克壁上開(kāi)了一個(gè)直徑為12 cm的孔,若在孔內(nèi)分別安裝由同一材料制成的如圖所示的三塊玻璃,其中兩塊玻璃的厚度相同。坦克內(nèi)的人在同一位置通過(guò)玻璃能看到的外界的角度范圍是( )
A.圖1的大于圖2
6、的
B.圖1的小于圖3的
C.圖2的小于圖3的
D.圖2的等于圖3的
10.明代學(xué)者方以智在《陽(yáng)燧倒影》中記載:“凡寶石面凸,則光成一條,有數(shù)棱則必有一面五色”,表明白光通過(guò)多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示,一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,下列說(shuō)法正確的是( )
A.若增大入射角i,則b光先消失
B.在該三棱鏡中a光波長(zhǎng)小于b光
C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能發(fā)生
D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng),則a光的遏止電壓低
11.如圖所示,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點(diǎn)為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反
7、射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。
12.直線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,由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比( )
A.玻璃對(duì)a光的折射率較大
B.玻璃對(duì)a光的臨界角較小
C.b光在玻璃中的傳播速度較小
D.b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短
13.如圖所示,一束紅光和一束藍(lán)光平行入射到三棱鏡上,經(jīng)折射后,會(huì)聚在屏上同一點(diǎn),若n1和n2分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率,下列判斷正確的有( )
A
8、.n1n2,a為紅光,b為藍(lán)光
D.n1>n2,a為藍(lán)光,b為紅光
14.(多選)如圖所示,兩束平行的甲光和乙光,相距為d,斜射到置于空氣中的矩形玻璃磚上,若光線在玻璃磚內(nèi)不重疊,當(dāng)它們從玻璃磚的下表面射出時(shí)( )
A.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離一定大于d
B.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離可能小于d
C.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離可能大于d
D.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d
考點(diǎn)強(qiáng)化練32 光的折射 全反射
1.A 由題意知,
9、小魚看到的S1是屬于光的反射現(xiàn)象,由光的反射定律知,S1的位置與燈S關(guān)于水面對(duì)稱,與小魚的位置無(wú)關(guān),則選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;小鳥(niǎo)看到的S2是屬于光的折射現(xiàn)象,由光的折射定律知,S2的位置與小鳥(niǎo)的位置有關(guān),則選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
2.A 光纖內(nèi)芯比外套折射率大,在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射,A對(duì)、B錯(cuò);頻率大的光波長(zhǎng)短,折射率大,在光纖中傳播速度小,C、D錯(cuò)。
3.CD 發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角大于臨界角,所以選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤;由折射率n=可知,當(dāng)入射角最大為90°時(shí),折射角θ2=45°,所以C正確;由折射率n=可知,選項(xiàng)D正確。
4.D 可見(jiàn)光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng),
10、折射率最小,折射程度最小,所以a為紅光,而紫光折射率最大,所以d為紫光。
5.D 兩種單色光射入玻璃磚時(shí)的折射角小于入射角,據(jù)此可排除選項(xiàng)A、B;已知a光的頻率小于b光的頻率,那么a光在玻璃磚中的折射率較小,入射角相同時(shí),折射角較大,選項(xiàng)D正確。
6.C 紅光、藍(lán)光都要發(fā)生反射,紅光的折射率較小,根據(jù)sin C=可知紅光發(fā)生全反射的臨界角比藍(lán)光大,所以藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí),紅光不一定發(fā)生,故C正確。
7.答案 1.2 2.5×108
解析 作出光路圖如圖所示,根據(jù)幾何知識(shí)可得入射角i=45°,折射角r=37°,故折射率n==1.2,故v==2.5×108 m/s。
8.答案
解析
11、 設(shè)光在玻璃中的折射角為r,如圖,由圖中幾何關(guān)系可知,
i=α+r,所以r=i-α。
由折射定律得n=。
9.AD 光線穿過(guò)玻璃磚后,出射光線和入射光線平行,光路圖如圖所示,圖1中的在玻璃磚中的入射角大于圖2、圖3中玻璃磚中的入射角,根據(jù)折射定律,射入空氣的折射角圖1最大,根據(jù)光的可逆原理,知圖1觀察到的角度范圍最大。由圖可以知道,出射光線和入射光線平行,在圖2和圖3中,由幾何關(guān)系知,兩光線在玻璃磚中的入射角相等,則在空氣中的折射角也相等,即圖2和圖3觀察的范圍相同。故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。
10.
D 設(shè)折射角為α,在右界面的入射角為β,根據(jù)幾何關(guān)系有:α+β=A,根
12、據(jù)折射定律n=,增大入射角i,折射角α增大,β減小,而β增大才能使b光發(fā)生全反射,故A錯(cuò)誤;由光路圖可知,a光的折射率小于b光的折射率(naλb),故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程和遏止電壓的概念可知:最大初動(dòng)能Ek=hν-W0,再根據(jù)動(dòng)能定理-eUc=0-Ek,即遏止電壓Uc=ν-,可知入射光的頻率越大,需要的遏止電壓越大,na
13、性和光路可逆性,與入射光線相對(duì)于OC軸對(duì)稱的出射光線一定與入射光線平行。這樣,從半球面射入的折射光線,將從圓柱體底面中心C點(diǎn)反射。設(shè)光線在半球面的入射角為i,折射角為r。由折射定律有sin i=nsin r ①
由正弦定理有②
由幾何關(guān)系,入射點(diǎn)的法線與OC的夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有
sin i= ③
式中L是入射光線與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得
sin r= ④
由①③④式和題給數(shù)據(jù)得n=≈1.43。 ⑤
12.C 由題圖知,光線通過(guò)玻璃磚后,b光的偏折角大,則玻璃對(duì)b光的折射率較大,故A錯(cuò)誤;玻璃對(duì)a光的折射率較小,知玻璃對(duì)a光的臨界角較大,故B錯(cuò)誤;由v=知,b光在玻璃中的傳播速度較小,故C正確;b光在玻璃磚中通過(guò)的路程較大,傳播速度較小,b光在玻璃中的傳播時(shí)間較長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。
13.A 由于紅光的頻率低于藍(lán)光的頻率,有n1