物理1.1光的折射折射率同步練習(xí)新人教版選修2-3

**********精心制作僅供參考鼎尚出品*******************精心制作僅供參考鼎尚出品*********鼎尚圖文鼎尚圖文1.1光的折射折射率同步練習(xí)一、單選題如圖，玻璃棱鏡的截面為等腰三角形，頂角a為30°.一束光線垂直于ab面射入棱鏡，又從ac面射出.出射光線與入射光線之間的夾角為30°.則此棱鏡材料的折射率是(A.3 B.32 C.33 【答案】A【解析】解：根據(jù)幾何關(guān)系得入射角：i=θ2=30°，

折射角為：r=θ1+θ2=30如圖所示，a、b兩束不同頻率的單色光以45°的入射角射到玻璃磚的上表面上，入射點(diǎn)分別為A、B.直線OO?垂直玻璃磚與玻璃磚上表面相交于E點(diǎn).A、B到E的距離相等.a、b兩束光與直線OO?在同一平面內(nèi)(圖中紙面內(nèi)).經(jīng)過玻璃磚后，a、b兩束光相交于圖中的P點(diǎn).則下列判斷中正確的是()A.在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度

B.在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度

C.玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率

D.a光的頻率大于b光的頻率【答案】B【解析】解：A、在真空中，所有色光的傳播速度都相同，則a光的傳播速度等于b光的傳播速度.故A錯(cuò)誤．

BC、由圖看出，經(jīng)過玻璃磚后，a、b兩束光相交于圖中的P點(diǎn)，說明a光通過玻璃磚后的側(cè)移小于b光通過玻璃磚后的側(cè)移，則知玻璃磚對a光的折射率小于b光的折射率，由v=cn知，在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度.故B正確，C錯(cuò)誤．

D、a光的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率.故D錯(cuò)誤．

故選：B明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象.如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是()

A.若增大入射角i，則b光先消失

B.在該三棱鏡中a光波長小于b光

C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生

D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低【答案】D【解析】解：A、根據(jù)折射率定義公式n=sinisinr，從空氣斜射向玻璃時(shí)，入射角相同，光線a對應(yīng)的折射角較大，故光線a的折射率較小，即na<nb，若增大入射角i，在第二折射面上，則兩光的入射角減小，依據(jù)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角時(shí)，才能發(fā)生光的全反射，因此它們不會(huì)發(fā)生光的全反射，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)折射率定義公式n=sinisinr，從空氣斜射向玻璃時(shí)，入射角相同，光線a對應(yīng)的折射角較大，故光線a的折射率較小，即na<nb，則在真空中a光波長大于b光波長，故B錯(cuò)誤；

C、只要是橫波，均能發(fā)生偏振現(xiàn)象，若a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光一定能發(fā)生，故C錯(cuò)誤；

D、a光折射率較小，則頻率較小，根據(jù)E=hγ如圖所示，一塊兩面平行的玻璃磚平放在紙面上，將它的前、后兩個(gè)邊界PQ、MN記錄在紙面上.若單色光沿紙面從真空中以入射角i=60°，從

MN表面射入時(shí)，光通過玻璃磚的時(shí)間為t；若保持入射光的方向不變，現(xiàn)撤去玻璃磚，光通過PQ、MN之間的區(qū)域的時(shí)間也為t，那么，這塊玻璃磚對該入射光的折射率為()A.2 B.3 C.1.5 D.2【答案】B【解析】解：假設(shè)入射角為γ，根據(jù)折射率定義，有：

n=sin60°sinγ

①

玻璃中的速度：

v=cn

②

從

MN表面射入時(shí)，光通過玻璃磚的時(shí)間為t，故：

dcosγ=vt

③

撤去玻璃磚，光通過PQ、MN之間的區(qū)域的時(shí)間也為t，故：

dcos60°=ctP是一束含有兩種單色光的光線，沿圖示方向射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后分成圖中的a、b兩束光線，則下列說法中正確的是()

A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率

B.a光頻率小于b光頻率

C.在玻璃磚中傳播的時(shí)間a光比b光短

D.若讓玻璃磚在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，a光先消失【答案】D【解析】解：

A、由圖看出a光的偏折程度大于b光，所以根據(jù)折射定律得知：玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率.故A錯(cuò)誤；

B、由f=vλ和v=cn可知光的頻率和折射率成反比，由于a光的折射率大，則a光的頻率也大，故B錯(cuò)誤；

C、由v=cn可知，a光的折射率較大，則在玻璃磚中，a光的速度小于b光的速度，則在玻璃磚中傳播的時(shí)間a光比b光長.故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)全反射臨界角公式sinC=1n知，a光的臨界角小于b光的臨界角，所以讓玻璃磚在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，入射角增大，a光先達(dá)到臨界角，則先發(fā)生全反射，先消失.一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的()A.速度變慢，波長變短 B.速度不變，波長變短

C.周期變小，波長變長 D.周期不變，波長變長【答案】A【解析】解：一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，即由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，由v=cn可知，光的傳播速度變慢；

一單色光在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)周期不變，由v=λT可知，波長變短；故A正確，BCD錯(cuò)誤．

故選：一束光照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出，光線分為a、b兩束，如圖所示.下列說法正確的是()A.在玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

B.在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大于b光的條紋間距

C.a、b光在涂層表面一定不會(huì)發(fā)生全反射

D.在真空中，遇到障礙物時(shí)a光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】解：A、光路圖如圖所示，在玻璃磚上表面折射時(shí)，a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，由v=cn知，在玻璃中a光的傳播速度小于b光的傳播速度.故A錯(cuò)誤．

B、a光的折射率大，頻率大，則波長小，根據(jù)△=Ldλ知，a光的條紋間距小于b光的條紋間距.故B錯(cuò)誤．

C、a、b光在涂層表面的入射角等于在玻璃磚上表面的折射角，由光路可逆性可知，a、b光在涂層表面一定不會(huì)發(fā)生全反射，故C正確．

D、b光的波長較長，波動(dòng)性較強(qiáng)，遇到障礙物時(shí)b光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象.故D錯(cuò)誤．

故選：二、多選題下列關(guān)于光現(xiàn)象說法正確的是()A.水中的潛水員斜向上看岸邊物體時(shí)，看到物體的像將比物體所處的實(shí)際位置低

B.海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于海面的上層空氣的折射率比下層空氣折射率大

C.玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯偏亮，是由于光的全反射

D.光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反放射原理來傳播信息【答案】CD【解析】解：

A、物體反射的光斜射到水面上，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)光進(jìn)入水中后靠近法線，射入潛水員眼睛，而潛水員由于錯(cuò)覺，認(rèn)為光始終沿直線傳播，逆著光的方向看上去而形成的虛像，所以比實(shí)際位置高，所以潛水員在水中看見岸上的物體，實(shí)際是變高了的物體的虛像.故A錯(cuò)誤．

B、海市蜃樓產(chǎn)生的原因是由于：海面上的下層空氣的溫度比上層低，下層空氣的密度比上層大，下層空氣的折射率比上層空氣折射率大而產(chǎn)生的全反射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤．

C、玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯偏亮，是由于光線從玻璃中射入空氣中發(fā)生全反射，故C正確．

D、光纖通信是利用光的全反放射原理來傳播信息，故D正確．

故選：CD

“不經(jīng)歷風(fēng)雨怎么見彩虹”，彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散，如圖所示為太陽光射到空氣中的小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路示意圖，a、b為兩種折射出的單色光。以下說法正確的是()A.a光光子能量大于b光光子能量

B.在水珠中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

C.用同一雙縫干清裝置看到的a光干涉條紋間距比b光寬

D.如果b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】BC【解析】解：A、根據(jù)光路圖知，太陽光進(jìn)入水珠時(shí)b光的偏折程度大，則b光的折射率大于a光的折射率。b光的頻率也大。光子的能量E=hγ，可知，光子的能量與光的頻率成正比，所以光線a的光子能量較小。故A錯(cuò)誤。

B、a光的折射率較小，由v=cn分析可知，在水珠中光線a的傳播速度較大，故B正確。

C、折射率小，則頻率小，波長大，知a光的波長大于b光的波長，根據(jù)干涉條紋的間距公式△x=Ldλ知，a光干涉條紋的間距大于b光干涉條紋的間距。故C正確。

D、產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，故可知若b光能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

如圖所示，一束平行光從真空射向一塊半圓形玻璃磚，下列說法中正確的是()A.只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線不能通過玻璃磚

B.只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線能通過玻璃磚

C.通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折

D.圓心兩側(cè)一定范圍外的光線將在曲面產(chǎn)生全反射【答案】BCD【解析】解：平行光線從玻璃磚射到右側(cè)圓弧面上，在有些區(qū)域會(huì)發(fā)生全反射，只有部分區(qū)域有光射出，設(shè)光線射到C點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生了全反射，此時(shí)入射角為i，則i=C；在C點(diǎn)的上方，入射角大于臨界角，光線發(fā)生全反射，在AC范圍內(nèi)沒有光線射出，根據(jù)對稱性可知，玻璃磚下方對稱部位，也沒有光線射出，所以只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線在曲面上不發(fā)生全反射，能通過玻璃磚，其中通過圓心的光線將沿直線穿出不發(fā)生偏折，圓心兩側(cè)一定范圍外的光線將在曲面產(chǎn)生全反射，故A錯(cuò)誤，BCD正確．

故選：BCD

如圖所示為一直角棱鏡的橫截面，∠bac=90°，∠abc=60°.一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡.已知棱鏡材料的折射率n=2，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線A.從ab面射出 B.從ac面射出

C.從bc面射出，且與bc面斜交 D.從bc面射出，且與bc面垂直【答案】BD【解析】解：由sinC=1n得sinC=22，得到全反射臨界角C=45°．

射到光線ac面的光線，入射角等于30°，小于臨界角C，不發(fā)生全反射，則ac面上有光射出，也有反射，此反射光射到ab面上時(shí)入射角為60°，發(fā)生全反射，而不能從ab面射出．

如圖，射到光線bc面的光線，入射角i=0°，則光線從bc面垂直射出如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為θ=30°，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則()A.該棱鏡的折射率為3

B.該棱鏡的折射率為33

C.光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小

D.從F點(diǎn)出射的光束與入射到E【答案】AC【解析】解：AB、由幾何知識得：光線在AB面上入射角為i=60°，折射角為r=30°，則折射率為n=sinisinr=sin60°sin30°=3.故A正確，B錯(cuò)誤．

C、光從空氣進(jìn)入棱鏡時(shí)，頻率不變，波速變小，由波速公式v=λf得知，波長變小.故C正確．

D、光線在F點(diǎn)的入射角與在E點(diǎn)的折射角相等，根據(jù)光路可逆性原理，得知光在F點(diǎn)不可能發(fā)生全反射，而且從F點(diǎn)出射的光束與三、計(jì)算題如圖所示，ABCD是一玻璃磚的截面圖，一束光與AB面成30°角從AB邊上的E點(diǎn)射入玻璃磚中，折射后經(jīng)玻璃磚的BC邊反射后，從CD邊上的F點(diǎn)垂直于CD邊射出。已知∠B=90°，∠C=60°，EB=10cm，BC=30cm.真空中的光速c=3×108m/s，求：

①玻璃磚的折射率；

②光在玻璃磚中從E【答案】解：①光在三棱鏡中傳播的光路如圖所示，由幾何關(guān)系可得：

i=60°，r=∠BQE=∠CQF=30°

由折射定律得：

n=sinisinr=sin60°sin30°=3；

②由v=cn，得光在玻璃中傳播的速度v=3×10【解析】①根據(jù)題意作出光路圖，由光的反射定律和幾何知識求出入射角和折射角，再得到玻璃磚的折射率；

②根據(jù)幾何知識求出光在玻璃磚中傳播的距離，由v=cn求出光在玻璃中傳播的速度，從而求得傳播的時(shí)間。

如圖，某棱鏡的橫截面積為等腰直角三角形ABC，其折射率n=233，一束單色光從AB面的O點(diǎn)入射，恰好在AC面上發(fā)生全反射，O、A的距離d=0.45m，求：

(1)光在AB面的入射角的正弦值；

(2)光從O點(diǎn)入射到AC面上發(fā)生全反射所經(jīng)歷的時(shí)間．

【答案】解：①光路如圖

根據(jù)全反射定律：sinC=1n

…①

解得

C=60°

…②

由幾何關(guān)系得r=30°

…③

n=sinisinr

…④

得

sini=33

…⑤

②v=cn=332×108m/s

…⑥

由幾何關(guān)系得

x=dcosC

…⑦

而

t=【解析】①單色光恰好在AC面上發(fā)生全反射，在AC面上的入射角恰好等于臨界角C.先根據(jù)臨界角公式sinC=1n，求得C，再由幾何關(guān)系求得光線在AB面的折射角，即可由折射定律求解光在AB面的入射角的正弦值；

②光在棱鏡中的傳播速度由公式v=c一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸DD′、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示.容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料.在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源，已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的兩