物理高教版《一课一练》第31练-主题六 光现象及其应用 单元测验（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31练，内容是主题六光现象及其应用单元测验。 高教版《物理》通用类 第31练 主题六 光现象及其应用 单 元 测 验 1、 选择题 1．一束白色光垂直射入等腰三角形棱镜的AC面，如图所示，在AB面上发生了全反射，若入射点不变，入射光线逐渐顺时针转动过程中，透过AB面的光线 A．首先是红光 B．各色光同时透过 C．首先是紫光 D．首先是黄光 【答案】A 【详解】当入射光线逐渐顺时针转动的过程中，入射角逐渐增大，射到AB面上的光线的入射角逐渐减小，因为红光的临界角最大，所以首先在AB面发生折射透过的光线是红光，故A正确，BCD错误． 2．下面四种光的折射光路图中,正确的是(   ) A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A图中光从空气斜射入水里，折射角大于入射角，不符合折射定律，故该图不正确；B图中光从空气斜射入水里，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角，符合折射定律，故该图正确．C图中光从空气斜射入水里，传播方向没有发生改变，不符合折射定律，故该图不正确．D图中光从空气斜射入水里，折射光线与入射光线分居法线的同一侧了，不符合折射定律，故该图不正确．故选B． 【点睛】要解决此题，需要掌握光的折射定律：折射光线与入射光线和法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角． 3．折射现象中，下列说法正确的是（　　） A．折射角一定小于入射角 B．折射率跟折射角的正弦值成反比 C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍 D．折射率大的介质，光在其中传播的速度小 【答案】D 【详解】A．折射现象中，折射角和入射角的大小关系与介质的疏密有关系，故A错误； BC．根据折射定律，有 故B错误；C错误； D．根据关系式，有 可知，折射率大的介质，光在其中传播的速度小。故D正确。 故选D。 4．如图1所示，一束光线从玻璃射向空气，入射角为45°．已知该束光从玻璃射向空气时的临界角为42°，下列四幅光路图中正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】玻璃的临界角为C=42°．由图光线从玻璃射入空气时入射角为i=45°＞C，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃． A．该图与结论相符，选项A正确； B．该图与就结论不相符，选项B错误； C．该图与就结论不相符，选项C错误； D．该图与就结论不相符，选项D错误； 故选A． 5．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】试题分析：光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光疏，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。 考点：本题考查光的折射、全反射 6．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．此介质的折射率等于1.5 B．此介质的折射率等于 C．入射角小于45°时可能发生全反射现象 D．入射角大于45°时可能发生全反射现象 【答案】B 【详解】AB．折射率 选项A错误，B正确； CD．全反射必须从光密介质射入光疏介质,真空射向介质不可能发生全反射，选项CD错误。故选B。 7．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是（    ） A．出现的是“海市蜃楼”，是由光的折射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射 D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射 【答案】D 【分析】“海市蜃楼”是由于夏天大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大，远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向海面时，进入上层的入射角增大到临界角，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象． 【详解】酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近层的空气，温度比上层高，密度比上层小，折射率也比上层小，光从上层照射下层时发生全反射，人们会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，这是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生全反射而引起的． A. 出现的不是“海市蜃楼”，也不是由光的折射造成的，故选项A 不合题意； B. “水面”的存在，是由于发生全反射而引起的，故选项B不合题意； CD. 太阳辐射到地面，使地表温度升高，地面附近折射率变小，光照射时发生全反射，故选项C不合题意，选项D符合题意． 8．如图所示，均匀透明材料制作的半圆柱，其横截面为，圆心为O，半径为R，半圆弧上有一点为P，与间的夹角为，位于A点的点光源发出一细光束射向圆弧上某点，恰好发生全反射且反射光线垂直于，已知光在真空中的速度为c，材料的折射率为n，光在材料中传播的时间为t，以下说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 光路图如图所示，为临界角C，有 由几何关系可知 解得 光在材料中传播速度为 光在材料中传播的时间为t，则有 所以D正确；ABC错误； 故选D。 2、 多选题 9．如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同，截面为圆周，半径均为，对接成半圆。一光束从点垂直射入甲中，，在点恰好发生全反射，从乙介质D点（图中未画出）射出时，出射光线与BD连线间夹角为15°。已知光在真空中的速度为，则有（　　） A．乙介质的折射率为 B．甲介质的折射率为 C．光由到传播的时间为 D．光由到传播的时间为 【答案】AC 【详解】AB．如图 由几何关系知，甲介质中，临界角为45°，有 解得 乙介质中，光束在D点发生折射，入射角，折射角，可得乙介质折射率为 故A正确；B错误； CD．光在甲介质中传播速度为 光在甲介质中传播距离为 光在甲介质中传播时间为 光在乙介质中传播速度为 光在乙介质中传播距离为 光在乙介质中传播时间为 光由到传播的时间为 故C正确D错误。 故选AC。 10．光在某种介质中的传播速度是1.5×108 m/s，光从该介质射向空气时（　　） A．发生全反射的临界角是30° B．大于或等于30°的所有角都是临界角 C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射 D．临界角可能是60° 【答案】AC 【详解】由题意可得介质的折射率为 光从该介质射向空气时发生全反射的临界角的正弦值为 解得 C=30° 即入射角大于或等于30°时都能发生全反射，故AC正确，BD错误。 故选AC。 11．关于光的折射，正确的说法是（　　） A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内 B．入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内 C．入射角总大于折射角 D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角 【答案】AD 【详解】AB．由光的折射定律知，折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内，故A正确，B错误； C．光线从玻璃斜射入空气时，入射角小于折射角，故C错误； D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角，故D正确。 故选AD。 12．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带的原因是不同颜色的光在三棱镜中的折射率不同 B．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃楼呈现倒立的像，位置在实物的上方 D．一束色光从空气进入水中，根据可知波长将变短，频率变大，故色光的颜色也将发生变化 【答案】AB 【详解】A．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，折射后折射角不同，故A正确； B．由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确； C．海市蜃楼呈现正立的像，位置在实物的上方，故C错误； D．色光进入水中，光的频率不变，根据判断，光速变小，再根据可知，波长变短，但颜色是由频率决定的，所以颜色不变，故D错误。 故选AB。 3、 实验题 13．如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上画出一条直线作为界面（线），过上的一点画出界面的法线，并画一条线段作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后利用折射定律计算折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是 ； A．实验时入射角应适当大些 B．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距小一些 C．插大头针时，应使同时挡住和、的像 D．该实验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，计算此玻璃砖的折射率为 ；（答案可以用分数或根号表示） （3）若某同学在插大头针时将插到了入射光线的左侧一点的位置（偏差很小），其它操作均没有错误，则该同学测出的折射率 。（填偏大、偏小或不变） 【答案】 AC 偏小 【详解】（1）[1]A．实验时入射角应适当大些，可以减小误差。故A正确； B．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距大一些。故B错误； C．光在同一均匀介质中沿直线传播，所以插大头针时，应使同时挡住和、的像。故C正确； D．该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的。故D错误。 故选AC。 （2）[2]光路图如图所示 在光路图中利用方格构造三角形，由图得 根据折射定律，有 (3)[3]若某同学在插大头针时将插到了入射光线的左侧一点的位置（偏差很小），其它操作均没有错误，则折射角变大，故玻璃砖折射率偏小。 14．一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率 （1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OOˊ延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示．测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n= （用图中线段字母表示） （2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率 （填能或否） 【答案】 能 【详解】（1）[1]图中AO作为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到 ， 又AO=OC，则折射率 （2）[2]如果操作无误，则这种方法同样能测量两面不平行的玻璃砖的折射率。 四、解答题 15．如表所示是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射的规律时得到的实验数据．请在表格基础上思考以下问题： 入射角θ1（°） 折射角θ2（°） 10 6.7 1.49 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.71 1.51 70 38.6 1.81 1.50 80 40.6 1.97 1.51 （1）随着入射角的增大，折射角怎样变化？ （2）当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量（误差允许范围内）? 【答案】（1）折射角增大；（2）入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变 【详解】略 16．如图所示，光从空气射入某介质，入射光线和界面的夹角为45°，反射光线和折射光线之间的夹角为105°，这种介质的折射率为多大？ 【答案】 【详解】由题图可知入射角为45°，折射角为30°，所以折射率 17．如图所示为光从空气射入半圆形玻璃砖再从玻璃砖射入空气的光路图，O为半圆形砖的圆心。指出哪些情况是可能发生的，哪些是不可能发生的，并说明理由。 【答案】（b）（c）可能发生，（a）（d）不可能发生 【详解】由折射定律可知，光从玻璃射入空气时，空气中光线与法线的夹角比玻璃中光线与法线的夹角大，所以（a）不可能发生，（b）可能发生；光从空气射入玻璃时，空气中光线与法线的夹角比玻璃中光线与法线的夹角大，所以（d）不可能发生，（c）可能发生。故（b）（c）可能发生，（a）（d）不可能发生。 18．如图所示，一折射率为的材料制作的三棱镜，其横截面为等腰三角形ABC，底角A为120°，BC边长为l，AB面外层涂有不透明的反光物质，一束宽度为的平行光垂直于BC面射向三棱镜，光束的右边界恰好在BC边中点D。不考虑光束在三棱镜内部AC面的反射。 （1）通过计算说明光线在三棱镜内部传播过程中在BC面是否有光线射出？ （2）求光束从三棱镜出射时的方向及出射后光束的宽度。（结果可用根式表示） 【答案】（1）无光线射出；（2）与BC面平行， 【详解】（1）光路如图所示          在AB面反射遵循反射定律入射角和反射角相等大小等于 光线射到BC面上时入射角与反射角大小由几何关系可得 在BC面光线发生全反射的临界角为： 则光线在BC面发生全反射不能从BC面射出玻璃砖 （2）光线在AC面入射角由几何关系可得 由折射定律可得 解得      所以从AC面出射光线与BC面平行，则出射光线的宽度为 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 $$ 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31练，内容是主题六光现象及其应用单元测验。 高教版《物理》通用类 第31练 主题六 光现象及其应用 单 元 测 验 1、 选择题 1．一束白色光垂直射入等腰三角形棱镜的AC面，如图所示，在AB面上发生了全反射，若入射点不变，入射光线逐渐顺时针转动过程中，透过AB面的光线 A．首先是红光 B．各色光同时透过 C．首先是紫光 D．首先是黄光 2．下面四种光的折射光路图中,正确的是(   ) A． B． C． D． 3．折射现象中，下列说法正确的是（　　） A．折射角一定小于入射角 B．折射率跟折射角的正弦值成反比 C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍 D．折射率大的介质，光在其中传播的速度小 4．如图1所示，一束光线从玻璃射向空气，入射角为45°．已知该束光从玻璃射向空气时的临界角为42°，下列四幅光路图中正确的是（    ） A． B． C． D． 5．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（　　） A． B． C． D． 6．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．此介质的折射率等于1.5 B．此介质的折射率等于 C．入射角小于45°时可能发生全反射现象 D．入射角大于45°时可能发生全反射现象 7．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是（    ） A．出现的是“海市蜃楼”，是由光的折射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射 D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射 8．如图所示，均匀透明材料制作的半圆柱，其横截面为，圆心为O，半径为R，半圆弧上有一点为P，与间的夹角为，位于A点的点光源发出一细光束射向圆弧上某点，恰好发生全反射且反射光线垂直于，已知光在真空中的速度为c，材料的折射率为n，光在材料中传播的时间为t，以下说法正确的是（　　） A． B． C． D． 2、 多选题 9．如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同，截面为圆周，半径均为，对接成半圆。一光束从点垂直射入甲中，，在点恰好发生全反射，从乙介质D点（图中未画出）射出时，出射光线与BD连线间夹角为15°。已知光在真空中的速度为，则有（　　） A．乙介质的折射率为 B．甲介质的折射率为 C．光由到传播的时间为 D．光由到传播的时间为 10．光在某种介质中的传播速度是1.5×108 m/s，光从该介质射向空气时（　　） A．发生全反射的临界角是30° B．大于或等于30°的所有角都是临界角 C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射 D．临界角可能是60° 11．关于光的折射，正确的说法是（　　） A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内 B．入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内 C．入射角总大于折射角 D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角 12．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带的原因是不同颜色的光在三棱镜中的折射率不同 B．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃楼呈现倒立的像，位置在实物的上方 D．一束色光从空气进入水中，根据可知波长将变短，频率变大，故色光的颜色也将发生变化 3、 实验题 13．如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上画出一条直线作为界面（线），过上的一点画出界面的法线，并画一条线段作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后利用折射定律计算折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是 ； A．实验时入射角应适当大些 B．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距小一些 C．插大头针时，应使同时挡住和、的像 D．该实验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，计算此玻璃砖的折射率为 ；（答案可以用分数或根号表示） （3）若某同学在插大头针时将插到了入射光线的左侧一点的位置（偏差很小），其它操作均没有错误，则该同学测出的折射率 。（填偏大、偏小或不变） 14．一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率 （1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OOˊ延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示．测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n= （用图中线段字母表示） （2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率 （填能或否） 四、解答题 15．如表所示是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射的规律时得到的实验数据．请在表格基础上思考以下问题： 入射角θ1（°） 折射角θ2（°） 10 6.7 1.49 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.71 1.51 70 38.6 1.81 1.50 80 40.6 1.97 1.51 （1）随着入射角的增大，折射角怎样变化？ （2）当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量（误差允许范围内）? 16．如图所示，光从空气射入某介质，入射光线和界面的夹角为45°，反射光线和折射光线之间的夹角为105°，这种介质的折射率为多大？ 17．如图所示为光从空气射入半圆形玻璃砖再从玻璃砖射入空气的光路图，O为半圆形砖的圆心。指出哪些情况是可能发生的，哪些是不可能发生的，并说明理由。 18．如图所示，一折射率为的材料制作的三棱镜，其横截面为等腰三角形ABC，底角A为120°，BC边长为l，AB面外层涂有不透明的反光物质，一束宽度为的平行光垂直于BC面射向三棱镜，光束的右边界恰好在BC边中点D。不考虑光束在三棱镜内部AC面的反射。 （1）通过计算说明光线在三棱镜内部传播过程中在BC面是否有光线射出？ （2）求光束从三棱镜出射时的方向及出射后光束的宽度。（结果可用根式表示） 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 $$