高考物理光的折射试题经典1Word文件下载.docx
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D.该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
5.如图所示,两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜,已知该三棱镜对该黄光的折射率为
,入射光与AB界面夹角为45°
,光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上,下列说法中正确的是________。
A.两束黄光从BC边射出后仍是平行的
B.黄光经三棱镜折射后偏向角为30°
C.改用红光以相同的角度入射,出射光束仍然平行,但其偏向角大些
D.改用绿光以相同的角度入射,出射光束仍然平行,但其偏向角大些
E.若让入射角增大,则出射光束不平行
6.2019年1月31日,天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏,这次月全食历时近5小时.最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色,下列有关月食的说法,其中正确的是______.
A.当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象
B.当月亮处于太附和地球中间时才会出现月食现象
C.月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的
D.出现月食现象,是因为月亮处于地球的“影子”中
7.如图所示,把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上,从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字,下面的说法正确的是( ).
A.看到A中的字比B中的字高
B.看到B中的字比A中的字高
C.看到A、B中的字一样高
D.A中的字比没有玻璃时的高,B中的字和没有玻璃时的一样
8.人的眼球可简化为如图所示的模型。
折射率相同、半径不同的两个球体共轴。
平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R的小球,会聚在轴线上的P点。
取球体的折射率为
,且D=
。
则光线的会聚角α为( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.75°
9.有一束单色光从介质A射入介质B,再由介质B射入介质C,如图所示。
根据图中所给的情况判断,下列说法正确的是( )
A.介质B的折射率最大
B.介质C的折射率最大
C.光在介质B中的速度最大
D.光在介质C中的速度最大
10.如图,一横截面为直角三角形MNP的玻璃棱镜,
,此截面内,一束平行光以
入射角射到MN边上,经折射后由MP边射出,出射光束与NP边平行,则该棱镜的折射率为( )
A.
B.1.5C.
D.2
11.一个等腰直角三棱镜的截面如图所示,一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后,经AB面反射,再从BC面的Q点射出,且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路).如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜,则从BC面射出的光线
A.仍从Q点射出,出射光线平行于AB
B.仍从Q点射出,出射光线不平行于AB
C.可能从Q′点射出,出射光线平行于AB
D.可能从O″点射出,出射光线平行于AB
12.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图所示,他进行的主要步骤是:
(1)用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d;
(2)先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC;
(3)将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置;
(4)调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2。
关于上述实验,以下说法不正确的是( )
A.在∠BOC的范围内,改变入射光线PO的入射角,直尺MN上可能只出现一个亮点
B.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
C.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角
13.光线从折射率为
的介质中射向空气,如果入射角为60°
,下图中光路可能的是( )
B.
C.
D.
14.已知天然材料的折射率都为正值(
)。
近年来,人们针对电磁波某些频段设计的人工材料,可以使折射率为负值(
),称为负折射率介质。
电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时,符合折射定律,但折射角为负,即折射线与入射线位于界面法线同侧,如图所示。
点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后,在另一侧成实像。
如图2所示,其中直线SO垂直于介质平板,则图中画出的4条折射线(标号为1、2、3、4)之中,正确的是( )
A.1B.2C.3D.4
15.如图所示,P是一束含有两种单色光的光线,沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O,折射后分成a、b两束光线,则下列说法中正确的是( )
A.a光频率小于b光频率
B.在玻璃砖中传播的时间a光比b光长
C.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°
,P光线保持不变,则a、b两束光线也保持不变
16.如图所示,实线为空气和水的分界面,一束绿光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中未画出)射向空气,折射后通过空气中的B点,图中O点为A、B连线与分界面的交点.下列说法正确的是( )
A.O1点在O点的右侧
B.绿光从水中射入空气中时波长不变
C.若沿AO1方向射出的一束蓝光,则折射光线有可能通过B点正上方的C点
D.若增大入射角,可能在空气中的任何位置都看不到此绿光
17.一束单色光由空气进入水中,则该光在空气和水中传播时
A.速度相同,波长相同B.速度不同,波长相同
C.速度相同,频率相同D.速度不同,频率相同
18.以往,已知材料的折射率都为正值(n>
0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<
0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足
,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=−1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()
A.AB.BC.CD.D
19.如图所示为等腰棱镜,真空中a、b两束单色光与棱镜轴线OO′等距,两束光折射后相交于图中的P点.以下判断正确的是( )
A.在真空中的光速va>vb
B.该棱镜对光的折射率na>nb
C.通过棱镜的时间ta>tb
D.a、b两束光从同一介质射入真空过程中,发生全反射的临界角θa>θb
20.如图所示,两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中,两者的AC面相互平行放置,由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入,通过两棱镜后,变为从a、b两点射出的单色光,对于这两束单色光,下列说法错误的是()
A.红光在玻璃中传播速度比蓝光大
B.从a、b两点射出的单色光不平行
C.从a点射出的为红光,从b点射出的为蓝光
D.从a、b两点射出的单色光仍平行,且平行于BC
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1.A
【解析】
【分析】
【详解】
光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来,要使光能从圆弧面折射出来,则需要向上移动半圆柱形玻璃砖,即将半圆柱形玻璃砖沿MN向M平移适当距离,使到达圆弧面上光线的入射角i小于临界角则可以射出,如图所示,而将半圆柱形玻璃砖平行MN向左或向右平移适当距离,不会改变光在MN圆弧面上的入射角,光仍然发生全反射,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.AC
AB.由光路图可知,a光的偏折程度最小,则a光的折射率最小,a光的频率最低,据
知,a光在真空中波长最长,故A项正确,B项错误;
CD.由光路图可知,c光的偏折程度最大,c光的折射率最大;
根据
,c光在棱镜中传播速度最小,故C项正确,D项错误。
3.BCE
当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象,在月全食时,月球并不是完全看不见的,至于月全食时产生的“红月亮”则主要是因为,月全食的时候,地球挡住了太阳的光辉,红光经地球大气层折射打到了月亮上,因此呈现了“红月亮”的情况,BCE正确.
4.AB
A.为了减小角度测量的相对误差,入射角应适当大一些.但不能太大,否则出射光线太弱,A正确;
B.该同学在插大头针d时,使d挡住a、b的像和c,由此确定出射光线的方向,B正确;
C.由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射,C错误;
D.该实验方法的原理是折射定律,也能用来测量其他透明介质的折射率,D错误。
故选AB。
5.ABD
AB.如图所示,由折射率公式
,
可知
r=30°
由几何关系可知折射光在三棱镜内平行于底边AC,由对称性可知其在BC边射出时的出射角也为i=45°
,因此光束的偏向角为30°
,且两束光平行,故A正确,B正确;
CD.由于同种材料对不同的色光的折射率不同,相对于黄光而言红光的折射率小,绿光的折射率较大,因此折射后绿光的偏向角大些,红光的偏向角小些,故C错误,D正确;
E.若让入射角增大,则折射角按一定的比例增大,出射光束仍然平行,故E错误。
故选:
ABD。
6.ADE
考查光的传播,光的折射。
当太阳、地球、月球在同一直线上,地球位于太阳与月球之间时,太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住,光线照不到月球上,月亮处于地球的“影子”中,在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。
看到整个月亮是暗红的,是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球;
选项ADE正确,BC错误。
故选ADE.
7.AD
如下图所示,放在B中的字反射的光线经半球体向外传播时,传播方向不变,故人看到字的位置是字的真实位置.而放在A中的字经折射,人看到的位置比真实位置要高。
故选AD。
8.A
设入射角为i,折射角为r,由几何关系得
由折射定律有
由几何关系有
联立解得
α=30°
故A正确,BCD错误。
9.BC
AB.由
可知,光线由介质A进入介质B时,根据光路图可知,A的折射率大于B的折射率;
光由介质B进入介质C时,根据光路图可知,B的折射率小于C的折射率,所以介质B的折射率最小;
由光路的可逆性可知,光由B进入A时,如果入射角为
,则折射角为
;
而光由B进入C时,入射角为
,折射角为
,由此比较可知,介质C的折射率最大;
A错误,B正确;
BC.根据
,得
,则介质的折射率越大,光在该种介质中传播速度越小。
B介质的折射率最小,则光在B介质中传播速度最大;
C介质折射率最大,则光在C介质中传播速度最小,故C正确,D错误。
故选BC。
10.C
作出光路图如图所示
光线在NM上折射时,由折射定律有
光线在MP边上折射时,由折射定律有
根据几何关系有
C正确,ABD错误。
故选C。
11.D
蓝光的折射率大,在AC面上偏折得更厉害,绿光折射率小,在AC面上偏折的角度小,出射点向下偏,所以可能在
点射出,根据几何关系得,在BC面上的入射角和在AC面上的折射角相等,根据折射定律,通过光的可逆性,知出射光线仍然与AB平行,故D正确,A、B、C错误.
【点睛】
蓝光的折射率大于绿光的折射率,根据折射定律判断在AC面上折射角的大小,根据几何关系确定在BC面上的入射角,从而确定出射点以及出射角的大小.
12.B
A.当入射角大于等于发生全反射的临界角时,只有反射光线没有折射光线,则直尺MN上只出现一个亮点,故A正确;
BC.光从玻璃射入真空,光路图如图所示,折射角β大于入射角α,通过几何关系知
故B错误,C正确;
D.减小入射角,则折射角减小β,x1增大,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
13.C
先根据sinC=1/n求出临界角为45°
,由于入射角等于60°
大于临界角,则必定发生全反射,因此只有反射光线而无折射光线.
思路分析:
介质为光密介质,空气为光疏介质,当入射角大于临界角时会发生全反射现象
试题点评:
本题考查了全反射中的临界角
14.D
ABCD.由题,点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后,折射光线与入射光线在法线的同一侧,所以不可能是光学1或2;
根据光线穿过两侧平行的介质后的特点:
方向与开始时的方向相同,所以光线3出介质右侧后,根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件,光线将无法汇聚形成实像;
光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件,所以折射光线4可能是正确的,光线3是错误的,由以上的分析可知,ABC错误D正确。
故选D。
15.B
AC.由图看出a光的偏折程度大于b光,所以根据折射定律得知:
玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,折射率大则频率大,则a光的频率大,AC错误;
B.根据公式
可知a光的折射率较大,则在玻璃砖中,a光的速度小于b光的速度,则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长,B正确;
D.旋转前,发生折射过程是由玻璃射向空气中,而旋转180°
后,发生的折射过程是由空气射向玻璃,故光线会发生变化,D错误。
故选B。
16.D
光由水由射入空气时折射角大于入射角,据此大致画出光路图,确定O1点与O点的位置关系;
水对蓝光的折射率大于绿光的折射率,则射出水的时的折射角较大据此判断折射光线有可能通过B点上方还是下方.
A、光由水由射入空气时折射角大于入射角,光路图大致如下:
可以看出O1点在O点的左侧,故A错误;
B、绿光从水中射入空气中时传播速度增大,频率不变,由
,知波长变大,故B错误;
C、若沿AO1方向射出一束蓝光,水对蓝光的折射率大于绿光的折射率,则射出水时的折射角较大,则蓝光的折射光线经过B点下方,不可能经过B点正上方的C,故C错误;
D、光由光密介质(水)射入光疏介质(空气)时,当入射角增大到一定的值会发生全反射,则在空气中的任何位置都看不到绿光,故D正确.
解决本题关键掌握光的反射定律、折射定律和全反射的条件,并能来用分析实际问题即可.
17.D
不同的单色光频率不相同,同一单色光在不同的介质内传播过程中,光的频率不会发生改变;
由公式
可以判断,水的折射率大于空气的,所以该单色光进入水中后传播速度减小.
A.速度相同,波长相同,与结论不相符,选项A错误;
B.速度不同,波长相同,与结论不相符,选项B错误;
C.速度相同,频率相同,与结论不相符,选项C错误;
D.速度不同,频率相同,与结论相符,选项D正确;
故选D.
【学科网考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系
【方法技巧】
本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征,应用公式
公式分析光进入不同介质中的传播速度.
18.B
AD.本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”,无论是从光从空气射入介质,还是从介质射入空气,都要符合此规律,故A、D错误.
BC.折射率为-1,由光的折射定律可知,同侧的折射角等于入射角,故B正确,C错误.
19.D
在真空中,不同的颜色的光传播的速度相同,通过光线的偏折程度,比较a、b两束光的折射率大小,再根据
比较两束光在棱镜中传播的速度,从而比较传播的时间,然后再根据
比较临界角的大小.
A、在真空中,不同的颜色的光传播的速度都相同,即
,故选项A错误;
B、两束光折射后相交于图中的P点,可知b光偏折厉害,则a光的折射率小于b光的折射率,所以
,故选项B错误;
C、a光的折射率小于b光的折射率,根据
知,a光在棱镜中传播的速度大于b光的传播速度,a光在棱镜中传播的距离较小,则a光通过棱镜的时间小于b光通过棱镜的时间,即
,故选项C错误;
D、根据
,可知a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角,即
,故选项D正确.
解决本题的突破口是通过光线的偏折程度比较出折射率的大小,从而可以比较出频率、波长、在介质中的速度、临界角等大小关系.
20.B
由n=c/v,红光的折射率较小,在玻璃中的传播速度较大,A对;
折射率越大偏折程度越大,可知b点为蓝光,并且由光路图可知出射光线与入射光线平行,B错;
CD对;
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