湖北省2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 13第十三章 光學(xué)《光的折射、全反射》試題

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1、第十三章　光　學(xué) 第1單元　光的折射　全反射 1.(2020·四川卷)如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則（ ） A.小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D.小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 2.(2020·貴州六校二聯(lián))如圖所示，實(shí)線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上，圖中O1點(diǎn)和入射光線都未畫出)射向水中，折射后通過水中的B點(diǎn).圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn).下列說法正確的是（ ） A.O1點(diǎn)在O

2、點(diǎn)的右側(cè) B.藍(lán)光從空氣中射入水中時，速度變小 C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn) D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn) E.若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn) 3.(2020·山東德州期末)關(guān)于光纖的說法,正確的是…(　　) A.光纖是由高級金屬制成的,所以它比普通電線容量大 B.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲,但導(dǎo)電性能特別好,所以它比普通電線衰減小 C.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲,由內(nèi)芯和外套兩層組成,光纖是利用全反射原理來實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的 D.在實(shí)際應(yīng)用中,光纖必須呈筆

3、直狀態(tài),因?yàn)閺澢墓饫w是不能導(dǎo)光的 4.實(shí)驗(yàn)表明,可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式:n=A+,其中A、B、C是正的常量.太陽光進(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.由折射率為的材料構(gòu)成的半圓柱,其主截面如圖所示.沿半徑方向由空氣射入的光線a射到圓柱的平面后,光線b和c分別是它的反射光線和折射光線.光線a與平面的夾角為60°.若半圓柱繞垂直于紙面過圓心O的軸轉(zhuǎn)過15°(光線a與圓柱平面夾角減小15°),而光線a不動,則(　　) A.光線b將偏轉(zhuǎn)15°

4、 B.光線b將偏轉(zhuǎn)30° C.光線c將偏轉(zhuǎn)30° D.光線c將偏轉(zhuǎn)45° 6.如圖所示,一玻璃棱鏡的橫截面是等腰△abc,其中ac面是鍍銀的.現(xiàn)有一光線垂直于ab面入射,在棱鏡內(nèi)經(jīng)過兩次反射后垂直于bc面射出,則(　　) A.∠a=30°,∠b=75° B.∠a=32°,∠b=74° C.∠a=34°,∠b=73° D.∠a=36°,∠b=72° 7.a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時,其折射光束如圖所示.用a、b兩束光(　　) A.先后照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,在縫后屏上都能出現(xiàn)干涉條紋,由此確定光是橫波 B.先后照射某金屬,a光照射時恰能逸出光電子,b光照

5、射時也能逸出光電子 C.從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,其界面為平面,若b光不能進(jìn)入空氣,則a光也不能進(jìn)入空氣 D.從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣,其界面為平面,a光的反射角比b光的反射角大 8.(2020·天津理綜,8)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖,O點(diǎn)為圓心,OO'為直徑MN的垂線.足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn),入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑,逐漸增大θ角,當(dāng)θ=α?xí)r,光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β時,光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失,則(　　) A.玻璃磚對A光的折射率比對B光

6、的大 B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C.α<θ<β時,光屏上只有1個光斑 D.β<θ<時,光屏上只有1個光斑 9.如圖所示,一個大游泳池,池底是水平面,池中水深1.2m,有一直桿豎直立于池底,浸入水中部分BC恰為桿長AC的1/2.太陽光以與水平方向成37°角射在水面上,測得桿在池底的影長是2.5m.求水的折射率.(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 10.(2020·湖北八校二模)如圖為由某種透明材料做成的三棱鏡的橫截面，其形狀是邊長為a的等邊三角形.現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束以垂直于BC面的方向入射到該三棱鏡的AB及AC面上，結(jié)果所有從AB、AC面入射的光

7、線進(jìn)入后恰好全部直接到達(dá)BC面. (1)求該材料對此平行光束的折射率. (2)這些到達(dá)BC面的光線從BC面射出后，如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑，則當(dāng)屏到BC面的距離d滿足什么條件時，此光斑分為兩塊？ 參考答案 1.解析:光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒有發(fā)生全反射的區(qū)域，就可以看到光線射出，所以A、B錯誤；光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以C錯誤；由v＝得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D正確.答案:D 2.解析:由折射定律 ＝n知，藍(lán)光從空氣射向水中，入射角大，O1點(diǎn)在O點(diǎn)的左側(cè)，選項(xiàng)A錯

8、誤；由v＝知，藍(lán)光進(jìn)入水中的速度變小，選項(xiàng)B正確；若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，紅光折射率小，折射角大，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，選項(xiàng)D正確；若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，不可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，選項(xiàng)E錯誤. 答案:BCD 3.解析:光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光,是特制玻璃絲,由內(nèi)芯和外套兩層組成,內(nèi)芯的折射率比外套的大.載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號的激光傳播時,在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射.光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特

9、點(diǎn).在實(shí)際應(yīng)用中,光纖是可以彎曲的. 答案:C 4.解析:根據(jù)n=A+知波長越長,折射率越小,光線偏折越小.從題圖可知,d光偏折最厲害,折射率最大,應(yīng)是紫光;a光偏折最小,折射率最小,應(yīng)是紅光;D項(xiàng)正確. 答案:D 5.解析:光線b是光線a經(jīng)圓柱平面(相當(dāng)平面鏡)的反射光線,現(xiàn)平面(鏡)偏轉(zhuǎn)15°,則反射光線b將偏轉(zhuǎn)30°(這一點(diǎn)可結(jié)合反射光路圖和數(shù)學(xué)幾何知識加以分析證明),B項(xiàng)正確.光線a在圓柱平面的入射角為30°,依折射定律,可得折射光線c的折射角為45°(sinθ2=sin30°),即可得c與平面的夾角為45°.現(xiàn)平面轉(zhuǎn)過15°,光線a的入射角將變?yōu)?5°,由sin45°=sin

10、θ2,可得θ2=90°,即折射光線c將沿界面?zhèn)鞑?考慮到平面已經(jīng)轉(zhuǎn)過15°,故光線c將偏轉(zhuǎn)30°,C項(xiàng)正確. 答案:BC 6.解析:在光路圖中作出法線,由反射定律和三角形幾何知識可得出∠b=2∠a. 由三角形內(nèi)角和等于180°得2∠b+∠a=180°,所以∠a=36°,∠b=72°. 答案:D 7.解析:橫波與縱波均能發(fā)生干涉現(xiàn)象,雙縫干涉只能證明光具有波動性,A項(xiàng)錯誤;從題圖可看出a光折射率較大,頻率也較大,a光照射某金屬時恰能逸出光電子,b光的頻率低于該金屬的極限頻率,b光照射時一定不能逸出光電子,B項(xiàng)錯誤;a光折射率較大,發(fā)生全反射的臨界角較小,以相同角度入射,b光已發(fā)生全反射

11、,a光一定發(fā)生全反射,C項(xiàng)正確;由于入射角相同,由反射定律知反射角也相同,D項(xiàng)錯誤. 答案:C 8.解析:根據(jù)題意可知,A光先發(fā)生全反射,所以玻璃磚對A光的折射率比對B光的折射率大,A項(xiàng)正確;A光的頻率也大于B光的頻率,由v=可知,A光在玻璃磚中的傳播速度比B光的小,B項(xiàng)錯誤;當(dāng)α<θ<β時,B光折射后在N點(diǎn)下方形成一個亮斑,A光發(fā)生全反射,與B光的一部分反射光射出玻璃磚后在N點(diǎn)上方形成一個亮斑,C項(xiàng)錯誤;當(dāng)β<θ<時,A、B兩束光發(fā)生全反射,射出玻璃磚后在N點(diǎn)上方形成一個亮斑,D項(xiàng)正確. 答案:AD 9.解析:作出光路圖如圖所示,由圖可知: x=hcot37°=1.2×m=1.

12、6m 因?yàn)閤+x'=2.5m,所以 x'=(2.5-1.6) m=0.9 m 又tanθ2==,所以θ2=37° 所以n=≈1.33. 答案:1.33 10.解析:(1)從AB面入射的光線，在棱鏡中是平行于AC面的，則光線進(jìn)入AB面時的入射角α、折射角β分別為α＝60°，β＝30° 由折射定律知，該材料對此平行光束的折射率 n＝. (2)如圖所示，O為BC的中點(diǎn)，在B點(diǎn)附近折射的光線從BC面射出后與直線AO交于D點(diǎn)，只要屏放得比D點(diǎn)遠(yuǎn)，光斑就會分成兩塊. 由幾何關(guān)系可得OD＝a 所以當(dāng)屏到BC面的距離d＞a時，此光斑分為兩塊. 答案:(1) (2)d＞a