2019人教版高三物理光的折射、全反射、光的色散 练习含解析.doc

天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 课时分层集训(四十)　光的折射　全反射　光的色散 ‎(限时：40分钟)‎ ‎(对应学生用书第348页)‎ ‎[基础对点练]‎ 光的折射、折射率 ‎1．如图14315所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点，图中O点为A、B连线与分界面的交点，下列说法正确的是(　　)‎ 图14315‎ A．O1点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点 D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 BCD　[由折射定律n＝知，蓝光从空气射向水中，入射角比折射角大，O1点在O点的左侧，A错误；由v＝知，蓝光进入水中的速度变小，B正确；若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，则折射光线有可能通过B点正下方的C点，C正确；若沿AO1方向射向水中的是一束红光，红光折射率小，折射角大，则折射光线有可能通过B 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 点正上方的D点，D正确；若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点，不可能通过B点正上方的D点，E错误．]‎ ‎2．如图14316所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则(　　) ‎ ‎【导学号：84370533】‎ 图14316‎ A．此玻璃的折射率为 B．光线从B到D需用时 C．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象 D．若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB E．若∠ABD＝0°，则光线从A点射出，传播方向不变，光速增大 ABE　[由题图可知光线在D点的入射角为i＝30°，折射角为r＝ 60°，由折射率的定义得n＝知n＝，A正确；光线在玻璃中的传播速度为v＝＝c，由题图知BD＝R，所以光线从B到D需用时t＝＝，B正确；若增大∠ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45°，而临界角满足sin C＝＝r2，由折射率n＝知玻璃对b光的折射率较大，选项A正确；设玻璃对光的临界角为C，sin C＝，a光的临界角较大，故选项B错误；光在介质中的传播速度v＝，则a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，故选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，故选项D错误，E正确．]‎ ‎9．(2018·石家庄模拟)如图14323所示，一细束单色光a和一细束单色光b平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M.不考虑光的反射，则下列说法中正确的是(　　)‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 图14323‎ A．在三棱镜中，单色光a的传播速度小于单色光b的传播速度 B．在真空中，单色光a的波长小于单色光b的波长 C．三棱镜对单色光a的折射率小于对单色光b的折射率 D．若改变光束的入射方向，即逆时针转动，则单色光b从三棱镜射出的光线首先消失 E．让a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，单色光b相邻两条亮条纹的间距较宽 ABE　[通过光路图可看出，折射后单色光a的偏折程度大于单色光b的偏折程度，三棱镜对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率，选项C错误．单色光a的频率大于单色光b的频率，单色光a的波长小于单色光b的波长，选项B正确．由n＝知，在三棱镜中，单色光a的传播速度小于单色光b的传播速度，选项A正确．入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，单色光a的折射光线首先消失，选项D错误．由于单色光b的波长大，通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，由Δx＝λ知，单色光b相邻两条亮条纹的间距较宽，选项E正确．]‎ 测定玻璃的折射率 ‎10．(2017·济南质检)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图14324所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s，结果保留两位有效数字). ‎ ‎【导学号：84370535】‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 图14324‎ ‎[解析]　作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i＝45°，由于AB之间的距离等于CE之间的距离，所以折射角r＝37°，故折射率n＝≈1.2，故v＝＝2.5×108 m/s.‎ ‎[答案]　1.2　2.5×108‎ ‎11．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图14325甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．‎ 甲 乙 图14325‎ ‎(1)在图上补画出所需的光路．‎ ‎(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角．‎ ‎(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________.‎ ‎(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)．‎ ‎(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________.‎ ‎[解析](1)连接P3、P4与CD 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路．‎ ‎(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角．‎ ‎(3)由折射定律可得n＝.‎ ‎(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射．‎ ‎(5)图象的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.‎ ‎[答案](1)(2)如图所示 　(3)　(4)小一些 ‎(5)1.5‎ 在“测定玻璃的折射率”的实验中 ‎(1)操作步骤如下：‎ ‎①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．‎ ‎②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．‎ ‎③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置．‎ ‎④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．‎ 上述操作步骤中存在严重的缺漏，应作的补充是_________________________________________________________________‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎(2)(多选)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sin θ1sin θ2的图象如图14326所示．则下列说法正确的是(　　)‎ 图14326‎ A．实验时，光线是由空气射入玻璃 B．实验时，光线是由玻璃射入空气 C．玻璃的折射率为0.67‎ D．玻璃的折射率为1.5‎ ‎[解析](1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb′，步骤④中应通过P3、P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的折射光线OO′.‎ ‎(2)由图可看出入射角θ1小于折射角θ2，因此，光线应该是由玻璃射入空气；玻璃折射率n＝＝＝1.5，所以选项B、D正确．‎ ‎[答案](1)见解析　(2)BD 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎