物理高教版《一课一练》第30练-学生实验：设计制作简易潜望镜 课后作业（原卷版+解析版）

编写说明：基于中职学生物理知识能力普遍薄弱的学情特点，我们始终坚持“以生为本”的教育理念，深度融合支架式教学理论，系统剖析近三年高考真题命题规律，匠心打造了契合高考命题特色的高教版物理《一课一练》（通用类）系列专辑。本专辑共34练，每个主题均配有章节测验。 本卷为高教版《物理》第30练，内容是主题六光现象及其应用第三节学生实验：设计制作简易潜望镜。 高教版《物理》通用类 第30练 主题六 光现象及其应用 学生实验：设计制作简易潜望镜 一课一练 1、 选择题 1．虚线方框内有截面是等腰直角三角形的全反射棱镜。同频率的两束光1、2平行或垂直于棱镜某面射入，对应的出射光是1′、2′，下列可能实现的情境是（　　） A． B． C． D． 2．如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（　　） A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射 3．如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，。光线垂直AB边射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射均为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（　　） A． B． C． D． 4．如图甲为一种检测油深度的油量计油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C．油量增加时，亮区范围变大 D．对于透明塑料和油来说，油是光密介质 5．如图所示是一种自行车塑料尾灯的截面图，这种尾灯中并没有灯泡，夜间行驶时，后方来的汽车灯光照到这种尾灯上时，尾灯就变得十分明亮，引人注目，这种灯的原理是利用了（　　） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的色散 D．光的干涉 6．如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部。已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C．油量增加时，亮区范围变大 D．若入射光由红光换为绿光时，亮区范围不变 7．下列说法中正确的是（　　） A．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大 B．胃镜利用了光的全反射原理，电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的 C．全息照片主要是利用了激光的相干性，医院里用γ射线给病人透视 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 8．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下列说法正确的是（　　） A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 2、 填空题 9．在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验室少了一块平行玻璃砖，实验老师分发了一块三棱镜给最后一个小组的同学。该小组同学在插好大头针、后，无论如何都不能在三棱镜的BC边用第三枚大头针同时挡住、的像，根据下图分析其原因可能是 ； 全反射棱镜和光导纤维 10．全反射棱镜 截面为 的棱镜为全反射棱镜。它比平面镜的反射率高。 11．为了在实验室模拟海市蜃楼现象，在沙盘左端竖直固定一目标，实验者在沙盘右侧观察，如图所示，现给沙盘加热，实验者在沙盘右端可同时看到物体与其倒立的像（海市蜃楼现象）。则加热后，离沙盘越近处空气的折射率越 （填大或小），产生倒立的像的原因是光发生了 。 12．如图所示，某一复色光由半球形玻璃的右侧面斜射到球心O处，经AB界面折射后得到C、D两束可见单色光．已知AB竖直，OO1水平，若＝30°，＝45°，则玻璃对C光的折射率为 ．现将复色光绕O点沿逆时针转动，则 （填“C”或“D”）光后消失． 3、 .解答题 13．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，为五棱镜的一个截面，。光线垂直射入，分别在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） 14．如图所示，某种透明介质的截面是边长为的正方形，一束单色光从边1射入介质，经边2反射后射到边3上，入射光与边1的夹角为a，折射光与边2的夹角为，反射光与边3的夹角为，此单色光在该介质中发生全反射的临界角为C，已知，，光在真空中传播的速度为。求： （1）该介质对此单色光的折射率n； （2）不考虑多次反射情况，则光在该透明介质中传播的时间t。    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：基于中职学生物理知识能力普遍薄弱的学情特点，我们始终坚持“以生为本”的教育理念，深度融合支架式教学理论，系统剖析近三年高考真题命题规律，匠心打造了契合高考命题特色的高教版物理《一课一练》（通用类）系列专辑。本专辑共34练，每个主题均配有章节测验。 本卷为高教版《物理》第30练，内容是主题六光现象及其应用第三节学生实验：设计制作简易潜望镜。 高教版《物理》通用类 第30练 主题六 光现象及其应用 学生实验：设计制作简易潜望镜 一课一练 1、 选择题 1．虚线方框内有截面是等腰直角三角形的全反射棱镜。同频率的两束光1、2平行或垂直于棱镜某面射入，对应的出射光是1′、2′，下列可能实现的情境是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AD．将平行光线垂直于全反射棱镜的直角边射入，反射光线改变90°，将平行光线垂直于全反射棱镜的斜边射入，反射光线改变180°，根据光的全反射规律，所作光路图如图所示 故AD错误； BC．将平行光线平行于全反射棱镜的斜边射入，反射光线平行射出，全反射棱镜没有会聚光线的作用，只有凸透镜才对光线有会聚作用，根据光的折射规律，所作光路图如图所示 故B正确，C错误。 故选B。 2．如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（　　） A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射 【答案】B 【详解】光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。 故选B。 3．如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，。光线垂直AB边射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射均为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】若该五棱镜折射率最小，则光线在CD面和AE面上都是恰好发生全反射，根据几何关系可知全反射临界角为22.5°，则折射率的最小值为 故选A。 4．如图甲为一种检测油深度的油量计油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C．油量增加时，亮区范围变大 D．对于透明塑料和油来说，油是光密介质 【答案】D 【详解】A．如图所示 光由上面射入塑料板中，在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮，光在从透明塑料板射向空气，此时发生全反射的条件是折射率 即透明塑料的折射率应大于，故A错误。 B．光从塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故B错误； C．油量增加时，被浸入到油中的塑料锯齿增多，则全反射光线减小，则亮区范围变小，故C错误； D．透明塑料的折射率小于油的折射率，对于透明塑料和油来说，油是光密介质，D正确。 故选D。 5．如图所示是一种自行车塑料尾灯的截面图，这种尾灯中并没有灯泡，夜间行驶时，后方来的汽车灯光照到这种尾灯上时，尾灯就变得十分明亮，引人注目，这种灯的原理是利用了（　　） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的色散 D．光的干涉 【答案】A 【详解】由图可知，自行车的尾灯是利用了全反射的原理，使光线发生了偏折，故A正确，BCD错误。 故选A. 6．如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部。已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（　　） A．透明塑料的折射率应小于 B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区 C．油量增加时，亮区范围变大 D．若入射光由红光换为绿光时，亮区范围不变 【答案】D 【详解】A．如图所示，光由上面射入塑料板中，在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮，光在从透明塑料板射向空气，此时发生全反射的条件是折射率 即透明塑料的折射率应大于，A错误。 B．光从塑料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，B错误； C．油量增加时，被浸入到油中的塑料锯齿增多，则全反射光线减小，则亮区范围变小，C错误； D．若入射光由红光换为绿光时，不影响光线在界面处发生全反射，则亮区范围不变，D正确。 故选D。 7．下列说法中正确的是（　　） A．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大 B．胃镜利用了光的全反射原理，电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的 C．全息照片主要是利用了激光的相干性，医院里用γ射线给病人透视 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 【答案】B 【详解】A．海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率小，导致光线发生全反射所致，故A错误； B．胃镜利用了光的全反射原理，电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道，故B正确； C．全息照片是采用了激光的相干性；而医院里用X光用病人透视；故C错误； D．加入偏振片是为了阻止橱窗玻璃反射光进入，不能增加透射光的强度；故D错误。 故选B。 8．自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下列说法正确的是（　　） A．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 D．汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 【答案】B 【详解】汽车灯光应从左面射向自行车尾灯，光在尾灯内部右表面发生全反射，使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车，避免事故的发生。 故选B。 2、 填空题 9．在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验室少了一块平行玻璃砖，实验老师分发了一块三棱镜给最后一个小组的同学。该小组同学在插好大头针、后，无论如何都不能在三棱镜的BC边用第三枚大头针同时挡住、的像，根据下图分析其原因可能是 ； 【答案】光在BC界面发生了全反射 【详解】[1]根据图分析其原因可能是：光从进入玻璃后在BC界面发生了全反射。 全反射棱镜和光导纤维 10．全反射棱镜 截面为 的棱镜为全反射棱镜。它比平面镜的反射率高。 【答案】等腰直角三角形 【解析】34．截面为等腰直角三角形的棱镜为全反射棱镜。 11．为了在实验室模拟海市蜃楼现象，在沙盘左端竖直固定一目标，实验者在沙盘右侧观察，如图所示，现给沙盘加热，实验者在沙盘右端可同时看到物体与其倒立的像（海市蜃楼现象）。则加热后，离沙盘越近处空气的折射率越 （填大或小），产生倒立的像的原因是光发生了 。 【答案】 小 全反射 【详解】[1]给沙盘加热，致使离沙盘越近处空气越稀薄，折射率越小。 [2]目标反射光线进入人眼，光线从光疏介质进入光密介质，到一定程度后发生全反射，看到倒影。 12．如图所示，某一复色光由半球形玻璃的右侧面斜射到球心O处，经AB界面折射后得到C、D两束可见单色光．已知AB竖直，OO1水平，若＝30°，＝45°，则玻璃对C光的折射率为 ．现将复色光绕O点沿逆时针转动，则 （填“C”或“D”）光后消失． 【答案】 C 【详解】（1）根据折射定律，C光的折射率：； （2）由光路图可知，B光的折射率大于C光的折射率，即，根据全反射临界角公式可知，B光的临界角较小，则将复色光绕O点沿逆时针转动的过程中，B光先发生全反射，B光的折射光线先消失，C光后消失． 故本题的答案为：；C 【点睛】根据折射定律可以计算折射率；根据，由折射率的不同，可以比较临界角C的大小，比较全反射的情况． 3、 .解答题 13．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，为五棱镜的一个截面，。光线垂直射入，分别在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可用三角函数表示） 【答案】 【详解】作出如图所示的光路图 由题意，两次反射的入射角相等，设两次反射的入射角为，因为两次反射都是全反射，则入射角等于反射角，则由几何关系 当光刚好在和上发生全反射时，折射率最小，根据 解得最小折射率为 14．如图所示，某种透明介质的截面是边长为的正方形，一束单色光从边1射入介质，经边2反射后射到边3上，入射光与边1的夹角为a，折射光与边2的夹角为，反射光与边3的夹角为，此单色光在该介质中发生全反射的临界角为C，已知，，光在真空中传播的速度为。求： （1）该介质对此单色光的折射率n； （2）不考虑多次反射情况，则光在该透明介质中传播的时间t。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题知 可得 由几何关系得 解得 ，， 根据发生全反射的临界角公式知 解得 （2）由几何关系可得光在介质中传播的距离为 在介质中的传播速度为 不考虑多次反射情况，则光在该透明介质中传播的时间为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$