2022版高考物理一轮复习训练：第14章 第3讲 光的折射　全反射

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第十四章　第3讲知识巩固练习1．(2021年北京名校模拟)a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示．关于a、b两种单色光，下列说法正确的是(　　) A．该种玻璃对a光的折射率较大B．b光在该玻璃中传播时的速度较大C．a光的频率较小D．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小【答案】C【解析】由图看出，b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大．根据折射定律可知，玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，故A错误．由v＝可知，在该玻璃中a光的传播速度较大，故B错误．a光的折射率较小，则a光的频率较小，故C正确．由临界角公式sin C＝可知，折射率越大，临界角越小．可知a光的全反射临界角较大，故D错误．2．(2021年日照模拟)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则(　　)A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变大D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】A【解析】由几何知识得：光线在AB面上入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，则折射率为n＝＝，故A正确．光线在F点的入射角与AB面上的折射角相等，根据光路可逆原理，知光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与BC的夹角为θ，所以从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行，故B、D错误．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式v＝λf可知，波长变小，故C错误．3．(2021届天津名校月考)如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则(　　)A．λa<λb，na>nbB．λa<λb，na<nbC．λa>λb，na<nbD．λa>λb，na>nb【答案】C【解析】由光路图可知，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，则玻璃对b光的折射率大，即na<nb；折射率越大，频率越大，波长越小，则可知λa>λb，故C正确，A、B、D错误．4．(2021年凉山州模拟)某同学将一枚大头针从一边长为6 cm的正方形不透光的轻质薄板正中心垂直于板插入，制作成了一个测定液体折射率的简单装置．他将该装置放在某种液体液面上，调整大头针插入深度，当插入液体的深度为4 cm时，恰好无论从液面上方哪个方向都看不到液体中的大头针．则该液体的折射率为(　　)A．　 B．  C．　  D．【答案】A【解析】要在液面上各处均看不到大头针，要求光线射到薄板边缘界面处恰好发生全反射．设临界角为C．由临界角与折射率的关系得sin C＝①，由几何关系得sin C＝＝＝②，联立①②式可得n＝.故A正确．5．(2021年上海模拟)在水面下同一深处有两个点光源P、Q发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光．以下说法正确的是(　　)A．P光的频率大于Q光B．P光在水中的传播速度小于Q光C．让P光和Q光通过同一单缝装置，P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光【答案】C【解析】由题意可知，P光照亮的水面区域大于Q光照亮的水面区域，则P光的临界角大于Q光的临界角．由临界角公式sin C＝知，P光的折射率小于Q光的折射率，那么P光在水中的速度大于Q光的速度，P光的频率也小于Q光的频率，故A错误．由v＝知，P光的折射率小于Q光的折射率，则P光在水中的速度大于Q光的速度，故B错误．P光的折射率小于Q光的折射率，则P光的波长大于Q光的波长，P光的衍射现象比较显著，P光的中心条纹宽度大于Q光的中心条纹宽度，故C正确，D错误．综合提升练习6．(2021年郑州质检)某同学利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率，在坐标纸上记录的情况如图所示．虚线为以入射点O为圆心作出的圆．由此计算出玻璃砖的折射率为________，光在玻璃中的传播速度为________m/s.(光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s.结果均保留2位有效数字)【答案】1.5　2.0×108【解析】玻璃砖的折射率为n＝＝＝＝＝1.5，光在玻璃中的传播速度v＝＝ m/s＝2.0×108 m/s.7．(2021年沈阳名校质检)如图，半径为R的半球形玻璃对a、b两束光的折射率分别为、，这两束光分别由直径的两个端点A点、C点同时射入，入射角均为45°.已知光在真空中传播的速度为c.(1)哪一束光最先照到半球面发生反射？(2)a光束从射入半球形玻璃到射出所用的时间为多少？【答案】(1)同时到达　(2)【解析】(1)如图．光从A传到半球面的时间 t＝.  ①又v＝，在A点，由折射定律得n＝. ②联立①②得 t＝.所以同时传达．(2)a光在A点，由折射定律得n＝ ＝ ＝. 则r＝30°.a光在球体内传播的光路图如下图所示． a光束从射入半球形玻璃到射出所用的时间 t总＝3t，代入数据可得 t总＝.