高考物理一轮作业78-第1讲光的折射全反射和色散

第1讲光的折射全反射和色散基础巩固1.(2017北京昌平二模,13)一束单色光由空气进入水中,该光先后在空气和水中传播时()A.速度相同,波长相同B.速度不同,波长相同C.速度相同,频率相同D.速度不同,频率相同2.(2017北京东城一模,14)如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,下列情况不可能发生的是()3.(2017北京朝阳二模,14)如图所示,ABC是一个用折射率n>2的透明介质做成的棱镜,其截面为等腰直角三角形。现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜的AB面上,则该光束()A.能从AC面射出B.能从BC面射出C.进入棱镜后速度不变D.进入棱镜后波长变长4.一束单色光在某种介质中的传播速度是其在真空中传播速度的一半,则()A.该介质对于这束单色光的折射率为0.5B.这束单色光由该介质射向真空发生全反射的临界角为60°C.这束单色光在该介质中的频率为其在真空中频率的一半D.这束单色光在该介质中的波长为其在真空中波长的一半5.(2017北京丰台一模,14)已知一束可见光m是由a、b、c三种单色光组成的,光束m通过三棱镜的传播情况如图所示,则比较a、b、c三种单色光,下列说法正确的是()A.a色光的折射率最大B.c色光的频率最小C.b色光在玻璃中的传播速度最大D.c色光发生全反射的临界角最小6.一束光从折射率为1.5的玻璃射向空气,入射角为45°。下列四幅光路图中正确的是()7.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比()A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短8.人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R的小球,会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为2,且D=2R。求光线的会聚角α。(示意图未按比例画出)综合提能1.(2014北京理综,20,6分)以往,已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),称为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足sinisin2.光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种。阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层,内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高,沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最低。关于光在连续型光导纤维中的传播,下列四个图中能正确表示传播路径的是()3.(2017北京西城一模,20,6分)通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间,经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品,被广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域,能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求。我们将其工作原理简化为如图所示的模型,在自然条件下,液晶层中的液晶分子无规则排列,玻璃呈乳白色,即不透明,像一块毛玻璃;通电以后,弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列,整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃。结合以上内容和你所学知识,关于通电雾化玻璃,你认为下列叙述中比较合理的是()A.不通电时,入射光在液晶层发生了全反射,导致光线无法通过B.不通电时,入射光在液晶层发生了干涉,导致光线无法通过C.通电时,入射光在通过液晶层后方向发生了改变D.通电时,入射光在通过液晶层后按原有方向传播4.如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为43(ⅰ)求池内的水深;(ⅱ)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。

答案精解精析基础巩固1.D光由一种介质进入另一种介质,频率不变,光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度,波长λ=vf2.B光由空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,A正确,B错误;C、D选项中,光由空气进入玻璃入射角为零,折射角为零,再由玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,也可能发生全反射,C、D正确。3.B因n>2,故光从介质射入空气时发生全反射时的临界角θ<45°。由题知光从AC面射向空气时入射角为45°,将在AC面上发生全反射,垂直BC面射出,故A错B对。光从空气射入介质时,频率不变而速度变小,由v=fλ可知,波长变短,故C、D错误。4.D该介质对于这束单色光的折射率n=cv=2,故A项错误;由sinC=1n,代入数据得sinC=12,则C=30°,故B项错误;光由一种介质进入另一种介质时,频率不变,C项错误;由c=λ0f和v=λf知cv=λ05.D由白光通过玻璃三棱镜后形成色散现象可知,a色光相当于红光,b色光相当于绿光,而c色光相当于紫光,易知B项错误;由折射率的定义易知A项错误;由n=cv可知C项错误;由sinC=16.A光从玻璃斜射入空气可能发生全反射,设临界角为C,则:sinC=1n=23,又因为sin45°=7.C从光路图可以看出,a、b两束光的入射角相等,b光的折射角更小一些,由此可知nb>na,A错误;由sinC=1n可知,玻璃对a光的临界角较大,B错误;由n=c8.答案30°解析由几何关系sini=D2R,解得i=45°,则由折射定律sin且i=γ+α2综合提能1.B折射线与入射线应位于法线的同一侧,故选项A、D错误。因为材料折射率n=1,电磁波由空气进入介质时,sinα=sin(β),得α=β,则C项错。故正确选项为B。2.C光由空气斜射入光导纤维时,根据折射定律,入射角大于折射角,因此光线应向法线偏折。由题可知,连续型光导纤维的折射率中心最高,沿径向逐渐减小,可以将光导纤维看成多层折射率依次减小的材料。光由内芯向外表面传播过程中,在每两层介质的分界面上发生折射时,入射角都小于折射角,因此光线继续向下偏折,如图所示。当达到某分界面时,发生全反射,之后的光路将与全反射之前对称。可知,只有C选项满足要求。3.D不通电时,入射光在液晶层发生折射,各向导性,导致光线通过时方向杂乱,A、B错。通电时,整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃,入射光通过后出射方向不变,D正确。4.答案(ⅰ)2.6m(ⅱ)0.7m解析(ⅰ)如图,设到达池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=43,光线的折射角θ=90°。由折射定律有nsini=sinθ①由几何关系有sini=ll式中,l=3m,h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得h=7m≈2.6m③(ⅱ)