第八章 课时跟踪练39 光的折射、全反射的综合应用（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练39　光的折射、全反射的综合应用 基础应用练 1.(2021·辽宁卷)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的(　　) A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 C　解析：由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由sin C＝可知，折射率越小发生全反射的临界角越大，C正确。 2.(2021·北京卷)如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是(　　) A．这是光的干涉现象 B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长 C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率 D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度 C　解析：这是光的色散现象，A错误；由题图可知，光束b偏离原方向的角度较大(折射角更小)，故玻璃砖对光束b的折射率较大，因此光束b的频率较大，结合c＝λf可知，光束b的波长较小，B错误，C正确；由n＝可知，在玻璃砖中光束b的传播速度较小，D错误。 3.(2022·山东德州一模)由a和b两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。a光是氢原子由n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的。下列说法正确的是(　　) A．该三棱镜对a光的折射率较大 B．在该三棱镜中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距 D．b光可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的 C　解析：由题图可知，三棱镜对b光的折射程度较大，则该三棱镜对b光的折射率较大，A错误；根据v＝可知，在该三棱镜中，a光的传播速度大于b光的传播速度，B错误；a光折射率小，则频率小，波长大，根据Δx＝λ可知，用同一双缝干涉装置进行实验，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距，C正确；b光频率大，则所对应的氢原子跃迁的能级差较大，因为a光是氢原子由n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的，则b光不可能是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的，D错误。 4．(多选)(2020·山东卷)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线。下列说法正确的是(　　) A．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的 B．光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的 C．若DE发出的单色光频率变小，则AA′C′C面有光出射的区域面积将增大 D．若DE发出的单色光频率变小，则AA′C′C面有光出射的区域面积将减小 AC　解析：由全反射临界角与折射率的关系sin C＝＝可知，临界角为45°，即光线垂直BC方向射出在AC面恰好发生全反射，由几何知识可知光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的，A正确，B错误；若DE发出的单色光频率减小，则折射率n减小，由sin C＝可知，其临界角增大，所以AA′C′C面有光出射的区域面积将增大，C正确，D错误。 5.(2022·上海闵行二模)一直角梯形棱镜ABCD的横截面如图所示，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n＝1.25，AB＝BC＝6 cm，OA＝1.5 cm，∠OAB＝60°。(sin 53°＝0.8) (1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向； (2)求第一次的出射点距C的距离。 答案：(1)光线出射方向与CD边的夹角为－arcsin (2) cm 解析：(1)因为sin C＝，所以临界角C＝53°，作出光路图如图所示 根据几何关系，α＝30°，由＝n得 β＝arcsin 则光线出射方向与CD边的夹角为－arcsin 。 (2)根据几何关系得，AE＝EB＝BF＝FC＝3 cm tan α＝ 解得CG＝ cm，即第一次的出射点距C的距离为 cm。 素养提升练 6．(多选)(2022·江西鹰潭一模)真空中a、b两种单色光的波长比λa∶λb＝k∶1，则a、b两种光(　　) A．光子的能量之比为Ea∶Eb＝1∶k B．若都能使某种金属发生光电效应，则所产生的光电子的最大初动能之比为Eka∶Ekb＝1∶k C．入射到同一双缝干涉装置上，则干涉条纹的间距之比为Δxa∶Δxb＝k∶1 D．从玻璃入射到空气中，两种光的临界角之比为Ca∶Cb＝1∶k AC　解析：根据光子的能量表达式有ε＝h，可知光子的能量与波长成反比，所以光子的能量之比为Ea∶Eb＝1∶k，A正确；根据光电效应方程有Ek＝h－W0，光电子