第四章 专题强化练科技、生产、生活中的折射和全反射（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章 专题强化练科技、生产、生活中的折射和全反射（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 143.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-16 16:47:25 | ||
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文档简介
2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第四章 专题强化练 科技、生产、生活中的折射和全反射
一、单选题
1．劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是( )
A．空气泡对光线有会聚作用,因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用,因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
2．如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．介质a的折射率为
B．增大入射角，光在界面不可能发生全反射
C．光在空气中的频率大于在介质a中的频率
D．光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度
3．关于生活中的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A．“坐井观天，所见甚小”隐含了光的折射原理
B．平静湖面上的“倒影”，是因为光发生了全反射
C．透过窗玻璃看到窗外的树，是因为光发生了偏振
D．透过用两支铅笔夹成的狭缝看日光灯，看到彩色条纹，是因为光发生了衍射
4．水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是（ ）
A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮
C．从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生反射，因而较亮
D．从水中到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
5．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a、b两束单色光，则（ ）
A．玻璃砖对 a 光的折射率为1.5
B．玻璃砖对 a 光的折射率为
C．b 光在玻璃中的传播速度比 a 光大
D．b 光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小
6．在水下同一深度有两个不同颜色的点光源P、Q，在水面上P光出射光的区域大于Q光出射光的区域，以下说法正确的是
A．P光对水的折射率小于Q光对水的折射率
B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度
C．P光恰能使某金属发生光电效应，则Q光不能使该金属发生光电效应
D．用P和Q发出的光分别照射同一双缝干涉装置，P光条纹间距小于Q光条纹间距
二、解答题
7．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边水平且与x轴重合，在纸面内的一束单色光从玻璃砖的P点射入，入射角θ可从0°到90°变化，现只考虑能从AB边折射的情况(不考虑从AB上反射后的情况)．已知：α=45°，玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的速度为c．求；
①以A点为坐标原点，在x轴上被照亮部分两端点坐标；
②光在玻璃砖中传播的最长时间t．
8．如图所示，某游泳池灌满水时水深为。在距水面高度为高处有一固定的水平横杆，杆上有可沿杆移动的激光源，开始时激光源位于杆上M点，发出光束照射到水面，当进入水中的折射光线与竖直方向夹角为37°时，恰好照亮横杆正下方池底的P点。将激光源向左侧移到N点，调整射到水面光束的方向，当进入水中的折射光线与竖直方向夹角为45°时，又能照亮P点。已知水对激光源所发色光的折射率为，，。
①求杆上两点间距离；
②若在P点安装与激光源发光颜色一致的点光源，求在水面有光线射出区域的半径。
三、填空题
9．下列说法正确的是_______________
A．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
E、当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，太阳的实际位置已经在地平线上的上方
F、无色肥皂液吹出了肥皂泡呈彩色，是由于光的色散
G、海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射而产生的
H、日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏转滤光片可以使景象更清晰
10．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_____真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________．
11．一束光由空气射入某种介质中，测得入射角为45°时，折射角为30°，这种介质的折射率为____，已知光在真空中传播的速度为c =3×108m/s，这束光在此介质中传播的速度为____m/s．
12．红光和紫光以相同的入射角射入三棱镜，出射光线如图所示，则______是红光，______是紫光（以上两空选填“a”或“b”）。这表明三棱镜对______的折射率较大；在三棱镜中，______的传播速度较大。（后两空选填“红光”或“紫光”）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故，发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质，故D正确．
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，介质的折射率为
故A错误；
B．由介质进入空气，增大入射角，当入射角达到临界角时，光在界面能发生全反射，故B错误；
C．光在空气中的频率等于在介质a中的频率，故C错误；
D．设光在介质a中的传播速度为，根据公式
可得
由图可知
则光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．“坐井观天，所见甚小”隐含了光沿直线传播原理，故A错误；
B．平静湖面上的“倒影”，是因为光发生了反射，故B错误；
C．透过窗玻璃看到窗外的树，是光的折射现象，故C错误；
D．透过用两支铅笔夹成的狭缝看日光灯，看到彩色条纹，是因为光发生了衍射，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故，发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质，D正确．
5．D
【解析】
【详解】
AB．由折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为
故AB错误；
C．由题图可知玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据
可知在玻璃中光的传播速度比光小，故C错误；
D．玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据
可知光在玻璃中发生全反射的临界角比光的小，故D正确。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
试题分析：光线从水中射向水面，出射光区域边界上光线恰好发生全反射，由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q的临界角，所以由得知，P的折射率小于Q的折射率，P光的频率也小于Q光的频率．根据光电效应的结论可知，P光恰能使某金属发生光电效应，则Q光可能使该金属发生光电效应，故A正确，C错误；P的折射率小于Q的折射率，由知，P光在水中的速度大于Q的速度．故B错误；由上分析知，P的折射率小于Q的，则P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的相邻条纹间距大于Q．故D错误；故选A．
考点：光的折射定律；光电效应；双缝干涉
【名师点睛】此题考查了光的折射定律、光电效应、双缝干涉等知识；要知道在同一深度两光源发光的水面区域不同，从而确定它们的折射率．则可以假设P是红光，Q是紫光，所以利用红光 与紫光的特性做出判断．
7．①（，R）②
【解析】
【详解】
①当θ=0°时，光线沿PO射到O点．
根据临界角公式得：C=45°
当θ=90°时，设折射角为β，由得：β=45°
即最大折射角为45°，折射光线与AB边垂直．
出射光线到O点的距离为：
所以，能照亮x轴的两端点坐标分别为：，R
②光在玻璃砖中传播的速度为：
光在玻璃砖中传播的最长距离为：
所以最长时间为：
8．①；②
【解析】
【分析】
【详解】
①激光源从M点照到水面时，折射角为，设入射角为i，由折射定律可得：
解得
设P点到入射点的水平距离为b，由几何关系可知
解得
设入射点到M水平距离为a﹐由几何关系可知
解得
则M，P两点间水平距离为
同理可得N，P两点间水平距离为
则M、N两点间距离为
②设从P点发出的光线照射到水面刚好发生全反射的入射角为C，其入射点到P点的水平距离为R，则
解得
由几何关系可知
解得
9．ABCH
【解析】
【详解】
试题分析：经过反射光或折射光都是偏振光，所以除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，故A正确；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理，故BC正确；根据双缝干涉的条纹间距公式知，紫光的波长比红光的波长短，则紫光产生的条纹间距变小，故D错误；早晨看太阳从地平线刚刚升起时，由于大气层的折射现象，实际上它还处在地平线的下方，故E错误；无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时，在膜的前后表面的反射光发生叠加，形成的干涉图样，是薄膜干涉，故F错误；海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时，发生光的全反射现象而产生的，故G错误；日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏转滤光片可以使景象更清晰，H正确；
考点：考查了光的折射，光的全反射，光的色散，光的偏振，光的干涉
【名师点睛】
明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．
10． 60°
【解析】
【详解】
根据折射定律
由题意：i+r=90°
则sin2+sin2r=1
解得：sini=
则∠i=60°
传播速度
11． 2.1×108
【解析】
【详解】
由折射定律可得；
这束光在此介质中传播的速度为
【点睛】根据折射定律求出折射率，根据求出光在此介质中传播的速度．
12． a b 紫光 红光
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据光的色散知识可知，a是红光，b是紫光。
[3]这表明三棱镜对紫光的折射率较大；
[4]根据 可知，在三棱镜中，红光的传播速度较大。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是( )
A．空气泡对光线有会聚作用,因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用,因而较亮
C．从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
D．从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮
2．如图是同一单色光从介质a斜射向空气时的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．介质a的折射率为
B．增大入射角，光在界面不可能发生全反射
C．光在空气中的频率大于在介质a中的频率
D．光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度
3．关于生活中的光学知识，下列说法正确的是（ ）
A．“坐井观天，所见甚小”隐含了光的折射原理
B．平静湖面上的“倒影”，是因为光发生了全反射
C．透过窗玻璃看到窗外的树，是因为光发生了偏振
D．透过用两支铅笔夹成的狭缝看日光灯，看到彩色条纹，是因为光发生了衍射
4．水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是（ ）
A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮
B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮
C．从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生反射，因而较亮
D．从水中到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮
5．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a、b两束单色光，则（ ）
A．玻璃砖对 a 光的折射率为1.5
B．玻璃砖对 a 光的折射率为
C．b 光在玻璃中的传播速度比 a 光大
D．b 光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小
6．在水下同一深度有两个不同颜色的点光源P、Q，在水面上P光出射光的区域大于Q光出射光的区域，以下说法正确的是
A．P光对水的折射率小于Q光对水的折射率
B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度
C．P光恰能使某金属发生光电效应，则Q光不能使该金属发生光电效应
D．用P和Q发出的光分别照射同一双缝干涉装置，P光条纹间距小于Q光条纹间距
二、解答题
7．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边水平且与x轴重合，在纸面内的一束单色光从玻璃砖的P点射入，入射角θ可从0°到90°变化，现只考虑能从AB边折射的情况(不考虑从AB上反射后的情况)．已知：α=45°，玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的速度为c．求；
①以A点为坐标原点，在x轴上被照亮部分两端点坐标；
②光在玻璃砖中传播的最长时间t．
8．如图所示，某游泳池灌满水时水深为。在距水面高度为高处有一固定的水平横杆，杆上有可沿杆移动的激光源，开始时激光源位于杆上M点，发出光束照射到水面，当进入水中的折射光线与竖直方向夹角为37°时，恰好照亮横杆正下方池底的P点。将激光源向左侧移到N点，调整射到水面光束的方向，当进入水中的折射光线与竖直方向夹角为45°时，又能照亮P点。已知水对激光源所发色光的折射率为，，。
①求杆上两点间距离；
②若在P点安装与激光源发光颜色一致的点光源，求在水面有光线射出区域的半径。
三、填空题
9．下列说法正确的是_______________
A．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
E、当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，太阳的实际位置已经在地平线上的上方
F、无色肥皂液吹出了肥皂泡呈彩色，是由于光的色散
G、海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时发生折射而产生的
H、日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏转滤光片可以使景象更清晰
10．一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_____真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________．
11．一束光由空气射入某种介质中，测得入射角为45°时，折射角为30°，这种介质的折射率为____，已知光在真空中传播的速度为c =3×108m/s，这束光在此介质中传播的速度为____m/s．
12．红光和紫光以相同的入射角射入三棱镜，出射光线如图所示，则______是红光，______是紫光（以上两空选填“a”或“b”）。这表明三棱镜对______的折射率较大；在三棱镜中，______的传播速度较大。（后两空选填“红光”或“紫光”）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故，发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质，故D正确．
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，介质的折射率为
故A错误；
B．由介质进入空气，增大入射角，当入射角达到临界角时，光在界面能发生全反射，故B错误；
C．光在空气中的频率等于在介质a中的频率，故C错误；
D．设光在介质a中的传播速度为，根据公式
可得
由图可知
则光在空气中的传播速度大于在介质a中的传播速度，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．“坐井观天，所见甚小”隐含了光沿直线传播原理，故A错误；
B．平静湖面上的“倒影”，是因为光发生了反射，故B错误；
C．透过窗玻璃看到窗外的树，是光的折射现象，故C错误；
D．透过用两支铅笔夹成的狭缝看日光灯，看到彩色条纹，是因为光发生了衍射，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故，发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质，D正确．
5．D
【解析】
【详解】
AB．由折射定律可知，玻璃砖对光的折射率为
故AB错误；
C．由题图可知玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据
可知在玻璃中光的传播速度比光小，故C错误；
D．玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，根据
可知光在玻璃中发生全反射的临界角比光的小，故D正确。
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
试题分析：光线从水中射向水面，出射光区域边界上光线恰好发生全反射，由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q的临界角，所以由得知，P的折射率小于Q的折射率，P光的频率也小于Q光的频率．根据光电效应的结论可知，P光恰能使某金属发生光电效应，则Q光可能使该金属发生光电效应，故A正确，C错误；P的折射率小于Q的折射率，由知，P光在水中的速度大于Q的速度．故B错误；由上分析知，P的折射率小于Q的，则P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的相邻条纹间距大于Q．故D错误；故选A．
考点：光的折射定律；光电效应；双缝干涉
【名师点睛】此题考查了光的折射定律、光电效应、双缝干涉等知识；要知道在同一深度两光源发光的水面区域不同，从而确定它们的折射率．则可以假设P是红光，Q是紫光，所以利用红光 与紫光的特性做出判断．
7．①（，R）②
【解析】
【详解】
①当θ=0°时，光线沿PO射到O点．
根据临界角公式得：C=45°
当θ=90°时，设折射角为β，由得：β=45°
即最大折射角为45°，折射光线与AB边垂直．
出射光线到O点的距离为：
所以，能照亮x轴的两端点坐标分别为：，R
②光在玻璃砖中传播的速度为：
光在玻璃砖中传播的最长距离为：
所以最长时间为：
8．①；②
【解析】
【分析】
【详解】
①激光源从M点照到水面时，折射角为，设入射角为i，由折射定律可得：
解得
设P点到入射点的水平距离为b，由几何关系可知
解得
设入射点到M水平距离为a﹐由几何关系可知
解得
则M，P两点间水平距离为
同理可得N，P两点间水平距离为
则M、N两点间距离为
②设从P点发出的光线照射到水面刚好发生全反射的入射角为C，其入射点到P点的水平距离为R，则
解得
由几何关系可知
解得
9．ABCH
【解析】
【详解】
试题分析：经过反射光或折射光都是偏振光，所以除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，故A正确；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理，故BC正确；根据双缝干涉的条纹间距公式知，紫光的波长比红光的波长短，则紫光产生的条纹间距变小，故D错误；早晨看太阳从地平线刚刚升起时，由于大气层的折射现象，实际上它还处在地平线的下方，故E错误；无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时，在膜的前后表面的反射光发生叠加，形成的干涉图样，是薄膜干涉，故F错误；海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播时，发生光的全反射现象而产生的，故G错误；日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏转滤光片可以使景象更清晰，H正确；
考点：考查了光的折射，光的全反射，光的色散，光的偏振，光的干涉
【名师点睛】
明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．
10． 60°
【解析】
【详解】
根据折射定律
由题意：i+r=90°
则sin2+sin2r=1
解得：sini=
则∠i=60°
传播速度
11． 2.1×108
【解析】
【详解】
由折射定律可得；
这束光在此介质中传播的速度为
【点睛】根据折射定律求出折射率，根据求出光在此介质中传播的速度．
12． a b 紫光 红光
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据光的色散知识可知，a是红光，b是紫光。
[3]这表明三棱镜对紫光的折射率较大；
[4]根据 可知，在三棱镜中，红光的传播速度较大。
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