高考物理复习 光的折射和全反射专题训练

2009届高考物理复习 光的折射和全反射专题训练

一、本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分. 1.大气中有一种叫“蒙气差”的光现象,以下关于这种光现象的说法中正确的是( ) A.夜晚我们看到南半天星星的位置,要比它实际的位置高一些 B.夜晚我们看到南半天星星的位置,要比它实际的位置低一些 C.这种光现象中的“蒙气差”效应,越是接近地平线就越明显 D.这种光现象中的“蒙气差”效应,越是接近中天就越明显 答案：AC

解析：越接近地面的大气,其密度越大,光学折射率亦大,光线在夜晚从南半天射向地球时,会向地面折射,故观察者看到的星星将比其实际位置高.越接近地面,大气折射率越大,“蒙气差”效应越明显，故A 、C 正确.

2.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的

4

3

,则( ) A.这束光在水中传播时的波长为真空中的43 B.这束光在水中传播时的频率为真空中的4

3

C.对于这束光,水的折射率为4

3

D.从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中 答案：A 解析：n=

v c =水λλ0=3

4,λ水=43λ0.

3.如图所示,MN 是暗室墙上的一把直尺,一束宽度为a 的平行白光垂直射向MN.现将一横截面是直角三角形(顶角A 为30°)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置,且使其截面的直角边AB 与MN 平行,则放上三棱镜后,射到直尺上的光将( )

A.被照亮部分下移

B.被照亮部分的宽度不变

C.上边缘呈紫色,下边缘呈红色

D.上边缘呈红色,下边缘呈紫色

解析：对AC 面,入射角都是30°,折射后折射角都大于30°,被照亮部分下移;玻璃对红光的折射率较小,对紫光的折射率较大,故上边缘呈红色,下边缘呈紫色,故选A 、D.

4.如图所示,空气中一块圆截异型玻璃砖,折射率为2,现有一细光束,垂直射到AO 面上,经玻璃砖反射、折射后,经OB 面平行返回,角AOB 为135°,圆半径为r.则入射点P 距圆心O 的距离为( )

A.rsin15°

B.rsin7.5°

C.21r

D.4

1

r 答案：B

解析：根据光的折射定律和几何知识,很容易求出光线在圆面处的角为15°,显然入射点P 距圆心O 的距离为rsin7.5°.所以B 选项正确.

5.在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”.其实它不是灯,它是用一种透明的塑料制成的,其截面如图所示.夜间,从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时,“尾灯”就变得十分明亮,以便引起汽车司机的注意.从原理上讲,它的功能是利用了( )

A.光的折射

B.光的全反射

C.光的干涉

D.光的衍射 答案：B

解析：全反射可以让反射光的强度更大一些,故选项B 是正确的.

6.一束光线从空气射向折射率n=2的某种玻璃表面,如图所示,i 代表入射角,则( )

A.当i>45°时会发生全反射现象

B.无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°

C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射

D.当入射角i=arctan 2时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直

解析：由发生全反射的条件知A 错.由折射定律可知B 、C 、D 对.

7.如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角α为30°.一束光线垂直于ab 面射入棱镜,又从ac 面射出.出射光线与入射光线之间的夹角为30°,则此棱镜材料的折射率是( )

A.

2

3

B.23

C.33

D.3

答案：D

解析：光线在ac 界面上发生折射,入射角为30°,折射角为60°,n=

︒

︒

30sin 60sin =3.

8.发出白光的细线光源ab ，长度为l 0，竖直放置，上端a 恰好在水面以下，如图所示.现考虑线光源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l 1表示红光成的像的长度，l 2表示蓝光成的像的长度，则（ ）

A.l 1＜l 2＜l 0

B.l 1＞l 2＞l 0

C.l 2＞l 1＞l 0

D.l 2＜l 1＜l 0 答案：D

解析：由于蓝光折射率大于红光,作光路图可知D 正确.

9.为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体线轴与门面垂直.从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角.已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是( )

A.arcsin

2

2

l r nl + B.arcsin

2

2

l r nr +

C.arcsin 22

l

r r + D.arcsin

2

2l

r n l +

答案：B

解析：如图所示.

sini=nsinr=n

2

2

l

r r +

i=arcsin

2

2

l

r nr +.

10.如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱体后，被分成两束光OA 和OB 沿如图所示方向射出.则( )

A.OA 为黄光，OB 为紫光

B.OA 为紫光，OB 为黄光

C.OA 为黄光，OB 为复色光

D.OA 为紫光，OB 为复色光 答案：C

解析：在同一种介质中,对紫光的折射率大于对黄光的折射率，故在黄光能够发生全反射时，两种光都能够发生全反射，所以正确的情况是黄光的入射角恰好等于临界角,而紫光的入射角已经大于临界角，即选项C 是正确的.

二、本题共2小题,每小题8分,共16分.把答案填在题中的横线上.

11.玻璃对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2,紫光在玻璃中的传播距离为L,则在同一段时间内,红光在玻璃中传播的距离为___________. 答案：

1

2

n n L 解析：对红光v 1=

1n c =t L ',对紫光v 2=2n c =t

L

得红光在玻璃中传播的距离为L ′=12n n L.