【物理】2020届一轮复习人教版 光的反射 折射 课时作业 15页

‎2020届一轮复习人教版 光的反射 折射 课时作业 ‎ 1、下列关于光的传播的说法中正确的是（　　）‎ A．光在真空中不能传播 B．光也象声音一样，传播需要介质 C．光在空气中的传播速度最大 D．打雷时，先看到闪电再听到雷声是因为光的传播比声音的传播快得多 ‎2、如图所示，一细束白光从空气通过玻璃三棱镜折射后，在屏上形成了彩色光带，可知（　　）‎ A.玻璃对紫光的折射率最小 B.红光通过棱镜的偏转角最大 C.在玻璃中各种色光频率相同 D.在玻璃中速度最大的是红光 3、圆形玻璃砖的横截面如图所示， O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R=10cm，折射率，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与OO′夹角‎°‎ ‎30‎ ‎？‎ ‎？‎ ，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距离为( )‎ A.cm B.cm C. cm D.cm ‎4、某单色光由玻璃中射入空气时，正确的是（ ）‎ A. 频中不变，波长变短，波速不变 B. 频率不变，波长变长，波速变大 C. 频率变大，波长变短，波速变大 D. 频率变小，波长不变，波速变小 5、如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，O点为圆心，OO′与直径MN垂直，入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，且a与直径MN的夹角小些，则下列说法正确的是( ) ‎ A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距 C.分别用a、b光在同一个单缝做衍射实验，b光的中央条纹宽 D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失 E.a光光子能量大于b光光子能量 ‎6、如图所示，一束光通过三棱镜折射后分为a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）‎ A．这三种色光中，在三棱镜中的传播速度最小的是a光 B．若分別让这三种色光通过同一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 C．c光的热效应最显著 D．让这三种色先以同一入射角，从同一介质射入空气中，若b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 7、如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则________.(填正确答案标号)‎ A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．在真空中，a光的波长小于b光的波长 C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失 E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 ‎8、如图△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知( )‎ A．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角 B．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率 ‎ C．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度 D．在双缝干涉实验中，a光干涉条纹宽度小于b光干涉条纹宽度 E. a光和b光干在同一种介质中相遇根本不能产生稳定的干涉现象 9、如图所示，一玻璃砖的截面为四分之一的圆弧ABO，C是圆弧面AB的中点，一束单色光平行于BO边照射到圆弧面上的C点，光线在C点折射后照射到AO边上的D点（图中未标出），OD问的距离为d，玻璃砖的折射率为，光在真空中的传播速度为c，‎ ‎①试判断折射光线照射到AO面上会不会发生全反射？‎ ‎②求光从C到D传播的时间。‎ ‎10、如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A=θ=60°，光在真空中的传播速度为c．求：‎ ‎①该棱镜材料的折射率；‎ ‎②光在棱镜中的传播速度．‎ ‎ 11、玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如图所示，圆心为O，A为圆柱面的顶点，两条单色红光分别按如图方向沿截面入射到圆柱体上，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°，光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB=60°，已知玻璃对红光的折射率。‎ ‎①判断光线1、2在柱体底面是否发生全反射。‎ ‎②两条光线经柱面折射后到达底面的入射点间的距离d；‎ ‎12、如图所示，内径为R、外径为R′=R的环状玻璃砖的圆心为O，折射率为n=．一束平行于对称轴O′O的光线由A点进入玻璃管，到达B点（为标出）刚好发生全反射．求：‎ ‎（1）玻璃管的临界角 ‎（2）A点处光线的入射角和折射角．‎ ‎13、将长为l的玻璃圆柱体沿轴剖开后得到一块半圆柱体，其截面的正视图如图所示，MNPQ为其底面（PQ图中未画出），MN为直径．已知半圆的圆心为O、半径为R，玻璃的折射率n=‎ ‎．一束与MNPQ所在平面成45°且垂直于轴的平行光束射到半圆柱面上，经折射后，有部分光能从MNPQ面射出，忽经多次反射到达MNPQ面的光线，求MNPQ透光部分的面积．‎ ‎ 14、一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ（γ＜）．与玻璃砖的底平面成（﹣γ）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出，若忽经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．‎ ‎ 15、如图所示，ABC为某种透明介质的横截面图，其中△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光经过BC面射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为、。‎ M N A O B C i ‎① 判断分布在AM和AN两个区域内亮斑的颜色（写出结果即可）；‎ ‎② 求两个亮斑间的距离。‎ ‎16、如图所示，有一个玻璃三棱镜ABC，其顶角A为30°。一束光线沿垂直于AB面的方向射入棱镜后又由AC面射出，并进入空气。测得该射出光线与入射光线的延长线之间的夹角为30°，求此棱镜的折射率n。‎ ‎17、一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n＝‎ ‎，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心．一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角入射，(已知真空中的光速为c，；计算结果用R、n、c表示) 求:‎ ‎ ‎ ‎(1)该透明体的临界角为C。‎ ‎(2)该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间．‎ ‎18、如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从O点（O点在OD平面内）射人玻璃内，分别到达半圆面上的B点和C点。已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t。‎ ‎(i)若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为λB、λC，‎ 试比较λB、λC的大小。‎ ‎(ii)求从C点射出的单色光由D到C的传播时间tC。 19、利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。‎ ‎（1）此玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的表示）；‎ ‎（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_____（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。‎ ‎（3）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′ 和bb′ 后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′ 方向平移了少许,如图甲所示。则他测出的折射率将____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ ‎（4）乙同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′ 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ ‎20、如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”‎ 的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′．O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针． ①该同学接下来要完成的必要步骤有 ‎ A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 ②过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′．测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n= ． ③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）．‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1、答案：D A、光在真空中照应可以传播；选项说法错误，不符合题意；‎ B、光的传播不需要介质，选项说法错误，不符合题意；‎ C、光在真空中的传播速度最大，为3.0×108m/s；选项说法错误，不符合题意；‎ D、因为光在空气中的传播速度远远大于声音的传播速度，所以雷雨前我们先看到闪电后看到雷声，选项说法正确，符合题意．‎ 故选D．‎ ‎2、答案：D 考点：光通过棱镜时的偏折和色散．‎ 专题:光的折射专题．‎ 分析:白光是复色光，经过三棱镜后由于折射率不同，导致偏折程度不同．红光的折射率最小，紫光的折射最大．由公式v=分析光在玻璃中速度关系．‎ 解答:解：A、白光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由下至上依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．由于紫光的折射角最大，其折射率最大，红光通过棱镜的偏转角最小，其折射率最小．故AB错误．‎ C、在玻璃中各种色光中紫光的频率最大，红光的频率最小，故C错误．‎ D、红光的折射率最小，由公式v=分析可知红光在三棱镜中传播速度最大，故D正确．‎ 故选：D．‎ 点评:从光的色散实验发现可见光是复色光，在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．‎ ‎3、答案：C 试题分析：画出如图光路图，‎ 光线在O点发射反射和折射，其中反射角为30°，则反射点P距离N点的距离为；根据光的折射定律可得：，解得，则射到PQ上的点距离N点的距离为：，则这两个光斑之间的距离为；故选C.‎ 考点：光的反射定律及光的折射定律.‎ ‎4、答案：B 频率由波源决定，与介质无关；波速由介质决定。当单色光由玻璃中射入空气时，频率不变；由于，故v变大；由可知，变长。综上分析，B正确。 5、答案：ACE 由题意知，a光的折射率大于b光折射率，则a光的频率大于a光的频率，a光的波长小于b光的波长。由知，a光的速度小于b光的速度,故A对。条纹间距,a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故B错。在同一单缝做衍射实验中，波长越大中央条纹越宽。故C对。a光的折射率大于b光折射率，则a光的临界角小些，先消失，故D错。光子的能量，则频率小的能量低，故E正确 6、答案：AC ‎【考点】光的折射定律 ‎【分析】复色光经过三棱镜色散后，根据偏折角的大小分析折射率的大小，由公式v=分析光在玻璃三棱镜中的传播速度的大小．根据折射率越大，频率越高，波长越短，分析波长关系，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比．即可判断干涉条纹间距的大小．根据sinC=，分析临界角的大小，再分析发生全反射现象．‎ ‎【解答】解：A、通过三棱镜后a光的偏折角最大，则三棱镜对a光的折射率最大，由公式v=分析得知，在三棱镜中的传播速度最小的是a光．故A正确．‎ B、a光的折射率最大，频率最大，波长最短，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比．所以a光形成的干涉条纹间距最小，故B错误．‎ C、c光的波长最长，热效应最显著，故C正确．‎ D、根据全反射临界角公式sinC=，知b光的临界角比c光的小，则让这三种色先以同一入射角，从同一介质射入空气中，若b光恰能发生全反射，则c光不一定能发生全反射．故D错误．‎ 故选：AC 本题是光的色散现象与干涉、光电效应的综合，关键要掌握光的色散研究的结果，知道七种色光排列顺序、折射率大小等等要记牢，同时，要记住折射率与波长、频率、临界角的关系．‎ ‎　 7、答案：ABD 通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于对b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，选项C错误．a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确．由n＝知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，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，a 光首先消失，选项D正确．做双缝干涉实验时，根据Δx＝λ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．‎ ‎8、答案：BCE ‎【知识点】光的折射定律． ‎ ‎【答案解析】 A、a、b两光在侧面上的入射角相同，但是b光发生全反射，说明b光的临界角小于a光的临界角，故A错误．B、a光的临界角大，根据sinC=知，a光的折射率小，故B正确．C、根据v=知，a光的折射率小，则a光在棱镜中的传播速度大．故C正确．D、a光的折射率小，其波长长，根据干涉条纹间距公式△x=λ，知，a光的干涉条纹宽度大，故D错误．E两列波发生干涉的条件是：频率相同，相位差恒定，振动方向平行,故E正确；故选：BCE．‎ ‎【思路点拨】根据光线在棱镜的侧面上是否发生全反射得出折射率的大小，从而得出频率的大小，根据v=得出在棱镜中传播速度的大小．根据△x=λ，分析干涉条纹间距的关系．解决本题的突破口在于通过全反射的临界角大小得出折射率的高低，知道折射率、频率以及在介质中传播的速度的大小关系． 9、答案：（1）不会发生全反射（2）‎ 试题分析：作出光路图，根据几何知识在C点的折射光线照射到AO面时入射角，即可判断折射光线照射到AO面上会不会发生全反射；由几何关系求出光在玻璃砖中传播的距离，由求出光在玻璃砖中传播的速度，即可求得传播的时间。‎ ‎①光传播的光路如图所示，根据光的折射定律有 由于C点是AB弧的中点，因此i=45°‎ 解得：， 因为 解得：‎ 根据几何关系可知，在C点的折射光线照射到AO面时入射角 因此光线在AO面上不会发生全反射 ‎②设CD长为L，由正弦定理可知：，‎ 因此有：‎ 光在介质中的速度为：‎ 光从C到D传播的时间 名师点评：本题主要考查了几何光学题，对于几何光学，作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角。 10、答案：（1）棱镜材料的折射率为．‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度为． 【考点】光的折射定律 ‎【分析】根据几何关系求出光在AC面上的入射角，再根据折射定律求出棱镜的折射率，结合v=求出光在棱镜中的速度．‎ ‎【解答】解：（1）作出完整的光路如右图，‎ 根据几何关系可知φ=∠B=30°，所以α=60°．‎ 根据折射定律有因为α=θ=60°，所以β=γ．‎ β+γ=∠A=60°，故β=γ=30°．‎ 在根据折射定律n=．‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度．‎ 答：（1）棱镜材料的折射率为．‎ ‎（2）光在棱镜中的传播速度为．‎ 能正确的作出光路图是解本题的关键，还要知道折射定律的一些公式． ‎ ‎11、答案：①不会发生全反射 ②‎ 试题分析：先根据折射定律求出光线2在玻璃半圆柱体圆弧面上和底面上的折射角，再运用折射定律求出光线1在底面上的折射角，根据几何知识求解即可。‎ ‎①在底面上没有发生全反射光路如图所示：‎ 对于光线2：如图所示入射角 i=60°，根据 代入数据解得：。‎ 则由几何知识得：i′=60°-=30°，从图知，1光线在O点的入射角，‎ 因为临界角C满足：，则小于 故光线1、2不会在底面发生全反射。‎ ‎②从光路图知，光线1、2在底面的入射点O、C，根据数学知识，三角形BOC为等腰直角三角形，所以入射点间的距离为：.‎ 名师点评：本题主要考查了光的折射和全反射，作出光路图，运用几何知识帮助分析求解。 12、答案：（1）C=45° （2）A点处光线的入射角和折射角分别为45°和30°．‎ 解：（1）根据sinC=，得临界角为：C=45° ‎ ‎（2）光线沿AB方向射向内球面，刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角C．在△OAB中，OA=，OB=R，由正弦定理得：‎ 可得：sinr=，‎ 则有：r=30° ‎ 在A点，由得：i=45° 13、答案：MNPQ透光部分的面积为Rl．‎ ‎【考点】光的折射定律 ‎【分析】光线射到MN上时会发生全反射现象，从而不能从MN射出；根据临界角公式sinC=求出临界角C，根据几何关系确定能从MN射出的光线范围，由几何知识求解面积．‎ ‎【解答】解：设光由介质射向空气的临界角为C．‎ 由 sinC=，得 C=45°‎ ‎ 从A点进入玻璃砖的光线垂直半球面，沿半径AO直达球心O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射，A点左侧的光线经球面折射后，射在MN上的入射角都大于临界角，在MN上全反射，不能从MN上射出．A点右侧光线一直到与球面正好相切的范围内的光线经球面折射后，在MN上的入射角均小于临界角，都能从MN上射出，它们在MN上的出射宽度就是OD．‎ ‎ 由折射定律得 ‎=n MN上透光部分的长度：‎ ‎ OD=Rsinr MNPQ平面内透光部分面积为：‎ ‎ S=OD？l=Rl 答：MNPQ透光部分的面积为Rl．‎ 解决本题的关键要掌握全反射及其产生条件，结合几何知识确定边界光线，要规范作图，有利于答题． 14、答案：底面透光部分的宽度是． 【考点】光的折射定律有 ‎【分析】光线从底面射出时会发生全反射现象，则可得出不能从底面射出的边界；再分析光从玻璃上表面射入的光线的临界值可得出光束宽度．‎ ‎【解答】解：光路图如图所示，‎ 沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，‎ 根据几何知识得入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O出发生全反射，光线①左侧的光线经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，‎ 即在MN上发生全反射，不能射出；‎ 光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，‎ 如图光线③与球面相切，入射角θ1=90°，‎ 根据折射定律得sinθ2=，‎ 根据全反射定律n=，‎ 解得：θ2=γ，‎ 由几何关系可得∠AOE=γ，‎ 所以射出宽度OE==．‎ 答：底面透光部分的宽度是．‎ 本题考查光的折射及全反全射定律，要注意分析发应全反射光线的边界的确定，作出光路图即可求角． 15、答案：①②或0.17m 试题分析： ‎ ‎①在AM区域的亮斑P1为红色，‎ 在AN区域的亮斑P2为红色与紫色的混合色。 ‎ ‎②画出如图光路图。‎ 设折射角为，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律 ‎ ‎ 求得 ‎ 由几何知识可得 ‎ 解得 7.05×10－2m ‎ 由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，‎ 解得 AP2＝0.1m ‎ 所以 P1P2＝0.17m 或 cm ‎ 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象；光的折射定律．‎ 点评：题考查光的折射及机械波的相关知识，两内容均为3-4中的重点内容，要求能熟练做出光路图，并能正确应用几何关系求解．‎ ‎16、答案：正确画出光路图 ‎ i=60° ‎ ‎=30° ‎ ‎ 17、答案：（1）35°（2） ‎ ‎（1）设透明体的临界角为C，由sinC＝，所以C＝35°.‎ ‎ 18、答案：(i) λB<λC ‎ ‎(ii)‎ ‎ 19、答案： (1). 或 (2). 大 (3). 不变 (4). 偏小 ‎（1）根据折射率的定义：；‎ ‎（2）选用宽度较宽的玻璃砖，做折射光线时误差小，所以应选用宽度大的玻璃砖。‎ ‎（3）如甲图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律n=sini/sinr得知，测得的折射率将不变。‎ ‎（4）如乙图所示。红线表示实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由n=sini/sinr得，折射率测量值偏小。 20、答案：①B D； ②； ③小于 ‎①确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上．所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能 挡住P1、P2P3的像，故选BD． ②测定玻璃砖折射率的原理是折射定律n=‎ ‎③作图时，玻璃砖应与所画的边界相齐．该同学的做法中，出射光线的侧向偏移距离小于理论的侧向偏移距离，所以测量出的折射角要小于真实的折射角，导致测量值偏小 ‎