2024-2025学年高中物理考前过关训练专题二含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE5考前过关训练1.(2024·扬州高二检测)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。下列说法正确的是 ()A.单色光1的波长大于单色光2的波长B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C.单色光1的频率小于单色光2的频率D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角【解析】选D。由图看出，光在玻璃板上表面发生折射时，入射角相等，单色光1的折射角小于单色光2的折射角，依据折射定律n=sinisinr得知，玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，单色光1的频率大于单色光2的频率，由c=λf得知，单色光1的波长小于单色光2的波长，故A、C错误；由v=cn分析得知，在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，故B错误；玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，由临界角公式sinC=1n分析得知，单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角，2.(多选)(2024·绵阳高二检测)如图所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为a、b两束单色光，则下列说法正确的是 ()A.玻璃对a光的折射率较大B.在玻璃中b光的波长比a光短C.在玻璃中b光传播速度比a光大D.减小入射角i，a、b光线有可能消逝E.减小入射角i，先消逝的是b光【解析】选B、D、E。由题图可知折射率na<nb，则fa<fb，又由n=cv得，va>vb，综上得λb<λa，故A、C错误，B正确；减小入射角i，由几何关系可知在玻璃内的入射角变大，可能发生全反射。a、b都可能消逝且先消逝的是b光，D、E正确。故选B、D、E3.打磨某剖面如图所示的宝石时，必需将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的状况)，则下列推断正确的是 ()A.若θ>θ2，光线肯定在OP边发生全反射B.若θ>θ2，光线会从OQ边射出C.若θ<θ1，光线会从OP边射出D.若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)精确画出光线经MN射到OP面时的光路图。(2)依据几何学问找到光射到OP面时的入射角。(3)依据全反射的条件进行推断。【解析】选D。由全反射的临界角满意sinC=1n，则入射角满意i≥C时发生全反射；作出光路如图所示，可知光线垂直穿过MN后到达OP的入射角为90°-θ，则θ4.(多选)(2024·汕头高二检测)在水面下同一深处有两个光源P、Q，它们发出不同的单色光，在水面上视察到P在水面下的深度大于Q，下列说法正确的是 ()A.P光的频率大于Q光B.P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长C.P光在水中的传播速度大于Q光D.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光E.让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的衍射现象比较显著【解析】选B、C、E。据题知，P光偏折程度比Q光的小，则水对P光的折射率比Q的小，P光的频率小于Q光的频率，故A错误；P光的频率小于Q光的频率，由c=λf知，在真空中P光的波长大于Q光的波长。依据n=cv=λ0fλf得，光在介质中波长λ=λ0n，λ0是光在真空中的波长，结合P光的折射率比Q的小，可知P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长，故B正确；水对P光的折射率比Q的小，由n=cv分析知，P光在水中传播速度大于Q光，故C正确；在真空中P光的波长大于Q光的波长，而双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以P光条纹间的距离大于Q光，故D错误；P光的波长大于Q光的波长，则P光更简单发生衍射现象，所以让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的衍射现象比较显著，故E5.半径为R、介质折射率为n的透亮圆柱体，过其轴线OO′的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。【解析】当光线在O点的入射角为i0时，设折射角为r0，由折射定律得sini0sin设A点与左端面的距离为dA，由几何关系得sinr0=RdA若折射光线恰好发生全反射，则在B点的入射角恰好为临界角C，设B点与左端面的距离为dB，由折射定律得sinC=1n 由几何关系得sinC=dBd设A、B两点间的距离为d，可得d=dB-dA ⑤联立①②③④⑤式得d=(1n2-1答案:(1n2-【补偿训练】如图，矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面内有一细束激光照耀玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别为l1和l2。在截面所在平面内，变更激光束在AB面上入射点的高度和入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时，光线恰好不能从底面射出。求此时入射点距底面的高度H。【解析】设玻璃砖的折射率为n，入射角和反射角为θ1，折射角为θ2，由光的折射定律n=sin依据几何关系有sinθ1=hsinθ2=h由此求得n=l依据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射，设在底面发生全反射时的入射角为θ3，有sinθ3=1由几何关系得sinθ3=l解得H=l3l答案:l3l6.(2024·海南高考)如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为R2。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O【解析】当光线经球心O入射时，光路图如图甲所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有n=sinisin式中，入射角i=45°，γ为折射角。△OAB为直角三角形，因此sinγ=ABOA发生全反射时，临界角C满意s