1、限时训练 限时45分钟，满分100分一、选择题(每小题7分，共70分)1已知介质对某单色光的临界角为，则A该介质对此单色光的折射率等于B此单色光在该介质中的传播速度等于csin (c为真空中的光速)C此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin 倍D此单色光在该介质中的频率是真空中的答案ABC2(2014四川省凉山州第二次诊断)频率不同的两束单色光a和b以相同的入射角从同一点射入某玻璃棱镜后，光路如图11313所示，下列说法正确的是A该棱镜对a光的折射率较b光的大 图11313Ba光在该玻璃中的传播速度较b光的大C若a光和b光分别通过同一台双缝干涉实验仪，可观察到a光的条纹间距较b光的宽Da
2、光和b光从该玻璃以相同的入射角射到玻璃和空气的界面上，a光没能进入空气，则b光也一定不能进入空气答案A3如图11314所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为A. B. 图11314C. D.解析光路图如图所示，设光在AB边上的折射角为，在AC边发生全反射的临界角为C，则C90，由折射定律得，n，sin C，联立以上式子得n，选项A正确答案A4如图11315所示，ABC为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，
3、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，a光光速大于b光光速B在真空中，a光波长大于b光波长Ca光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间 图11315Da、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角解析因为两束光折射后相交于图中的P点，根据折射定律可知a光的折射率nanb，a光的频率ab，光在真空中的传播速度相等，A错误；由得B错误；由v和t得C正确；根据sin C得D错误答案C5公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是A红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B红灯
4、看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大答案D6某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图11316所示他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是A单色光a的波长小于单色光b的波长 图11316B在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光答案B7如图1
5、1317所示，MN是位于竖直平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上，在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带，当玻璃砖转动角度大于某一值时，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失，有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是 图11317A左紫右红，紫光 B左红右紫，紫光C左紫右红，红光 D左红右紫，红光答案B8(2014成都摸底)光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出下列说法正确的是图11318A内芯的
6、折射率大于包层的折射率B内芯的折射率小于包层的折射率C不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射解析光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确、B错误；不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不相同，选项C错误；若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，由于红光临界角大于紫光，所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D错误答案A9(2014南昌
7、调研)折射率n2的直角玻璃三棱镜截面如图11319所示，一束单色光从AB面入射，入射角为i(图中未标出)，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角60.则Ai45，光在AC面上不发生全反射 图11319Bi45，光在AC面上发生全反射Ci30，光在AC面上不发生全反射D i30，光在AC面上发生全反射解析由题图中几何关系可知折射角r30，由折射定律n可得，i45.由全反射关系可知，临界角sin C，C45，由几何关系可得，光在AC面上入射角度为60，因此光在AC面上会发生全反射所以答案选B.答案B10如图11320所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为直径M点是玻璃球的最高点，来自B点的光
8、线BD在D点射出，出射光线平行于AB，已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则图11320A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象D若减小ABD，从AD段射出的光线均平行于AB解析由题图可知光线在D点的入射角为i30，折射角为r60，由折射率的定义式n知n，A正确；光线在玻璃中的传播速度为v，由题图知BDR，所以光线从B到D需用时t，B正确；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45，而临界角满足sin Csin 45，即光线可以在DM段发生全反射现象，C错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30，D错误答案AB二、计算题
9、(共30分)11(4分)(2014咸阳模拟)如图11321所示，ABC是三棱镜的一个截面，其折射率为n1.5，现有一细束平行于截面的光线沿MN方向射到棱镜的AB面上的N点，ANNB2 cm，入射角的大小为i，且sin i0.75.已知真空中的光速c3.0108 m/s，求：(1)光在棱镜中传播的速率； 图11321(2)此束光进入棱镜后从棱镜射出的方向和位置(不考虑AB面的反射)解析(1)光在棱镜中传播的速率：v2.0108 m/s；(2)设此束光从AB面射入棱镜后的折射角为r，由折射定律，n，解得r30.显然光线从AB射入棱镜后的折射光线NP平行于底边AC，由图中几何关系可得，光线入射到BC
10、面上入射角45，光线从棱镜侧面发生全反射时的临界角为C，则：sin C，C45，所以光线射到棱镜侧面BC时将发生全反射，由图可知光线将沿垂直于底面AC方向由图中Q点射出棱镜，CQPQANsin 60 cm.答案(1)2.0108 m/s(2)垂直AC边射出，出射点距C点 cm12(16分)(2013新课标全国)如图11322所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等(1)求三棱镜的折射率； 图11322(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程(不考
11、虑多次反射)解析首先根据光路图的几何关系分析入射角和折射角，利用n求解折射率，然后确定光在该介质中的临界角，判断光线能否从AC边透出(1)光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点设光线在P点的入射角为i、折射角为r，在M点的入射角为r、折射角依题意也为i，有i60由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得rrOO为过M点的法线，C为直角，OOAC.由几何关系有MNCr由反射定律可知PNAMNC联立式得PNAr由几何关系得r30联立式得n(2)设在N点的入射角为i，由几何关系得i60此三棱镜的全反射临界角满足nsin C1由式得iC此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光线透出答案(1)(2)没有；理由见解析