周练高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

物理周练：光的折射和全反射（5月25日）一、选择题（共40分）1．一束光线从空气射向某种液体时，入射角为45°，反射光线和折射光线之间的夹角为105°，则光在该液体中的折射率为（）A． B．2 C． D．2．如图，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，则这三种单色光中（）A．光子的折射率na>nb>ncB．在真空中传播的速度的关系是C．入射光旋转改变入射角，射出玻璃三棱镜a、b、c单色光中，最后消失的是cD．在玻璃三棱镜中的波长关系是a>b>c3．如图所示，一束由红光和紫光组成的复色光沿PO方向垂直于AB边射入某材料三棱镜后，在界面AC上的O´处分成两束光线沿O´M和O´N方向射出，则下列说法可能正确的是（）A．O´M为紫光，O´N为红光B．O´M为红光，O´N为紫光C．O´M为紫光，O´N为红紫复色光D．O´M为红光，O´N为红紫复色光4．下列有关光现象的说法正确的是A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象B．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄D．光的偏振现象说明光是一种纵波5．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形NBC，该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上的光透出部分的面积为（）A． B．C． D．6．图中虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下说法正确的是（）A．bO不是入射光线B．aO是入射光线C．cO是入射光线D．Ob是反射光线7．下列说法正确的是（）A．X射线在工业上可以用来检查金属零件内部的缺陷B．双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生全反射的缘故D．泊松亮斑是光的衍射现象8．科学和技术本应该紧密联系在一起，我们常常重视科学而忽略了技术应用，实际上技术的进步才是社会发展的真正动力，下面提供的技术和原理，正确的是（）A．光导纤维通信是利用了光的折射原理B．交通警察对行进中的汽车测速是利用了超声波的多普勒效应C．电磁炮是利用了电荷在磁场中运动受磁场力做功而制成的D．激光打印机是利用了正负电荷相符吸引的原理制成的二、实验题（共15分）8．在“用插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上。（1）下列实验操作不正确的是___________。A．大头针应垂直插在纸面上B．直线OP2与MN的夹角不宜过小C．在插大头针P4时，只需让P4挡住P3D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些（2）在某次测量中，测得∠P1OF=45°，∠P4OE=60°，则该玻璃砖的折射率为___________。（3）实验时，若在插P3处的大头针时，不小心将玻璃砖逆时针转动一个角度（O点不变），则折射率的测量结果___________。（填“偏大”“偏小”或“不变”）三、解答题（共45分）10．随着城市建设的不断发展，各大型广场上都设计了灯光秀，给人们的生活带来了美好的视觉体验。某广场有个水底灯光是这样设计的：广场中间有个高为的水池，底面是边长为L的正方形，垂直于左右两侧面的剖面图如图所示，水池中心轴为；水池内充满水，水池的右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处放置一点光源，发现在该剖面内从液体上表面的O点射出的两束光线相互垂直，光在真空中的传播速度为c，求：（1）该液体的折射率n；（本问结果可用根号表示）（2）在剖面内的光从发出经反射壁从O点射出所用的时间。（本问结果折射率用n表示）

11．如图所示的矩形玻璃砖，下底面镀银，厚为3d，一束单色光沿方向射到玻璃砖上表面，折射后经下底面反射后再经上表面射出。已知与玻璃砖上表面成30°角，玻璃砖对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求：（1）光在玻璃砖中传播的时间；（2）光射出玻璃砖上表面的出射点与入射点间的距离。参考答案1．C【详解】由反射定律可知，反射角为45°，由几何关系可知，折射角为30°，故光在该液体中的折射率为C正确。故选C。2．D【详解】A．由图看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，则知c光的折射率最大，频率最大，a光的折射率最小，频率最小。故A错误；B．各种色光在真空中的传播速度都相等，都为光速。故B错误；C．根据临界角的概念，有可知，a光的临界角最大，最后消失的是a。故C错误；D．光子的折射率na<nb<nc,频率的大小关系为fa<fb<fc,在介质中的速度之比为νa>νb>νc根据波长与频率的关系式，有可知，它们的波长关系为a>b>c故D正确。故选D。3．D【详解】O’N为反射光，应为复色光，而折射后只有一束光线，故有一束光发生了全反射；而红光和紫光相比较，紫光折射率较大，临界角较小，故紫光发生了全反射；可知O’M应为红光。故ABC错误，D正确4．B【详解】A项：光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉，不同色光干涉条纹的间距不同，从而形成彩色花纹，所以这是光的干涉现象，故A错误；B项：光导纤维是利用光的全反射现象制成的，根据全反射的条件可知：光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确；C项：在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，入射光的波长变长，由公式可知，则条纹间距变完，故C错误；D项：偏振是横波的特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误．5．B【详解】如图根据折射定律有解得折射角即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过N的光线垂直入射到BC界面上点D射出，D到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到NB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大。根据临界角公式可得临界角设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为所以E到B之间没有光线射出。由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为故选B。6．ABD【详解】在光的反射中，入射角等于反射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；在光的折射中，折射角与入射角不相等，且分居法线两侧。可知，aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线故选ABD。7．ABD【详解】由于X射线具有较强的穿透能力，在工业上，通常利用X射线检查金属零件内部的缺陷，故A正确；双缝干涉实验中，根据，可知条纹间距与光的波长成正比，红光的波长与紫光的波长长，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大，故C正确；水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故C错误；泊松亮斑是光的衍射现象，故D正确．所以ABD正确，C错误．8．BD【详解】A．光导纤维通信是利用了光的全反射现象，A错误；B．交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，以便于进行交通管理，利用了多普勒效应，B正确；C．电磁炮的原理是：位于磁场中的导线在通电时会受到安培力作用，C错误；D．激光打印机是非击打式打印机，是利用激光成像、静电吸附碳粉原理工作的，即利用了正负电荷相符吸引的原理制成的，D正确。故选BD。9．C偏大【详解】（1）[1]A．大头针都应垂直插在纸面上，便于确定光线方向，故A正确，不符合题意；B．直线OP2与MN的夹角不宜过小，否则不易确定出射光线，故B正确，不符合题意；C．插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，故C错误，符合题意；D．为了减小实验的相对误差，大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些，故D正确，不符合题意。故选C。（2）[2]根据光的折射定律，该玻璃砖的折射率（3）[3]玻璃砖逆时针转动一个角度后，作出出射光线时得到的∠P4OE偏大，故折射率的测量结果偏大。10．(1)1.55；(2)【详解】(1)光路图如下

由几何关系得由折射定律得得由图