第4章 专题提升课5 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(教科版)

1.(2023·山东临沂期末)如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复色光c，下列说法正确的是(　　) A．a光的频率大于b光的频率 B．在该玻璃中，a光的速度大于b光的速度 C．该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 D．从该玻璃射向空气，a光的临界角大于b光的临界角 解析：选A。根据题意，由题图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则由折射率的意义可知，a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，故C错误，A正确；根据公式v＝可知，由于a光的折射率大于b光的折射率，则在该玻璃中，a光的速度小于b光的速度，故B错误；根据公式sin C＝可知，由于a光的折射率大于b光的折射率，则从该玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角，故D错误。 2．(多选)(2024·河北大名一中期中)双彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光在水滴中经过两次折射和一次反射后的两条出射光线(a、b是单色光)。下列说法正确的是(　　) A．a光在水滴中的波长大于b光在水滴中的波长 B．a光在水滴中的波长小于b光在水滴中的波长 C．改变白光L的入射角度，从水滴到空气，a光不可能发生全反射 D．改变白光L的入射角度，从水滴到空气，b光有可能发生全反射 解析：选BC。由题图可知a光的偏折程度大，水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，则有na＞nb，fa＞fb，由λ＝＝，可知λa＜λb, 可知a光在水滴中的波长小于b光在水滴中的波长，故A错误，B正确；由题图中几何关系可知，光从水滴射出空气的入射角等于光从空气射入水滴的折射角，则从水滴到空气，两束光均不可能发生全反射，故C正确，D错误。 3.(多选)(2024·重庆巴蜀中学期中)一细束单色光在直角棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内)，入射角为i，经折射后射至AB边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当i＝45°时，从AB边反射的光线恰好垂直射向BC边，已知边长AC＝L，DE＝DA＝L，∠B＝30°，光速为c，则有(　　) A．该棱镜的折射率为2 B．光从棱镜射入空气时的临界角为45° C．光在棱镜里传播的频率变为原来的倍 D．光在棱镜里传播的时间t＝ 解析：选BD。在直角棱镜中∠B＝30°，则∠A＝60°，又DE＝DA＝L，可得∠ADE＝60°，AE＝L，则光线射入棱镜中的折射角θ＝30°，如图所示，该棱镜的折射率n＝＝，故A错误；光从棱镜射入空气时的临界角sin C＝，解得C＝45°，故B正确；光在棱镜里传播的频率不变，故C错误；由数学知识可知EF＝BE＝(AB－AE)＝L，光在棱镜里传播的路程s＝DE＋EF＝L, 光在棱镜里传播的速度v＝＝c，光在棱镜里传播的时间t＝＝，故D正确。 4.(2023·四川树德中学高三月考)如图所示，将一个透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，已知一单色细光束从P点以入射角θ＝30°入射时恰好可直接射到D点，AD＝AP。 (1)求此透明长方体的折射率。 (2)若改变入射角θ，使此光束在AD面上发生全反射，求角θ的范围。 解析：(1)设折射角为α，AP的长度为d，如图甲所示 由几何关系可得sin α＝＝ 由折射定律n＝ 解得n＝。 　　 (2)如图乙所示，要此光束在AD面上发生全反射，则要求射至AD面上的入射角β应满足sin β≥sin C，又有sin C＝ 则得sin β＝cos α＝＝ 解得θ角最大值为60°，所以30°≤θ≤60°。 答案：(1)　(2)30°≤θ≤60° 5.(2023·重庆沙坪坝期末)半径为R的透明球体内装了一半的透明液体，液体上方是真空，其截面如图所示。一激光器从球体最底端P点沿着内壁向上移动，所发出的光束始终指向球心O，当激光器在与竖直方向成30°角的P1点时，发出的光束透过液面后，照射到球体内壁上的P2点。已知OP2与液面的夹角为37°，光在真空中的传播速度为c，sin 37°＝0.6。 (1)求从P1点发出的光束到P2点的时间。 (2)激光器至少向上移至距P点多高时，所发出的光束恰好不从液面折射出来？ 解析：(1)由题图可知，根据折射定律可得 n＝＝1.6 所以光在该液体中的传播速度 v＝＝ 所以从P1点发出的光束到P2点所用的时间 t＝＋＝。 (2)根据临界角与折射率的关系有 sin C＝＝ 根据几何关系h＝R(1－cos C)＝R。 答案：(1)　(2)R 6.(2023·湖北武汉期中)宝石外观光彩夺目，部分原因是其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由MN边从空气射入宝石，入射角i为60°，经过折射后，折射角正弦值sin r＝，该折射光线第一次射到OQ边，刚好发生全反射。(已知空气中的光速c＝3×108 m/s)求： (1)该光线在宝石中的速度大小； (2)临界角β大小。 解析：(1)设该光线在该宝石中的折射率为n，速度为v，光在MN边折射，由折射定律n＝ 计算得n＝2，又由n＝得v＝1.5×108 m/s。 (2)光在OQ边刚好发生全反射， 有n＝， 计算得sin β＝，则β＝30°。 答案：(1)1.5×108 m/s　(2)30° 7.(2024·山东泰安统考期中)如图所示，一透明球球心为O点，半径为R。球面内侧单色点光源S发出的一束光自A点射出，出射光线AB的反向延长线交于球的边缘D点，OD垂直于OA，SA与OA圆的夹角为θ。已知sin θ＝，光在真空中的传播速度为c。求： (1)该透明体的折射率； (2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。 解析：(1)如图甲所示，画出光路图 由于OD垂直于OA，则α＝45° 由折射定律可得n＝＝＝。 　　 (2)设光线在透明球发生全反射临界角为C，则有sin C＝＝ 所以C＝60° 当与水平成60°时，恰好发生全反射，从S发出的光线经多次全反射回到S点的光路图如图乙所示 从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间 t＝ 又v＝ 解得t＝。 答案：(1)　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $