（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第三節(jié) 光的折射 全反射（實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率）檢測(cè)

《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第三節(jié) 光的折射 全反射（實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率）檢測(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第三節(jié) 光的折射 全反射（實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率）檢測(cè)（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三節(jié) 光的折射 全反射（實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率） (建議用時(shí)：40分鐘) 一、選擇題 1．如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線．則(　　) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 解析：選ABD.通過光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對(duì)a光的折射率大于b光的折射率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a光的頻率大于b光的頻率，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，

2、選項(xiàng)B正確；由n＝知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項(xiàng)A正確；入射角增大時(shí)，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項(xiàng)D正確． 2. 如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則(　　) A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 解析：選D.發(fā)光小球沿水平方向發(fā)出的光，均能射出玻璃缸，不發(fā)生全反射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球發(fā)出的光射到水面上時(shí)，當(dāng)入射角大于等于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光的頻率由光源決定，

3、光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光的頻率不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)n＝，光在水中的傳播速度較小，選項(xiàng)D正確． 3. 中國(guó)古人對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí)，唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”．從物理學(xué)角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的．如圖是彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光(　　) A．在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于b光 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大 C．分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應(yīng)，a光也一定能 D．以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是a光

4、 解析：選C.由題圖可知，a光在同一介質(zhì)中的折射率大，其頻率大．根據(jù)n＝，知a光在玻璃中的傳播速度小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路圖如圖所示，由圖可知，a光的側(cè)移量大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于a光的頻率大，且頻率越大，越容易引起光電效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；由sin C＝，可知a光的臨界角小，即a光比b光容易發(fā)生全反射，因此在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是b光，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．半圓形玻璃磚橫截面如圖，AB為直徑，O點(diǎn)為圓心．在該截面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到O的距離相等．兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光(　

5、　) A．在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大 B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大 C．讓a光向A端逐漸平移，將發(fā)生全反射 D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大 解析：選ACD.由題圖可知，b光發(fā)生了全反射，a光沒有發(fā)生全反射，即a光發(fā)生全反射的臨界角Ca大于b光發(fā)生全反射的臨界角Cb，根據(jù)sin C＝，知a光的折射率小，即navb，選項(xiàng)A正確；根據(jù)n＝，當(dāng)i相等時(shí)，ra>rb，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a光束向A端平移，射到圓面的入射角增大到大于臨界角，發(fā)生全反射，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)條紋間距離公式Δx＝λ知，用a光時(shí)條紋間距大，選

6、項(xiàng)D正確．　 5. 如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb，則(　　) A．λa<λb，na>nb　　　　　 B．λa>λb，naλb，na>nb 解析：選B.一束光經(jīng)過三棱鏡折射后，折射率小的光偏折較小，而折射率小的光波長(zhǎng)較長(zhǎng)．所以λa>λb，na

7、B點(diǎn)．圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)．下列說法正確的是(　　) A．O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右側(cè) B．藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，速度變小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn) D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn) 解析：選BCD.據(jù)折射定律，知光由空氣斜射入水中時(shí)入射角大于折射角，則畫出光路圖如圖所示，知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左側(cè)，故A錯(cuò)；光從光疏介質(zhì)(空氣)進(jìn)入光密介質(zhì)(水)中時(shí)，速度變小，故B對(duì)；紫光的折射率大于藍(lán)光，所以折射角要小于藍(lán)光的，則可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，故C對(duì)；若是紅光，折射率小于藍(lán)光，折射角大

8、于藍(lán)光的，則可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故D對(duì)． 7．以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0)，稱為負(fù)折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)．現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出．若該材料對(duì)此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播途徑的示意圖是(　　) 解析：選B.由題意知，折射線和入射線位于法線的同一側(cè)，n＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以選項(xiàng)B正確． 8．關(guān)于光的傳

9、播現(xiàn)象及應(yīng)用，下列說法正確的是(　　) A．一束白光通過三棱鏡后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象 B．光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃樓將呈現(xiàn)倒立的像，位置在實(shí)物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景 D．一束色光從空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)將變短，色光的顏色也將發(fā)生變化 解析：選AB.一束白光通過三棱鏡后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，A正確；由全反射的條件可知，內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正確；海市蜃樓將呈現(xiàn)正立的像，位置在實(shí)物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景，C錯(cuò)誤；色光進(jìn)入水中，光的頻率不變，顏色不變，D錯(cuò)誤． 9．(2019·西安質(zhì)檢)如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)

10、束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶．下面的說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)側(cè)是紅色光，b側(cè)紫色光 B．在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng) C．三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率 D．在同種條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距小于b光 解析：選BCD.紅光的折射率小，所以偏折角小，故b側(cè)為紅色光，a側(cè)為紫色光，紅色光的波長(zhǎng)比紫色光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，干涉條紋間距也大，在玻璃中的傳播速率也大，B、C、D正確，A錯(cuò)誤． 10. 彩虹是由陽光進(jìn)入雨滴，先折射一次，然后在雨滴的背面反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次形成的．

11、形成示意圖如圖所示，一束白光L由左側(cè)射入雨滴，a、b是白光射入雨滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的其中兩條出射光(a、b是單色光)．下列關(guān)于a光與b光的說法中正確的是(　　) A．雨滴對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率 B．a(chǎn)光在雨滴中的傳播速度小于b光在雨滴中的傳播速度 C．用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距大于b光條紋間距 D．若a光、b光在同一介質(zhì)中，以相同的入射角由介質(zhì)射向空氣，若b光能夠發(fā)生全反射，則a光也一定能夠發(fā)生全反射 解析：選ABD.從光的折射光路可知，a光折射率大，即na＞nb，選項(xiàng)A對(duì)；根據(jù)n＝，折射率越大，在介質(zhì)中的傳播速度越小，即a光在雨滴中傳播速度

12、小，選項(xiàng)B對(duì)；折射率越大，頻率越高，波長(zhǎng)越短，即a光波長(zhǎng)短，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，由Δx＝知波長(zhǎng)越長(zhǎng)條紋間距越寬，所以a光雙縫干涉條紋間距窄，選項(xiàng)C錯(cuò)；光線從介質(zhì)到空氣，發(fā)生全反射的臨界角sin C＝，即a光全反射的臨界角小，當(dāng)b光能夠發(fā)生全反射時(shí)，已經(jīng)超過了a光的臨界角，a光也一定能夠發(fā)生全反射，選項(xiàng)D對(duì)． 二、非選擇題 11. 如圖所示，某同學(xué)用插針法測(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、

13、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)． (1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量________，則玻璃磚的折射率可表示為________． (2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)． 解析：(1)sin θ1＝，sin θ2＝，因此玻璃磚的折射率 n＝＝＝，因此只需測(cè)量l1和l3即可． (2)當(dāng)玻璃磚順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度時(shí)，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，認(rèn)為l1是

14、不變的，即入射角不變，而l3減小，所以測(cè)量值n＝將偏大． 答案：(1)l1和l3　　(2)偏大 12. 一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝ . (1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？ (2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置． 解析： (1)在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從E點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角θ，則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖，由全反射條件有sin θ＝① 由幾何關(guān)系有OE＝Rsin θ② 由對(duì)稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l＝2OE③ 聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得l＝R.④ (2)設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得 α＝60°>θ 光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最后由G點(diǎn)射出，如圖，由反射定律和幾何關(guān)系得 OG＝OC＝R 射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出． 答案：(1)R　(2)光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置在O點(diǎn)左、右側(cè)分別與O相距 R處 7