2021学年第三章 磁场综合与测试同步训练题

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[学生用书 P120]1．(2011年高考大纲全国卷) 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图19－4－14中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是(　　) 图19－4－14A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光解析：选B.由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知a→d折射率依次减小，故A、C、D错，B对．2．白光通过三棱镜发生色散，这说明(　　)A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．在同一介质中，红光的折射率比紫光大C．在同一介质中，红光的光速比紫光大D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光解析：选C.不同颜色的光在真空中速度相同．复色光通过棱镜可分解为单色光，但单色光通过棱镜就不能再分解．白色光是复色光，通过棱镜会发生色散，色散的结果是紫光比红光向底边偏折得大．可见对同一介质，紫光的折射率比红光大，再由n＝c/v得出正确结论．3. 如图19－4－15所示，一束光a从空气射向一玻璃三棱镜，出来后分为两束光，这表明(　　) 图19－4－15A．b、c两束光是不同颜色的光B．b光在玻璃中的传播速度小于c光在玻璃中的传播速度C．玻璃对b光的折射率比玻璃对c光的折射率小D．b、c两种光在真空中的传播速率一定相等解析：选ACD.从b、c两束光相对入射光线的偏折方向可知nc>nb，所以两种光的频率不同，颜色也不同；由n＝知vc<vb；一切光在真空中的传播速率都相同．4．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理．它虽然本身不发光，但在夜间骑车时，从后面开来的汽车发出的强光照射到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．尾灯由透明介质组成，其外形如图19－4－16所示 .下面说法正确的是(　　) 图19－4－16A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光应从右面射来，在尾灯的右表面发生全反射D．汽车灯光应从右面射来，在尾灯的左表面发生全反射解析：选D.光要发生全反射，必须从光密介质进入光疏介质，A、C两选项错，尾灯的原理是光从右侧射向尾灯，进入全反射棱镜中在两直角边界面发生两次全反射，使反射光线与入射光线反向，使汽车司机观察到，因此D正确．5．如图19－4－17所示，两束平行的红光和紫光，相距为d，斜射到玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下面射出时(　　) 图19－4－17A．两条出射光线仍平行，但距离大于dB．两条出射光线仍平行，但距离小于dC．两条出射光线仍平行，距离仍为dD．两条出射光线将不再平行解析：选B.光经过平行玻璃折射后，出射光线与入射光线平行，折射率不同，偏移距离不同，如图所示．1．红光与紫光相比(　　)A．在真空中传播时，紫光的速度比较大B．在玻璃中传播时，红光的速度比较大C．玻璃对红光的折射率较紫光的大D．从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大解析：选BD.真空中紫光与红光速度相同，A错误．玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大，由v＝及sinθ＝可知玻璃中红光的速度大，临界角大．2．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图19－4－18所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　) 图19－4－18A．na＞nb　　　　　 B．na＜nbC．va＞vb   D．va＜vb解析：选AD.从a、b在玻璃中的偏折程度不同，可以得出，a光偏折程度大，则a光折射率大，即na＞nb，由n＝，可判定va＜vb.3．如图19－4－19所示，一束单色光对称地通过等边玻璃三棱镜，则玻璃棱镜的折射率为(　　)图19－4－19A．1.2　　　　　　　 B.C.   D./3解析：选C.依题意，对AB界面，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.由折射率定义，n＝＝.4．一束白光从水中射入真空的折射光线如图19－4－20所示，若保持入射点O不变而逐渐增大入射角，则关于红光和紫光的下述说法中正确的是(　　) 图19－4－20A．若红光射到P点，则紫光在P点上方B．若红光射到P点，则紫光在P点下方C．紫光先发生全反射，而红光后发生全反射D．当红光和紫光都发生全反射时，它们的反射光线射到水底时是在同一点解析：选BCD.由于水对紫光的折射率大，故紫光偏折程度大，故而B正确．又由sinC＝知紫光临界角小，紫光先发生全反射，故C正确．都发生全反射时，它们的反射角相同，没有发生色散，故D正确．5．一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下图中可能正确的光路图是(　　)图19－4－21解析：选B.任何光线透过平行玻璃砖后，透射光线都要与原光线方向平行，知C、D错误．又因为a的频率小于b的频率，可知a的折射率小于b的折射率，a的折射角大于b的折射角，所以A错，B对．6．如图19－4－22所示，小光点S发出白光，经三棱镜分光，现人沿折射后光线的反方向观察，透过棱镜可看到(　　) 图19－4－22A．白光点B．光点上部红色，下部紫色C．光点上部紫色，下部红色D．未见光源的像解析：选C.因发生色散时，紫光折射率大于红光，紫光向底部偏折的厉害些，而人的眼睛迎着这些折射光看去，必会觉得紫光是从上部射来的，红光在下部，如图所示，故选项C正确．  7．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图19－4－23所示．现考虑光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示紫光成的像的长度，则(　　) 图19－4－23A．l1＜l2＜l0   B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0   D．l2＜l1＜l0解析：选D.光源发出的点从水中进入空气而偏折，折射角大于入射角所以l1<l0，l2<l0.又因介质对紫光折射率大，紫光偏折更明显，紫光成的像最小，所以l2<l1.故D对．8. 一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜然后分成两束光，并沿OM和ON方向射出(如图19－4－24所示)，已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则(　　) 图19－4－24A．OM为复色光，ON为紫光B．OM为复色光，ON为红光C．OM为紫光，ON为复色光D．OM为红光，ON为复色光解析：选D.由题可知ON为反射光，由于红光、紫光均发生反射，所以ON为复色光，OM为单色光、两种色光的入射角相同，紫光的临界角较小，发生全反射，所以OM为红光．9．等腰三棱镜的顶角是30°，光线直垂直于棱镜的一个面射入棱镜，从另一面射出时，出射光线偏离原来光线30°，则该棱镜的折射率为(　　)A.　　　　　　　　　 B.C.   D.答案：A10．(2011年高考重庆卷)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大　②a光的传播速度最小　③b光的折射率最大　④a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是(　　)A．①②   B．①③C．②④   D．③④解析：选C.b像最深说明折射率最小，频率最小，波长最大，发生全反射的临界角最大．c照亮水面的面积比a大，说明a折射率比c大，发生全反射的临界角比c小，总之，频率最大的是a，①错误；传播速度v＝，故传播速度最小的是a，②正确；折射率最大的是a，a光波长最短，b光波长最长，③错误，④正确．故选项C正确．11．(2011年青岛第一次质检)如图19－4－25所示，半圆形玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角θ1＝30°射向玻璃砖的圆心O，在屏幕MN上出现了两个光斑．求这两个光斑之间的距离L.图19－4－25解析：由n＝，得α＝60°由反射定律知β＝30°由几何关系知OP＝ cmPQ＝cm≈0.23 m即L＝0.23 m.答案：0.23 m12．(2011年深圳模拟)如图19－4－26所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束极细的光于AC的中点D垂直于AC面入射，AD＝a，棱镜的折射率n＝，求：图19－4－26(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速率为c)．解析：(1)如图：i1＝60°，设玻璃对空气的临界角为C，则sinC＝＝，C＝45°，i1＞45°，发生全反射．i2＝i1－30°＝30°＜C，由折射定律有＝，所以r＝45°.(2)镜中光速v＝＝所求时间t＝＋＝＝.答案：(1)45°　(2)