高考物理一輪作業(yè)78-第1講光的折射全反射和色散

第1講光的折射全反射和色散基礎(chǔ)鞏固1.(2017北京昌平二模,13)一束單色光由空氣進(jìn)入水中,該光先后在空氣和水中傳播時(shí)()A.速度相同,波長(zhǎng)相同B.速度不同,波長(zhǎng)相同C.速度相同,頻率相同D.速度不同,頻率相同2.(2017北京東城一模,14)如圖所示,將一個(gè)半圓形玻璃磚置于空氣中,當(dāng)一束單色光入射到玻璃磚的圓心O時(shí),下列情況不可能發(fā)生的是()3.(2017北京朝陽二模,14)如圖所示,ABC是一個(gè)用折射率n>2的透明介質(zhì)做成的棱鏡,其截面為等腰直角三角形。現(xiàn)有一束光從圖示位置垂直入射到棱鏡的AB面上,則該光束()A.能從AC面射出B.能從BC面射出C.進(jìn)入棱鏡后速度不變D.進(jìn)入棱鏡后波長(zhǎng)變長(zhǎng)4.一束單色光在某種介質(zhì)中的傳播速度是其在真空中傳播速度的一半,則()A.該介質(zhì)對(duì)于這束單色光的折射率為0.5B.這束單色光由該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射的臨界角為60°C.這束單色光在該介質(zhì)中的頻率為其在真空中頻率的一半D.這束單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為其在真空中波長(zhǎng)的一半5.(2017北京豐臺(tái)一模,14)已知一束可見光m是由a、b、c三種單色光組成的,光束m通過三棱鏡的傳播情況如圖所示,則比較a、b、c三種單色光,下列說法正確的是()A.a色光的折射率最大B.c色光的頻率最小C.b色光在玻璃中的傳播速度最大D.c色光發(fā)生全反射的臨界角最小6.一束光從折射率為1.5的玻璃射向空氣,入射角為45°。下列四幅光路圖中正確的是()7.直線P1P2過均勻玻璃球球心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8.人的眼球可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個(gè)球體共軸。平行光束寬度為D,對(duì)稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會(huì)聚在軸線上的P點(diǎn)。取球體的折射率為2,且D=2R。求光線的會(huì)聚角α。(示意圖未按比例畫出)綜合提能1.(2014北京理綜,20,6分)以往,已知材料的折射率都為正值(n>0)。現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料,其折射率可以為負(fù)值(n<0),稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材料,入射角i與折射角r依然滿足sinisin2.光導(dǎo)纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續(xù)型兩種。階躍型的光導(dǎo)纖維分為內(nèi)芯和外套兩層,內(nèi)芯的折射率比外套的大。連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中心最高,沿徑向逐漸減小,外表面附近的折射率最低。關(guān)于光在連續(xù)型光導(dǎo)纖維中的傳播,下列四個(gè)圖中能正確表示傳播路徑的是()3.(2017北京西城一模,20,6分)通電霧化玻璃是將液晶膜固化在兩片玻璃之間,經(jīng)過特殊工藝膠合一體成型的新型光電玻璃產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于高檔辦公室、計(jì)算機(jī)機(jī)房、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、商業(yè)展示等領(lǐng)域,能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求。我們將其工作原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型,在自然條件下,液晶層中的液晶分子無規(guī)則排列,玻璃呈乳白色,即不透明,像一塊毛玻璃;通電以后,彌散分布的液晶分子迅速?gòu)臒o規(guī)則排列變?yōu)橛幸?guī)則排列,整個(gè)液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃。結(jié)合以上內(nèi)容和你所學(xué)知識(shí),關(guān)于通電霧化玻璃,你認(rèn)為下列敘述中比較合理的是()A.不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生了全反射,導(dǎo)致光線無法通過B.不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生了干涉,導(dǎo)致光線無法通過C.通電時(shí),入射光在通過液晶層后方向發(fā)生了改變D.通電時(shí),入射光在通過液晶層后按原有方向傳播4.如圖,在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A,它到池邊的水平距離為3.0m。從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角,水的折射率為43(ⅰ)求池內(nèi)的水深;(ⅱ)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上,他的眼睛到池面的高度為2.0m。當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí),他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°。求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.D光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),頻率不變,光在水中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度,波長(zhǎng)λ=vf2.B光由空氣斜射入玻璃時(shí)折射角小于入射角,A正確,B錯(cuò)誤;C、D選項(xiàng)中,光由空氣進(jìn)入玻璃入射角為零,折射角為零,再由玻璃斜射入空氣,折射角大于入射角,也可能發(fā)生全反射,C、D正確。3.B因n>2,故光從介質(zhì)射入空氣時(shí)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角θ<45°。由題知光從AC面射向空氣時(shí)入射角為45°,將在AC面上發(fā)生全反射,垂直BC面射出,故A錯(cuò)B對(duì)。光從空氣射入介質(zhì)時(shí),頻率不變而速度變小,由v=fλ可知,波長(zhǎng)變短,故C、D錯(cuò)誤。4.D該介質(zhì)對(duì)于這束單色光的折射率n=cv=2,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;由sinC=1n,代入數(shù)據(jù)得sinC=12,則C=30°,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由c=λ0f和v=λf知cv=λ05.D由白光通過玻璃三棱鏡后形成色散現(xiàn)象可知,a色光相當(dāng)于紅光,b色光相當(dāng)于綠光,而c色光相當(dāng)于紫光,易知B項(xiàng)錯(cuò)誤;由折射率的定義易知A項(xiàng)錯(cuò)誤;由n=cv可知C項(xiàng)錯(cuò)誤;由sinC=16.A光從玻璃斜射入空氣可能發(fā)生全反射,設(shè)臨界角為C,則:sinC=1n=23,又因?yàn)閟in45°=7.C從光路圖可以看出,a、b兩束光的入射角相等,b光的折射角更小一些,由此可知nb>na,A錯(cuò)誤;由sinC=1n可知,玻璃對(duì)a光的臨界角較大,B錯(cuò)誤;由n=c8.答案30°解析由幾何關(guān)系sini=D2R,解得i=45°,則由折射定律sin且i=γ+α2綜合提能1.B折射線與入射線應(yīng)位于法線的同一側(cè),故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。因?yàn)椴牧险凵渎蕁=1,電磁波由空氣進(jìn)入介質(zhì)時(shí),sinα=sin(β),得α=β,則C項(xiàng)錯(cuò)。故正確選項(xiàng)為B。2.C光由空氣斜射入光導(dǎo)纖維時(shí),根據(jù)折射定律,入射角大于折射角,因此光線應(yīng)向法線偏折。由題可知,連續(xù)型光導(dǎo)纖維的折射率中心最高,沿徑向逐漸減小,可以將光導(dǎo)纖維看成多層折射率依次減小的材料。光由內(nèi)芯向外表面?zhèn)鞑ミ^程中,在每?jī)蓪咏橘|(zhì)的分界面上發(fā)生折射時(shí),入射角都小于折射角,因此光線繼續(xù)向下偏折,如圖所示。當(dāng)達(dá)到某分界面時(shí),發(fā)生全反射,之后的光路將與全反射之前對(duì)稱?？芍?只有C選項(xiàng)滿足要求。3.D不通電時(shí),入射光在液晶層發(fā)生折射,各向?qū)?導(dǎo)致光線通過時(shí)方向雜亂,A、B錯(cuò)。通電時(shí),整個(gè)液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃,入射光通過后出射方向不變,D正確。4.答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m解析(ⅰ)如圖,設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i。依題意,水的折射率n=43,光線的折射角θ=90°。由折射定律有nsini=sinθ①由幾何關(guān)系有sini=ll式中,l=3m,h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h=7m≈2.6m③(ⅱ)