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高效作业26 [拓展与归类·专题研析7 光的折射和全反射]
(见学生用书P133)
[A级 新教材落实与巩固]
1. 如图所示,一束双色光从空气射到水面,进入水中分成a、b两束单色光,它们与水面的夹角分别是α、β,则a、b两束单色光在水中的传播速度大小之比为( C )
A. B.
C. D.
解析:设入射角为θ,根据光的折射定律可知nb===,na===,所以=,C正确。
2. 从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是( B )
A.a侧是红色光,b侧是紫色光
B.在真空中,a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
解析:红光的折射率小于紫光的折射率,经过三棱镜,红光的偏折角小于紫光的偏折角,则b侧是红色光,a侧是紫色光,故A错误;由题图可知,a侧光的偏折角大,三棱镜对a侧光的折射率大,a侧光的波长小,故B正确,C错误;三棱镜对a侧光的折射率大,由公式v=可知,在三棱镜中a侧光的传播速度小于b侧光的传播速度,故D错误。
3. 下面四幅图表示一束由两种颜色组成的复色光通过三棱镜的光路图,其中正确的是( D )
解析:由题意,光在棱镜的两个侧面上都会发生折射,根据光的折射定律可知,每次折射都会向底边偏折;由于是两种颜色组成的复色光,玻璃对不同单色光的折射率不同,不同单色光在同一侧面的偏折角也不同。故选D。
4. 如图所示,两束单色光a和b从水中射向水面的O点,它们进入空气后合成一束光c。根据这一现象可知( D )
A.在水中时,a光和b光的传播速度相同
B.两束光在从水进入空气时,频率均变小
C.从水中射向空气时,a光发生全反射的临界角比b光的小
D.在真空中,a光的波长比b光的波长长
解析:由光路的可逆性可知,如果光从空气射入水中,则a光偏折的程度较小,可知a光在水中的折射率小,由v=可知,在水中时,a光比b光的传播速度大,A错误;光的频率由光源决定,与传播的介质无关,所以两束光在从水进入空气时频率均保持不变,B错误;从水中射向空气时,由sin C=可知,a光发生全反射的临界角比b光的大,C错误;a光在水中的折射率小,由折射率与光的频率关系可知,a光的频率小,由公式λ=可知,a光的波长长, D正确。
5. 两束不同频率的单色平行光束a、b从空气射入水中,发生的折射现象如图所示(α>β),下列结论中正确的是( A )
A.水对a光的折射率比水对b光的折射率小
B.a光在水中的传播速度比b光的小
C.若增大a光的入射角,则可能发生全反射
D.若光从水中射向空气,则b光的临界角比a光的临界角大
解析: 根据已知条件,可知两束光入射角相等,折射角满足α>β,根据折射定律n=,可知水对b光的折射率较大,A正确;根据v=,因水对b光的折射率较大,所以b光在水中的传播速度较小,B错误;发生全反射的条件必须满足光从光密介质射到光疏介质,则光从空气射入水中不可能发生全反射,C错误;根据全反射临界角公式sin C=,因水对b光的折射率较大,则光从水中射向空气时,b光的临界角比a光的临界角小,D错误。
6. 两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一块厚玻璃板后,光路如图所示,下列说法正确的是( B )
A.单色光1的频率比单色光2的频率低
B.射出后的两束单色光平行
C.在真空中,单色光1的波长比单色光2的波长长
D.在玻璃中,单色光1的传播速度比单色光2的传播速度大
解析:由题图可知,两束单色光的入射角(设为θ1)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n=可知,玻璃对单色光1的折射率大于玻璃对单色光2的折射率,单色光1的频率大于单色光2的频率,A错误;根据几何关系可知,折射光射到平行玻璃板下表面的入射角等于上表面的折射角,根据光路可逆性可知,光射出下表面时的折射角等于射入上表面的入射角,故两条出射光平行,B正确;由c=λf可知,在真空中单色光1的波长小于单色光2的波长,C错误;根据v=可知,在玻璃中,单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度,D错误。
7. 红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,若黄光在界面上恰好发生全反射,则下列判断正确的是( D )
A.绿光不能发生全反射
B.红光一定能发生全反射
C.黄光在水中的波长比红光在水中的波长长
D.这三种单色光相比,红光在水中的传播速度最大
解析:红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,红光的折射率最小,绿光的折射率最大,则根据sin C=可知,红光发生全反射的临界角最大,绿光发生全反射的临界角最小,若黄光在界面上恰好发生全反射,则红光不能发生全