2022高三总复习物理教案-巩固练习 光的折射、全反射、色散 （提高）.doc

【巩固练习】一、选择题1、红光与紫光相比（ ） A在真空中传播时，紫光的速度比较大。B在玻璃中传播时，红光的速度比较大。C玻璃对红光的折射率较紫光的大。D从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大。2、一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在从0°逐渐增大至90°的过程中A. t1始终大于t2 B. t1始终小于t2C. t1先大于后小于t2 D. t1先小于后大于t23、如图所示为一直角棱镜的横截面bac=90°，abc=60°，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率，若不考虑原入射光在bc面上的反向光，则有光线（ ） A从ab面射出 B从ac面射出C从bc面射出，且bc面斜交D从bc面射出，且与bc面垂直4、如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（ ）A紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽 B紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽5、如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为（ ）A. B. C. D. 6、在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下： c光的频率最大 a光的传播速度最小 b光的折射率最大 a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是（ ）A. B. C. D. 7、一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出），AB为直角边，ABC=45°，ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃的折射率为1.5。P为一贴近玻璃砖放置的与AB垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃，则（ ）A、从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光B、屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度C、屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度D、当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大8、如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则（ ）A.n可能为 B.n可能为2C.t可能为 D.t可能为9、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=300，E、F分别为边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10、一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是A红光以30°的入射角入射 B红光以45°的入射角入射C紫光以30°的入射角入射 D紫光以45°的入射角入射11、如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ ）A B1.5 C D212、使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光量P可以表示为：P=，式中为常数，为照相机镜头“通光孔径”的直径，为照相机镜头的焦距，为曝光时间，将的倒数称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈数是8，曝光时间是s。 若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选择（ ）。A4 B5.6 C8 D11二、填空题1、一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为_。2、如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。求介质的折射率。折射光线中恰好射到M点的光线_(填“能”或“不能”）发生全反射。3、在做测定玻璃折射率的实验时，（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab前，不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图1甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_。（2）乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一些，如图1乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n值将_。（3）丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面明显不平行，这时测出的n值将_。 三、解答题1、图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈限在半径的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度，若已知水的折射率为，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深，（结果保留两位有效数字）2、一棱镜的截面为直角三角形ABC，A=30o，斜边ABa。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。 3、如图，一透明半圆柱体折射率为，半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。4、一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30， MOA=60，NOB=30。求（1）光线在M点的折射角（2）透明物体的折射率（ ）【答案与解析】一、选择题1、【答案】BD【解析】任何频率的色光在真空中的传播速度都是c，因此选项A不正确。在介质中，频率越高（颜色越靠近紫色）的单色光，折射率越大，传播速度越小，因此选项B正确，选项C不正确。从玻璃到空气的界面上，单色光发生全反射的临界角由该单色光的折射率决定。红光的频率小于紫光，红光的折射率小于紫光，所以红光的全反射临界角大于紫光。选项D是正确的。2、【答案】B【解析】如图所示，为红、蓝两单色光经过平板玻璃砖的光路图。设玻璃砖的厚度为d，某单色光的折射率为n，折射角为r，穿过玻璃砖所用的时间为t，则，。联立以上三式可得由于红光的折射率n1小于蓝光的折射率n2，则红光穿过玻璃砖所用的时间t1小于蓝光穿过玻璃砖所用的时间t2，故正确的选项为B。3、【答案】BD【解析】作出光路图如图，可知BD正确。光在ab界面发生了全反射。4、【答案】CD【解析】紫光的频率比红光大，故三棱镜对紫光的折射率比对红光大，通过三棱镜后紫光偏离入射方向的角度大，当光屏离三棱镜的距离适当时，紫光既可以在红光的上面，也可以在红光的下面。两光束宽度都为d，所以它们在AC上相交的长度相等设为L，以一束光为例，分别做它们的法线，做两条光线的折射光线，由于紫光偏折程度强，形成的光带较窄，红光偏折程度弱，形成的光带较宽，故选CD。 5、【答案】A【解析】三棱镜的截面为等腰直角ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，射到AC边上，并刚好能发生全反射，则有， 由折射定律可得： ，联立解得折射率。故选A。6、【答案】C【解析】根据视深，折射率越大视深越小，b在水下的像最深，对水的折射率最小，频率最小，在水中的传播速度最大，波长最大，错对；分析全反射：设照亮水面的半径为R，水的深度为h， ，c照亮水面的面积比a的大，说明c的临界角大于a的，c的折射率小于a的，则a的折射率、频率最大，在水中的传播速度最小，错对，故正确选项为C。7、【答案】BD【解析】宽为AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面，入射角为45o>临界角，所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的竖直向下的平行光射到AC圆弧面上。根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于AB的长度，B对，D对。故选BD。8、【答案】AB【解析】只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示。根据全反射可知临界角C45°，再根据可知；光在透明柱体中运动路程为L4r，运动时间为，则，CD均错。9、【答案】AC【解析】在E点作出法线可知入射角为60o ，折射角为30o，折射率为；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，B错；由公式，可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错。10、【答案】D【解析】画出两次折射光路图如图，由题意O2A为侧移距离，根据几何关系又，（1）若为同一单色光即n相同时，则i比r增加得快，进而知且增加、且增加，故AC错误；（2）若入射角相同，则由 可得可知n增加时增加，故B错误D正确。11、【答案】C【解析】由题意可知，单色光在玻璃内发生了全反射，如图所示，为光线在玻璃球内的光路图，A、C为折射点，B为反射点，由于出射光线与入射光线平行，由图可知AB=BC，而OB为ABC的角平分线，所以OB与入射光线和出射光线平行，则AOB=1200，OAB=300，因此玻璃的折射率为，故正确的选项为C。12、【答案】B【解析】由题可得：，解得：，所以光圈数为56。二、填空题1、【答案】，。【解析】根据，得，。根据，得。2、【答案】，不能。【解析】依题意作出光路图如图，由几何知识可知，入射角，折射角r=30°根据折射定律得，代入数据解得。由几何关系知，光线射到AB界面的入射角为30°入射角小于临界角，不能发生全反射。3、【答案】（1）不变；（2）变小；（3）无影响。【解析】（1）不变，此时玻璃砖的平移对测量结果没有影响。由图2甲可看出折射角不变，入射角相同，故测得的折射率将不变。（2）变小。由图2乙可看出，使入射点O向左移，折射点向右移，所画出的折射角r'比实际折射角r偏大，由知，测得的折射率偏小。（3）无影响。同样可根据入射光线和出射光线确定玻璃内折射光线，从而确定入射角和折射角，只要第二个界面不发生全反射就行了。不过，入射光线和出射光线不平行，如图2丙。三、计算题1、【答案】（都算对）【解析】根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。设照片圆形区域的实际半径为，运动员的实际长为 折射定律几何关系 得取，解得（都算对）2、【答案】如果入射光线在法线的右侧，出射点在AB边上离A点的位置。如果入射光线在法线的左侧，出射点在BC边上离B点的位置。 【解析】设入射角为i，折射角为r，由折射定律得 由已知条件及式得 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示。设出射点为F，由几何关系可得 即出射点在AB边上离A点的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。由几何关系可知，在D点的入射角 设全发射的临界角为，则 由和已知条件得 因此，光在D点全反射。设此光线的出射点为E，由几何关系得DEB= 联立式得 即出射点在BC边上离B点的位置。3、【答案】【解析】半圆柱体的横截面如图所示，为半径。设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有 式中，为全反射临界角。由几何关系得 带入题给条件得 4、【答案】【解析】如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线。 设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，OMQPNF，根据题意 30° 几何关系得 PNOPQOr，于是 r60° 且r 由式得 r15° 根据折射率公式有 sin insin r 由得