【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业43 新人教版选修3-4

课时作业(四十三)　　　　　　　　　　　　　1．(2022·贵州省毕节摸底)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光(　　)A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大[解析]　已知n蓝>n红，又根据公式n＝c/v可知，v红>v蓝，选项A错误；若入射角为α，折射角为β，则n＝sinα/sinβ，所以sinβ＝sinα/n，可见，入射角相同时，折射率小的折射角大，红光折射率较大，选项B错误；因为sinC＝1/n，所以折射率小的临界角大，从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大，选项C正确；根据条纹间距公式Δx＝λ可知，用同一装置进行双缝干涉实验，的比值不变，条纹间距与波长成正比，红光和蓝光相比，红光的波长较长，所以红光的相邻条纹间距较大，选项D错误．本题答案为C.[答案]　C2．(2022·广西百所高中联考理综卷)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8\n[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]　D3．(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]　D4．(2022·湖南省宁远一中、舜德学校联考)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]　a侧光的偏折大，折射率大，肯定是紫色光，b8\n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]　BC5．(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.[答案]　BC6．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θ8\n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]　B7．如下图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，∠A＝∠A1＝30°，AC面和A1C1面平行，且A、B1、C1在一条直线上，放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从右面的三棱镜射出时，出射光线方向与入射光线O的方向________(填“平行”或“不平行”)．若玻璃的折射率n＝，AC1两点间的距离为d，光线从右面的三棱镜A1B1面上的b点(图上未画)射出，则a、b两点间的距离s＝________.8\n[解析]　AC与A1C1间的空气相当于平行板玻璃砖，光线穿过平行板玻璃砖，出射方向与原入射方向平行．sinα＝nsin30°，∠dce＝α－30°＝30°，∠dec＝30°，ab＝dcos30°＝d.[答案]　平行　d8．在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如右图所示，O为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC＝0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？[解析]　设∠OBC＝θ，透明物体的折射率为n，则sinθ＝＝0.6，sinθ＝，n＝.[答案]　8\n9．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·陕西宝鸡第一次质检)一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为ab两束平行单色光，如右图所示．对于两束单色光，下列说法正确的是(　　)A．a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大B．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长C．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大D．若逐渐减小复色光与平板玻璃上表面的夹角，b光先从玻璃下表面消失[解析]　相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，选项A正确；a光的频率大于b光，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项B正确；由光的双缝干涉实验条纹间距公式可知a光比b光得到的干涉条纹间距小，选项C错误；光射到置于空气中的平板玻璃上，出射光线与入射光线平行，若逐渐减小复色光与平板玻璃上表面的夹角，b光不会先从玻璃下表面消失，选项D错误．8\n[答案]　AB11．(2022·海南卷)一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1＝0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s1＝0.8m处有一浮标，如下图所示．一潜水员在浮标前方s2＝3.0m处下潜到深度为h2＝4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不见船尾端Q；继续下潜Δh＝4.0m，恰好能看见Q.求：(1)水的折射率n；(2)赛艇的长度l.(可用根式表示)[解析]　(1)设过P点光线恰好被浮标挡住时，入射角、折射角分别为α，β则：sinα＝①sinβ＝②n＝③由①②③得n＝.(2)潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：sinC＝＝④tanC＝⑤由④⑤得：l＝(－3.8)m≈3.3m.[答案]　(1)　(2)约3.3m12.(2022·新课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面如右图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，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：8\n(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率．[解析]　(1)如右图所示，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，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有α＝30°①由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°②且α＋r＝β③由①②③式得r＝15°④(2)根据折射率公式有sini＝nsinr⑤由④⑤式得n＝≈1.932.[答案]　(1)15°　(2)约为1.9328