2012届高三物理复习测试：45光的折射 全反射 色散

2012版高三物理一轮复习 光的折射 全反射 色散

1.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离.在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是( )

A.红光以30°的入射角入射

B.红光以45°的入射角入射

C.紫光以30°的入射角入射

D.紫光以45°的入射角入射

解析:侧移距离是指出射光线与原入射方向的垂直距离.同一种光线相比折射率相等,入射角越大侧移距离越大,即B 项侧移距离大于A 项.D 项侧移距离大于C 项.又在入射角相同时,折射率越大,侧移距离越大,所以紫光在45°的入射角入射时,侧移距离最大,即D 项正确.

答案:D

2.如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°,已知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为

( )

.1.5.2

B C D

解析:绘出光在玻璃体内的光路图,由几何关系可知,第一次折射时,折射角为30°,则

n=

6030sin sin

正确

.

答案:C

3.右图是一个

1

4

圆柱体棱镜的截面图,图中E ､F ､G ､H 将半径OM 分成5等份,虚线EE 1､FF 1､GG 1､HH 1平行于半径O N,O N 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=5

3

,若平行

光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )

A.不能从圆弧 1NF 射出

B.只能从圆弧 1NG 射出

C.能从圆弧 11G H 射出

D.能从圆弧 1

H M 射出 解析:由折射率n=

53知该棱镜的全反射临界角为C=37°(sinC=3

5

),刚好从G 点入射的光线垂直进入棱镜后,在G 1点恰全反射,则 1G M 圆弧上所有入射光线均发生全反射,不会从中射出,只有 1

NG 圆弧上入射的光线折射后射出棱镜.所以只有B 正确,A ､C ､D 错误. 答案:B

4.一束由红､蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表面射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.

5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t 1和t 2,则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中( )

A.t 1始终大于t 2

B.t 1始终小于t 2

C.t 1先大于后小于t 2

D.t 1先小于后大于t 2

解析:假设玻璃砖的厚度为d,光线在玻璃砖中的折射角为θ′,由折射定律可得

sin θ′=

,sin n θ光线在玻璃砖中的传播速度v=c n ,光在玻璃砖中的传播距离L=d

cos θ

',可知光

穿过玻璃砖所用的时间t=22L nd d sin dsin v c cos c sin cos c sin θ

θθθθθ==='''

' ,因为红光的折射率小于

蓝光的折射率,所以红光的折射角大于蓝光的折射角.由题意知n 红=1.5,可知红光的折射角θ′<45°,所以两种光线在θ从0°逐渐增大到90°的过程中,折射角θ′的两倍都小于90°,因此sin 2θ′也会增大,且折射角是红光的大于蓝光的.所以整个过程中红光所用的时

间始终小于蓝光所用时间,故选B.

答案:B

5.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示.下列说法正确的是

( )

A.单色光1的波长小于单色光2的波长

B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度

C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间

D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

解析:本题考查光的折射和全反射.由题意可知,玻璃板对单色光1的折射率较大,故单色

光1的频率较大,波长较小,选项A正确;根据v=c

n

,可知单色光2在玻璃中的传播速度较大,

选项B错误;设玻璃板的厚度为d,光在玻璃板上表面的入射角为α,发生折射后的折射角为β,

则光通过玻璃板的时间为t=

2

2

d d

dsin dsin

cos cos

c csin csin cos csin

n sin

ββ

βββ

α

β

α

α

===,由于两种单色光的入

射角相同,β1<β2,则2β1<2β2,但sin2β1与sin2β2的大小关系不能确定,所以两种单色光通

过玻璃板所用时间的长短关系不能确定,选项C错误;由sinC=1

n

,n1>n2,则C1

答案:AD

6.(山西太原)某直角棱镜顶角θ=41.3°,由下表内各种色光组成的一窄光束以垂于直角边AB的方向射入棱镜,如图所示.下表中给出了棱镜对各种色光的折射率和临界角,下列说法正确的是

( )

A.只有橙光､红光从棱镜的AC面射出

B.只有紫光､蓝光､绿光和黄光从棱镜的AC面射出

C.若在BC的下方放一光屏,从BC出射的光在光屏上将会形成一彩色光带

D.只有紫光､蓝光､绿光和黄光从BC射出并在光屏上形成彩色光束

解析:由图可知在AC界面处的入射角θ=41.30°,由全反射的条件可知,当入射角θ>C 时能发生全反射,因此只有橙､红光不能全反射,这两种光在AC面上同时发生折射和反射,A对B错,其余四种光线经AC面反射后射到BC面而折射,橙､红光虽折射但同时也有反射光射到BC 面,因各色光折射率不同形成六色彩色光带,C对D错.

答案:AC

7.(河北保定)如图所示,激光器固定在转台上发出一束细光,转台在某液体中匀速转动,使激光束在竖直平面内扫描,扫描一周的时间为T=32 s.激光束转动方向如图中箭头所示,该

一个周期T内在液面上方能观察到激光束的时间是( )

A.4 s

B.8 s

C.16 s

D.32 s

解析:光从水射向空气可能发生全反射,sinC=1

n

,知全反射的临界角C=45°,入射角小于

45°的光线能射出水面,由对称性知,能射出水面的入射光的最小夹角θ=90°,故时间

t=1

4

T=8 s,B正确.

答案:B

8.“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人,现有井口大小和深度相同的两口

井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底都各有一只青蛙,则( )

A.枯井中青蛙觉得天比较小,水井中青蛙看到井外的范围比较大

B.枯井中青蛙觉得天比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较小

C.枯井中青蛙觉得天比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较大