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高考物理总复习鸭部分第4讲光的折射全反射课时作业新人教版选修3_4

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【与名师对话】高考物理总复习选考部分第4讲光的折射全反射课时作业新人教版选修3-41.如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是(  )A.光是从真空射向介质B.介质的折射率约为1.73C.光在介质中的传播速度约为1.73×108m/sD.反射光线与折射光线成60°角解析:因为折射角大于入射角,所以光是从介质射向真空的,选项A错误;据折射率公式n=,所以n≈1.73,选项B正确;再由折射率n=,代入数据得v≈1.73×108m/s,选项C正确;反射光线与折射光线成90°角,选项D错误.答案:BC2.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示.下列说法正确的是(  )A.单色光1的波长小于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角解析:由题图可知,单色光1的折射角小,由n=可知,单色光1的折射率大.由n=和sinC=可知,单色光1在玻璃中传播速度较小,临界角较小,选项B错误,选项D正确.单色光1的折射率大,频率大,波长短,选项A正确.设玻璃板的厚度为d,则光在玻璃中传播的路径长度为l=,又n=,n=,则v=,所以光通过玻璃的时间t==,所以单色光1通过玻璃板所需时间较长,选项C错误.答案:AD3.(2022·四川卷)光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知(  )A.折射现象的出现说明光是纵波B.光总会分为反射光和折射光C.折射光与入射光的传播方向总是不同的D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同6\n解析:光属于电磁波,是一种横波,另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波,故A选项错误;当光从光密介质射向光疏介质,且入射角足够大时,会在分界面处发生全反射现象,此时只有折射光线而反射光线消失,故B选项错误;当光垂直射到两种不同介质的分界面时,折射光线与入射光线的传播方向是相同的,故C选项错误;当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象,这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n=不同,即光在不同介质中的传播速度不同,故D选项正确.答案:D4.(2022·石家庄模拟)如右图所示,a,b为两束不同频率的单色光,以45°的入射角射到玻璃砖的上表面,直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点,入射点A,B到N点的距离相等,经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点,则下列说法正确的是(  )A.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度B.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度C.同时增大入射角(入射角始终小于90°),则a光的下表面先发生全反射D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽解析:各种光在真空中的光速相同,选项A错误;根据题图,入射角相同,a光的折射角较大,所以a光的折射率较小,再根据关系式n=c/v可得,光在介质中的光速v=c/n,可见,a光的折射率较小,其在介质中的光速较大,选项B错误;根据临界角公式C=arcsin可知,a光的折射率较小,临界角较大,b光在下表面先发生全反射,选项C错误;a光的折射率较小,波长较长,根据公式Δx=λ可知,对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽,选项D正确.本题答案为D.答案:D5.(2022·安徽六校联考)公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是(  )A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大解析:光从水里射入空气发生折射,入射角相同时,折射率越大,折射角越大,从水面上看光源越浅,本题中,红灯发出的红光的折射率最小,看起来最深;设光源的深度为h,光的临界角为C,则光能够照亮的水面面积大小为S=π(htanC)2,可见,临界角越大,照亮的面积越大,各色光中,红光的折射率最小,临界角最大,所以红光照亮的水面面积较大.本题答案为D.答案:D6.如右图所示,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侧是紫色光6\nB.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:a侧光的偏折大,折射率大,肯定是紫色光,b侧是红色光,选项A错误,C正确;在真空中,紫色光的波长小于红色光的波长,所以选项B正确;在三棱镜中a侧光的折射率n最大,根据关系式v=c/n,其在三棱镜中的传播速率小于b侧光的传播速率,选项D错误.本题答案为BC.答案:BC7.(2022·温州模拟)如右图所示,有两束颜色相同的、间距为d的平行细光束以相同的入射角射到成θ角的平行玻璃砖上表面,则从玻璃砖下表面射出的光线(  )A.仍是平行光,但宽度大于dB.仍是平行光,但宽度小于dC.成为会聚光束D.成为发散光束解析:本题考查光的折射定律,意在考查光线进入平行玻璃砖时的光的传播规律.入射光穿过平行玻璃砖的出射光线仍和入射光线平行,但相对于入射光线会靠近法线偏折,所以两条出射光线仍平行,光线的距离减小,B正确.答案:B8.(2022·浙南、浙北部分学校联考)如右图所示,将一个折射率为n的透明长方体放在空气中,矩形ABCD是它的一个截面,一单色细光束入射到P点,入射角为θ,=,则(  )A.若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsinnB.若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsinnC.若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsinn<θ≤arcsinD.若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsinn<θ≤arcsin解析:当折射光线刚好射到D点时角θ最小,如图甲所示,根据几何关系有sini=,所以n=,sinθ=nsini=n,即θ=arcsinn,选项A错误,B正确;设入射角为θ1时,此光束在AD面上刚好发生全反射,如图乙所示,sinC=1/n,sini1=sin(90°-C)=cosC=,sinθ1=nsini1=,所以θ1=arcsin,考虑到折射光还要射到AD上,选项C正确,D错误.本题答案为BC.6\n答案:BC9.如右图所示,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,R=r.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C≤45°,再根据n=可知n≥;光在透明柱体中运动路程为L=4r,运动时间为t==,则t≥,C、D错误,A、B正确.答案:AB10.(2022·天津卷)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光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑6\nD.β<θ<时,光屏上只有1个光斑解析:当θ较小时,屏上NQ区域有两个光斑,这是两种单色光折射后折射程度不同的结果,当θ=α时NQ区域A光消失,说明A光发生了全反射,A光发生全反射的临界角为α,同理,B光发生全反射的临界角为β.由于β>α,由n=可知,B光的折射率小,A项正确;由v=可知,Β光在半圆形玻璃砖中传播速度较大,B项错误;α<θ<β时,NQ区域只有一个光斑,而由于光的反射,在NP区域还有一个光斑,β<θ<时,两种单色光全部发生全反射,在NQ区域没有光斑,在NP区域有一个由全反射形成的光斑,D项正确.答案:AD11.(2022·海南卷)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°,AC平行于光屏MN,与光屏的距离为L,棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入,直接到达AC面并射出,画出光路示意图,并标出红光和紫光射在光屏上的位置,求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离.解析:光路如图所示,红光和紫光在AC面上的入射角相同,设为i,折射角分别为r1和r2,它们射到屏上的位置离O点的距离分别为d1和d2.由折射定律得n1sini=sinr1①n2sini=sinr2②由几何关系得 i=∠A③d1=Ltanr1④d2=Ltanr2⑤联立①②③④⑤式并利用题给条件得,红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2-d1=L⑥答案:L6\n12.(2022·新课标全国卷Ⅰ)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间.解析:(1)设光线在端面AB上C点(如图)的入射角为i,折射角为r,由折射定律有sini=nsinr①设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α,为了使该光线可在此光导纤维中传播,应有α≥θ②式中,θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角,它满足nsinθ=1③由几何关系得α+r=90°④由①②③④式得sini≤⑤(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v=⑥光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsinα⑦光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T=⑧光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,由②③⑥⑦⑧式得Tmax=⑨答案:(1)sini≤ (2)6

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发布时间:2022-08-25 22:47:29 页数:6
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文章作者:U-336598

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