2018届高三物理二轮复习练习：波与相对论（选修3-4） 夯基保分练（三） Word版含解析.docVIP

夯基保分练(三)　光的折射　全反射 [A级保分练] 1．(2015·天津高考)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光(　　) A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能 D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光 解析：选C　由题图可知，a光在同一介质中的折射率大，其频率大。根据n＝，知a光在玻璃中的传播速度小，选项A错误；当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a光的侧移量大，选项B错误；由于a光的频率大，且频率越大，越容易引起光电效应，选项C正确；由sin C＝，可知a光的临界角小，即a光比b光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，选项D错误。 2．与通常观察到的月全食不同，小虎同学曾在某日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是(　　) A．地球上有人用红色激光照射月球 B．太阳照射到地球的红光反射到月球 C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 解析：选C　小虎同学观看月全食时看到的整个月亮是暗红色的，这是由于太阳光中的红光经地球的大气层折射到月球而形成的，则C项正确，A、B、D项错误。 3.(2015·北京高考)“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使________(选填选项前的字母)。 A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 C．P3同时挡住P1、P2的像 解析：选C　实验中，在插P3时，应同时挡住P1、P2的像；在插P4时，应同时挡住P3和P1、P2的像。选项C正确。 4．(2017·滕州模拟)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2 挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线。 (1)在图上补画出所需的光路。 (2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角。 (3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________。 (4)为了保证在C得到出射光线，实验过程中，光线在A的入射角应适当__________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。 (5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________。 解析：(1)连接P3、P4与C交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与A的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。 (2)连接O点与光线在A上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。 (3)由折射定律可得n＝。 (4)为了保证能在C上有出射光线，实验过程中，光线在A上的入射角应适当小一些，才不会使光线在C上发生全反射。 (5)图像的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。 答案：(1)见解析图　(2)见解析图　(3)　(4)小一些　(5)1.5 5.(2017·遵义航天中学模拟)如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h＝4 m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l＝5 m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直。 (1)求水的折射率n； (2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积(圆周率用π表示)。 解析：(1)设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r， 由题意得sin i＝，i＋r＝90° 故水的折射率为n＝＝cot i＝≈1.33。 (2)设射向水面的光发生全反射的临界角为C(如图所示)， 则有sin C＝ 水面上被光源照亮的部分为圆形光斑， 圆形光斑的半径为R＝htan C 圆形光斑的面积为S＝πR2 联立可解得S＝。 答案：(1)1.33　(2) 6.(2