届高三物理一轮复习光的折射全反射色散测试大纲人教版.docx
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届高三物理一轮复习光的折射全反射色散测试大纲人教版
2020版高三物理一轮复习光的折射全反射色散
1.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个
表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离•在下列情况下，出射光线侧移
距离最大的是（）
A.红光以30°的入射角入射
B.红光以45°的入射角入射
C.紫光以30°的入射角入射
D.紫光以45°的入射角入射
解析：
侧移距离是指出射光线与原入射方向的垂直距离•同一种光线相比折射率相等,入射角越大侧移距离越大,即B项侧移距离大于A项.D项侧移距离大于C项.又在入射角相同时，折射率越大，侧移距离越大，所以紫光在45°的入射角入射时,侧移距离最大，即D项正确.
答案:
D
2.如图,一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°,已知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行•此玻璃的折射率为（）
A.&B.1.5
C..3D.2
解析:
绘出光在玻璃体内的光路图，由几何关系可知，第一次折射时，折射角为
30°,则n=^in60o、、3,C正确.
sin30o
3.
答案:
C
右图是一个-圆柱体棱镜的截面图,图中E?
F?
G?
H将半径0M分成5等份,虚线
4
EE?
FFi?
GG?
HH平行于半径0N,0N边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折
D.
C.能从圆弧G1h1射出
解析：
由折射率n=5知该棱镜的全反射临界角为C=37（sinC=-）,冈収子从G点35
入射的光线垂直进入棱镜后，在G点恰全反射，则GiM圆弧上所有入射光线均发生全反射，不会从中射出，只有NG1圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B正确,A?
C?
D错误.
答案:
B
4.一束由红？
蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角B射入,穿过玻璃砖自下表面射出•已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为ti和t2,则在9从0逐渐增大至90°的过程中（）
A.t1始终大于t2B.t1始终小于t2
C.tl先大于后小于t2D.t1先小于后大于t2
解析：
假设玻璃砖的厚度为d,光线在玻璃砖中的折射角为0',由折射定律可
得sin0'=竺，光线在玻璃砖中的传播速度V=c,光在玻璃砖中的传播距离
nn
L=旦，可知光穿过玻璃砖所用的时间t=L_竺耳,因
cosvcgposcgsingsoscgsin2
为红光的折射率小于蓝光的折射率，所以红光的折射角大于蓝光的折射角.由题意知n红=1.5,可知红光的折射角0'<45°,所以两种光线在0从0逐渐增大到90°的过程中,折射角0'的两倍都小于90°,因此sin20'也会增大,且折射角是红光的大于蓝光的.所以整个过程中红光所用的时间始终小于蓝光所用时间,故选B.
答案:
B
5.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的波长小于单色光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通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
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:
本题考查光的折射和全反射.由题意可知，玻璃板对单色光1的折射率较大，故单色光1的频率较大,波长较小,选项A正确;根据v=E,可知单色光2在玻璃
n
中的传播速度较大，选项B错误;设玻璃板的厚度为d,光在玻璃板上表面的入射角为a发生折射后的折射角为B,则光通过玻璃板的时间为
t=co^-cosdsin竺也,由于两种单色光的入射角相同,BV2,则
ccsincsincoscsin2
nsin
2Bi<2B2,但sin2B1与sin2B2的大小关系不能确定，所以两种单色光通过玻璃板所
1
用时间的长短关系不能确定，选项C错误；由sinC=—,ni>n2,则Cn
答案:
AD
6.（山西太原）某直角棱镜顶角9=41.3。
，由下表内各种色光组成的一窄光束以垂于直角边AB的方向射入棱镜，如图所示.下表中给出了棱镜对各种色光的折射率和临界角，下列说法正确的是（）
色光
紫光
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
折射率
1.532
1.528
1.519
1.517
1.514
1.513
临界角
40.75°
40.88°
41.77°
41.23°
41.34°
41.37°
A.只有橙光？
红光从棱镜的AC面射出
B.只有紫光？
蓝光？
绿光和黄光从棱镜的AC面射出
C.若在BC的下方放一光屏，从BC出射的光在光屏上将会形成一彩色光带
D.只有紫光？
蓝光？
绿光和黄光从BC射出并在光屏上形成彩色光束
解析：
由图可知在AC界面处的入射角9=41.30°,由全反射的条件可知，当入射角9>。
时能发生全反射，因此只有橙？
红光不能全反射，这两种光在AC面上同时发生折射和反射,A对B错,其余四种光线经AC面反射后射到BC面而折射，橙?
红光虽折射但同时也有反射光射到BC面,因各色光折射率不同形成六色彩色光带,C对D错.
答案:
AC
7.（河北保定）如图所示，激光器固定在转台上发出一束细光，转台在某液体中匀速转动，使激光束在竖直平面内扫描，扫描一周的时间为T=32s.激光束转动方向如
图中箭头所示，该液体的折射率为,2.一个周期T内在液面上方能观察到激光束的
时间是（）
解析：
光从水射向空气可能发生全反射,sinC=1,知全反射的临界角C=45,入
n
射角小于45°的光线能射出水面，由对称性知，能射出水面的入射光的最小夹角
0=90°,故时间t=1T=8s,B正确.
4
答案:
B
8.“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底都各有一只青蛙，则
解析：
如图所示，01<02,则水井中青蛙看到井外的范围比较大，01>0'2,故枯
井中青蛙觉得天大•
答案:
C
9.如图所示，光源S发出的光经狭缝A沿半径射至折射率n.2的半圆柱形玻璃
砖的圆心0处后,有两条光线OB,OC射回空气中,玻璃砖绕0轴旋转，/BOC勺最大值
是,最小值是.当入射光A0与出射光0C的夹角为
时，另一出射光0B恰好消失.
解析：
当入射光A0与0点处法线重合时，/B0Ct最大值,且最大值为n.因玻璃的折射率n=、2即临界角C=—,所以当A0在0点的入射角恰等于一时，刚好发生全
44
反射，此时/B0C最小为-，且此时即为0B刚好消失的位置,这时A0与0C的夹角为
4
-2
42
答案:
n--
42
10.（山东济宁三模）有一腰长是16cm的等腰直角三棱镜，为了测定它的折射率，先把三棱镜的一个端面放在铺好白纸的桌面上，用铅笔画出它的轮廓线A0B如图所
示,从0B上的C点观察A棱,发现A棱的位置在0A的D处,测得0C=12cm,0D=9cm,求:
0
（1）此三棱镜的折射率；
（2）光在三棱镜中传播的速度.
解析：
（1）作出光路图如右图所示
OC3
sinr=-
JoeOA5
折射率n=mm
sinr3
⑵光在三棱镜中传播的速度v=c=2.25x10m/s.
n
答案:
⑴4
（2）2.25x108m/s
3
11.如图所示，一个半径为r的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心0的正下方
H=.3r处有一点光源S,已知水的折射率n=2.
三芋三手三三
■■■■■■■■■
（1）求沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角.
⑵若要在水面上方观察不到点光源S所发出的光，则应将点光源S至少竖直向
上移多大的距离?
（结果可用根式表示）
即01=30°②
也1③
sin2n
联立①②③式得02=45°.④
（2）若在水面上方观察不到点光源所发出的光，则入射到圆木板边缘的光线将发
1
生全反射，设临界角为C,点光源S离圆心的距离为h,则由sinC—得⑤
n
C=45⑥
由几何关系tanC=-得⑦
h
h=r⑧
则点光源S至少上移△h=（,3-1）r.⑨
答案:
（1）45°
（2）（.3-1）r
12.如图所示，玻璃棱镜ABC冈以看成是由ADE?
ABE?
BCDE个直角三棱镜组成•一束频率为5.3x1014Hz的单色细光束从AD面入射,在棱镜中的折射光线如图中ab所示,ab与AD面的夹角a=60°.已知光在真空中的速度c=3x108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:
2**
光线在CD面的入射角
'=i=arcsin0.75.
sin45°>0.67,因此光线ab在AB面会发生全反射r'=r=30°
根据n=色也,光线从CD面的出射光线与法线的夹角i
sinr
答案:
（1）arcsin0.75
（2）arcsin0.75
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