4.1光的折射-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）

第四章 光 4.1光的折射 一、单选题 1.霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象，也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则a、b两光相比较（   ） A. b光的频率更高 B. 在同一介质中，a光的传播速度更快 C. 分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显 D. 从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大 【答案】 D 【解析】A．由光路图可知，在第一次折射时，a、b两光的入射角相同，可b光的折射角明显大于a光折射角，由折射率公式 ，b光折射率小，频率也小，A不符合题意； B．在相同介质中传播时，由 可知，因nb<na ， 所以va<vb ， B不符合题意；      C．分别照射同一狭缝，由产生明显衍射现象的条件可知，a、b光相比，波长越长衍射现象越明显，因为b光的频率小，波长大，所以b光的衍射现象更明显，C不符合题意；    D．从水中射入空气，满足从光密介质射入光疏介质的条件，会产生全反射，由临界角公式 可知，因nb<na ， 所以b光临界角更大，D符合题意。 故答案为：D。 2.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（   ） A. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 B. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 C. 单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光2的干涉条纹间距较大 D. 单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光1的干涉条纹间距较大 【答案】 C 【解析】A．由图看出光在玻璃板上表面发生折射时，入射角相等，单色光1的折射角小于单色光2的折射角，根据折射定律 得知玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，由 分析得知，在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，A不符合题意； B．玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，由临界角公式 分析得知，单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角，B不符合题意； CD．玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，结合频率大的光的折射率大可知单色光1的频率大于单色光2的频率，由 得知单色光1的波长小于单色光2的波长，单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，由 可知单色光1的干涉条纹间距较小，单色光2的干涉条纹间距较大，C符合题意，D不符合题意； 故答案为：C。 3.如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光，沿AO方向从真空射入玻璃，分成OB、OC两束光。则（   ） A. 光束OB是红光 B. 在玻璃中紫光的频率比红光的频率小 C. 两束光分开后沿OB、OC传播所用的时间相等 D. 若将复色光平移到横截面的圆心 处射入，则两束光在玻璃中传播时间相等 【答案】 C 【解析】A．由折射定律 可知，相同入射角i的情况下，红光的折射率n较小，折射角r较大，故光束OC是红光，A不符合题意； B．紫光在真空中的频率比红光的大，光束射入玻璃后频率不变，故在玻璃中紫光的频率比红光的频率大，B不符合题意； C．设半圆柱体玻璃的半径为R，光束AO的入射角为i，光束OB在玻璃中的折射角为r，如图所示，则光束OB的长度 玻璃对光束OB的折射率 光束OB在玻璃中的传播速度 则光束OB传播时间 联立可解得 ，与光束的折射率无关，故两束光分开后沿OB、OC传播所用的时间相等，C符合题意； D．若将复色光平移到横截面的圆心 处射入，折射光束长度均为R，则在玻璃中传播时间 由于红光的折射率n较小，故传播时间较短，D不符合题意。 故答案为：C。 4.如图所示，扇形透明介质AOB的半径为R，圆心角为45°，单色光沿平行OB方向从C点射介质，C点到OB的距离H= ，该介质的折射率n= 。光在AB面的入射角的正弦值为（   ） A.                                       B.                                       C.                                       D.  【答案】 B 【解析】光路如图所示 在C点根据折射定律 代入数据解得r=30° 在三角形 中，根据几何知识可得 根据正弦定理可得 根据几何知识可得 联立可得光在AB面的入射角的正弦值为 故答案为：B。 5.光在某种玻璃中的传播速度是 ，要使光由玻璃射入空