热点强化卷3 光路控制、光的色散-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

热点强化卷3 光路控制 光的色散 5.(多选)如图所示,两束单色光A、B分别沿辛径方向由空气射人半罔形破璃砖。 出射时合成一束复色光尸,下列说法正确的是 (时闻,45分钟满分,100分) A.破鸣砖对A光的折射率小于对B光的折射率 一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分.) B.在琳璃残中A各的传播速度小干B光的传插速度 C.A光的频小干8光的幅水 1.(多选)如图所示,一束充沿率经方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在破现砖在面上 D.两束单色光山玻鸡砖射向空气时,A光的着界角较大 第5图 的入射角为品,经折射后射冲两束光线,到 A.在枝骑中.心光的传速度小于)光的传排 6.(多选)如图所示,由1两种单色光组成的复色光,过足够大的长方 B.在直空中光的渡长小干5光的波长 体选明材料后分球两束,则 C.对隐磅对:光的折射率小干对的折封来 A.光的颊率小于光的朋 -符 第1题阴 D.若改变光束的人射方向使8角逐渐夺大,则折射光线。首先失 B光的折射率大于占光的折酣来 E.分别用a5完在同一个双篷干涉实验装皆上做实验.允的干涉条坟间野大于6老的干步条 C.荫更光。只要满足一定的条件效可以发生干过 D.若a充以某一人角阳射到某舞面上时爱生全反射,刚6光以同一角 度人封到改面上封发全反题 2.虹觉是大阳先在水珠内分别经过一次和两次反射后出刻形成的,可用白形阻时玻瑞球来说现 第6回 两乘平行白光图射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MV和PQ两条彩色光带,光路 7.如图所云,a5两束光以不同的入封角由分看射向空气,结果有相同的折射角,下列说法正确的是 加图所示。M.V.P.Q点的颜色分粥为 r) _- A.上在该介质中的折封事比,的 B.做敢修衍射实验时,若其信条件相词,用D产生的中央亮条这要比用。光产 无 生的中共亮务过育 C.用。光更易观漓到泊径亮斑 D.做双建干实验时,若其轨条件相园,用。光产生的干涉图释中的条纹间距数 7题图 第2超图 比用充产生的条效距大 A.营江红、 B红,红.装 D.红,红 8.如图所示是用。达两种单色光分题霜过区一双建干移装置夜得的干涉图样,现让1山两种光组成 . 3.在没欢中航行的潜候为了现察水面情况,常使用堪望境,潜望疑有是 的复色亮穿过平行珍璃砖或三梳错,的传播路径与方向可能正确的是 用两个相同的全反射(截面为等题直角三形)察水面情况,有 |III 是用再个平面疑(序度不计)规察水情况,平面掩和全反技境爱装在 望的同一位置,元路如图所示。已知某潜望掩用约全反射的直一 _ 角边长为1,折财率为a.真空中的光速为c.对于该潜望题,用全反射 第3趣图 第8图 ) 转境与用面境,线通过潜竭择的封句差& “# A.nr. B.2- c-. n._ 4.为测量一块等腰直角三接顿的折刻,用一束光沿平行干段C边的方病射向 AB进,如图所示:光束人接镜后射到AC边时,刚好能发生全反射。该枝 ) 境的折射率为 B A 第:题图 .在面上有一例立的暖瑞圆报,其面点恰好与桌面接触,四修的帕(图中虚线)与桌面直,过线 D C. 的观面为等边三形,如图所示,有一半径为,的园枯形平行光束垂直入射到刚笔的在面上,光束 的中心勃与因键的轴重合,已知球璃的折射率为1.5,刚光束在桌流上形成的死率枝为( 13.(1.分)如图所示,一校镜的截面为直角三角形ABC,乙A一30. 斜进AB一么梳境材料的析射为,在此酸面所在的平面内 一条光线以45的入射角从AC边的中点M射人校键。画出光路 图,并求光线从校镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情 第题图 况。 B.1.r C.2r D2.ir 第13图 1.(选)如为单反现相的示意图,多边形AD 为单段短相机取景器中五校镜的一个截面图,A81故C.由a3 两种单色光组成的细光束从空气垂直AB射入校愤,经两次反 射后光线垂直C射出:且在CDAE进只有:选封出,路效 人鹰 图所示,期a、两光 ) 1- A.在真空中.光的存播速度比光的大 ._. B.在校健内.充的传播速度比占完的大 14.(18分)一半径为R的率罔形破璃砖,横戴面如图 C.以相同的人射角从空气斜封人水中,5光的折射角较大 事10题图 甲新示。现有一单色光从图中的P点平行于面 D.当光见水斜射入空气,人角从案逐渐地大时,0先比&光先 人封:经半照形攻现砖折射,折射线根对入射步 发生全反射 线的方痛转了15,已知P点到面高度为R 二、非选择题(共4小题,共50分。) 现格一束该单色光与鼓鸡砖的房平面成9-5目 乙 11.(10分)如图所示,一束光从空气中垂直人财到听射率为3的直角三根 与玻熟婆横鼓面平行的平行免人射到鼓棉转的 撞中,求从校镜第一次封出的光线相对原人射方向的偏转角度。 闻杜面上,如图乙所示,经杜面折射后,有部分先 第14题图 (包括与柱面相切的人射光)直接从鼓瑞砖展真射出,若忽略经辛国柱内表面反射后射出的 第11题图 光): (1)半阅形攻或凌的折时率 (2)半阴形鼓凌面选光部分的宽度 12.(10分)半径为R的国定字阴能形贬感砖的横费面如图所云可 点为因(了为言径M的承线,够大的在尾P0紧常在现 瑞砖的右例且与4N言。一束复色光治生径方向与(X成a -0封问0点,已知复色光包含折射从x一到1n一5的 充束,因n光屏上出现了彩色先带. (1)求彩色老带的宽度; (2)当复色入时角逐渐增大时,里上的彩色光带将变球一 个点,求,角至少为多少时会出理这种理象。 第12题图 = 212.答案：(1)A(2)C(3)9.762(9.761、9.763都算对) 14.答案：1)-5(2)专cm号×100s (4)438 解析：(1)透光圆面的半径r=dtan C, 解析：(1)为了获取单色的线光源，光源后面应依次放 下表面透光的面积S=π2， 置滤光片、单缝。单色线光源经过双缝产生干涉现象， sin C=- 1 因此，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双 缝，A正确，B,C,D错误。(2)若想减少从目镜中观察 得n=一√3。 到的条纹个数，需增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离， (2)光线在下表面的入射角α=30°， 由双缝千涉条纹同距公式△=可知，对于某单色 设新射角为：有一n=品昌 光，波长入一定，减小双缝间距d或增大双缝到屏的距 可得3=60°， 离1都可增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，C正确， dtan30°=htan月， A、B,D错误。(3)题图丙示数为9.5mm十0.01× 26.2mm=9.762mm。(4)相邻亮条纹的间距△x 4m x=9.762-1.002 4 mm=2.19mm,根据=号4，代 单色光在材料中的传播速度=二 入数据解得1=438nm 在材料中的光程5=8 cm, 5 13.答案：(1)3(2)36xm2 解析：(1)由A点发出的光线的光路图如图所示 在空气中的光程=号cm, 空气 这束光线从P点到光屏所用的时间1=+ 液体 可得1=号×10”。 第13题答图 热点强化卷3光路控制光的色散 由于其折射光线与反射光线垂直，入射角i=30°，则折 L.ABD解析：由题图知，从玻璃砖射出时，入射角相同， 射角Y=60°，由折射定律得 光的折射角大于b光的折射角，玻璃砖对a光的折射率 n=sin y sin' 大于对b光的折射率，a光在玻璃中的传播速度比b光 的小，a光的频率此b光的大，在真空中，a光的波长较 代入数据解得n=√5。 短，a光形成的干涉条纹间距较小，选项A、B正确，C、E (2)圆盘发出的光，只有入射角不超过临界角的部分能 错误：a光的全反射临界角较小，当入射角0增大时， 通过分界面射入空气，设光从液面射出的临界角为C, a光先发生全反射，折射光线先消失，选项D正确。 则sinc=1-3 n3” 2.A解析：由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时 由于发光园盘发出的光射出液面的区城为圆，设其半 的折射角小于射到V点的光线进入玻璃球时的折射 R2 角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射 径为R,则tanC=h二， 到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的 解得R=6m, 颜色为红色：同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色 则S=πR2=36rm2。 为紫色，所以A正确。 45 3.B解析：潜望镜用全反射棱镜时，光在玻璃中传播的 度较小，在该介质中的折射率较小，波长较长，易发生衍 路程一2L,光在玻璃中的传播魂度。一斤，光在玻璃中 射，故用b光更易观测到泊松亮斑，A、C错误：做单缝衍 射实验时，若其他条件相同，波长越长，中央亮条纹越 的传指时同4一音-2化、潜复镜用平面统时，光通过 c 宽，所以用b光产生的中央亮条纹较宽，B正确：做双缝 相同路程：所用的时同：=2头。两种情况下光线道过 干涉实验时，若其他条件相同，用b光产生的于涉图样 中的条纹间距较大，D错误。 潜望镜的时间差△y=一2=2(n二1L,故B正确，A、 8.D解析：从干涉图样可知a光的波长大于b光的波长， C、D错误。 因此a光的频率小于b光的频率，所以b光的折射率更 4,D解析：作出光路图，如下图所示，根据愿意和几何关 大。远项A应是左侧为b光，右侧为a光：选项B中射 系可知，i=45,n=0mC=为=90-C,联立 出的两光线都应与复色光平行，A,B错误：由于b光的 折射率更大，所以b光的临界角更小，更容易发生全反 以上各式，可得a-A,B,C错误，D正德。 射，C错误，D正确。 9.C解析：因为n-1.5,根据sinC=1可知临界角C< 60°。由题意，光束第一次射到圆锥侧面上的入射角为 60°，大于临界角，所以光路如图所示，左侧光线在圆维 面A点发生全反射，在△OAB中，OB=r,∠AOB= 第4题答图 60°，利用几何关系可求得AB=√3r,在△ABC中， 5.ACD解析：由题图结合光路可逆原理知，玻璃砖对 ∠ACB=30°，利用几何关系可求得BC=3r,由此可知 B光的折射程度大，则B>nA,故B光的频率较大， 光束在桌面上形成的光斑半径为R=BC-BO=2r, A,C正确：由口=二知，在玻璃砖中，<1，故B错误： C正确。 两束单色光由孩璃跨射向空气时，由于血C=品，所以 CB<CA,故D正确。 6.AD解析：由题图可知，a光的折射角大于b光的折射 B 7汤w77i 0 角，说明a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小 菜面 于b光的频率，A正确，B错误：由于两束光a、b的频率 第9题答图 不同，两束光a、b不会发生千涉，C错误；根据公式sinC 10.BD解析：所有光在真空中的传播速度都相等，A错 =】可得，折射率越大，发生全反射的临界角越小，由于 误：由题可知a光发生折射，b光发生了全反射，说明b a光的折射率小于b光的折射率，因此a光发生全反射 光的临界角比a光的小，由imC=,可知棱镜对6 时的临界角大于b光发生全反射时的临界角，若：光以 光的折射率比对a光的大，由v=斤，可知在棱镜内，a 某一入射角照射到某界面上时发生全反射，则b光以同 光的传播速度此b光的大，B正确：棱镜对b光的折射 一角度入射到该界面上时也能发生全反射，D正确。 7.B解析：由光路图可知，a光偏折程度较大，故其在该 率比对a光的大，由n=sm可知，以相同的入射角从 sin r 介质中的折射率较大，频率较大，波长较短；b光偏折程 空气斜射入水中，b光的折射角较小，C错误；b光的临 46 界角比：光的小，当光从水斜射入空气，入射角从零逐 13.答案：见解析 渐增大时，b光的入射角先达到临界角，所以b光比@ 解析：设入射角为01，折射角为02，由折射定律得 光先发生全反射，D正确。 sin sin 02 11.答案：30 解得02=30°， 解析：如图所示，光线射到斜边时，i=60°， 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图甲所示。设 出射点为F,由0=30°得光线垂直于AB射出，且由几 何关系可得AF= 30 8a, e 第11题答图 设全反射的临界角为C,因为nC=1=3, 3sin i= 30° 号，可得sin>sinC即>C,故光射到斜边上时发生 全反射。 第13题答图 由几何关系知，光反射到另一直角边时的入射角 即出射点在AB边上离A点名：的位置， =30°， 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图乙所示 设光从另一直角边射出时的折射角为r,则由折射率 的定义有 sin上=1，得r=60, sin r n 30° 所以从棱镜第一次射出的光线相对原入射方向的偏转 角a=90°-60°=30°。 乙 第13题答图 12,答案：(1-)R (2)45 设折射光线与AB边的交点为D。由几何关系可知， 解析：山)自新转定律得一品高心-如器 在D点的入射角0=60°， 设全反射的临界角为C,则 代入数据，解得月=45°，3B2=60°。 故彩色光带的宽度为 sin c 解得C=45°， Ran45'-Ran30=(1-9）R. 因此，光在D点发生全反射， (2)当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失， 设此光线的出射点为E,由几何关系得∠DEB=90°， 反射光束将在PN上形成一个光点。当折射率为 BD=a-2AF, 的单色光在玻璃表面上恰好发生全反射时，对应的日 BE=BDsin30°， 货最小，图为如G-竖所以G=4,成0的最 联立得BE=8a, 1 1 小值0mn=C1=45°。 即出射点在BC边上离B点ga的位置。 47 14答案：反2)号R 章末检测卷（四） 1.C解析：n=sin45 sin30° =2,A、B两项错误：当光线从介 解析：(1)由题意可画出甲图中的光路图（如图1），由 几何关系可得这时入射角i=45°，折射角r=30°，由折 质中射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射 角等于90°时，即发生全反射，此时入射角为C,则有n一 射定律有=册厄。 2=sin 90 C,解得C=46,即入射角大于等于45°时发 生全反射现象，C项正确，D项错误。 2.C解析：发生月全食时，太阳光线无法直达月表，但是 能通过地球的大气层折射到达月表，太阳光中红光波长 最长，容易发生折射穿透大气层到达月表，所以我们便 8 看到了暗红色的月全食，故C项正确。 第14题答图 3.C解析：根暑△=，图红光淡长较长，哉相邻红光 (2)由图乙可判断，沿半径方向射到圆心O的光线1 干涉亮条纹间距大于相邻紫光干涉亮条纹间距，A错 (见图a),它在圆心处的入射角0=45°，恰好等于全反 误：雨后天空出现的彩虹是光的折射和全反射综合作用 射临界角C,故发生全反射。 的结果，B错误；水面油膜星现彩色条纹是白光在油膜 在该光线1左侧的入射光线，经过柱面折射后，射在玻 前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属于干涉现象， 璃砖底面上的入射角大于临界角，因而在底面上发生 C正确：拍摄日落时的景色时，湖面反光严重影响影像 全反射，不能直接折射出。 的清晰度，照相机镜头前加的透明片是偏振滤光片，利 在该光线1右侧的光线经柱面折射后，射在玻璃砖底 用偏振消除来自湖面的反光，而照相机镜头上的镀膜才 是增透膜，利用光的干涉尽量消除镜头对光的反射， 面上的入射角小于临界角，因此从底面射出。 D错误。 在入射光线中，与玻璃砖相切的光线2（见图b),在玻 4.C解析：根据双缝干涉图样的相邻两亮条纹间距公式 璃砖中折射角为45°，折射光线恰好与底部垂直，出射 点与圆心距离为Rin45°=号R,所以，圆形玻璃砖底 r=者，可得：d=品=05010 0.350×10-2一m≈ 2 1.68×104m,C正确，A、B、D三项错误。 面适走南分的克度为号。 5.C解析：折射率较大的等腰直角三棱镜是全反射棱 镜，故C项正确。 6,B解析：光通过题图所示两块三棱镜时，方向不变，只 发生侧移。从整体上看，像一整块玻璃砖，从左边AB 面射入的光和从右边AB面射出的光应该平行，A,C错 误：因中间介质的折射率与三棱镜的折射率的关系不知 道，故出射光线4,5,6中的任一条都有可能，B正确， D错误. 7,D解析：光线从水中斜射入空气中发生折射时，折射 第14题答图 角大于入射角，故水面上方的人看水中的灯会觉得灯距 48