主题六 光现象及其应用（B卷·能力提升卷）-《物理（通用类）》（高教版第三版）单元过关卷(原卷版+解析版)

编写说明：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题六 光现象及其应用 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．一束光从空气斜射进入折射率大于1的玻璃，入射角与折射角均以法线为基准。折射角与入射角的关系是（　　） A．折射角大于入射角 B．二者必定相等 C．二者之和必为直角 D．折射角小于入射角 【答案】D 【解析】进入折射率更大的介质时，折射光向法线偏折，D正确。A错误：把从光密介质进入光疏介质的情况套到了本题；B错误：题目是斜入射且两介质折射率不同；C错误：折射定律不要求二者互余。 2．折射率定义为真空光速与介质中光速之比。关于折射率的单位，下列说法正确的是（　　） A．单位是 B．单位是 C．单位是 D．没有单位 【答案】D 【解析】分子、分母都是速度，它们的单位相消，D正确。A错误：这是速度的单位；B错误：折射率不是时间；C错误：折射率不是长度。 3．对同一种单色光，甲、乙、丙三种材料的折射率分别为、、。光在其中传播最慢的是（　　） A．丙材料 B．甲材料 C．乙材料 D．三种材料一样快 【答案】A 【解析】由可知，折射率越大，传播速度越小，A正确。B错误：甲折射率最小，光速最大；C错误：乙的光速介于甲、丙之间；D错误：不同折射率对应不同光速。 4．忽略吸收，在水与空气的平面界面上，以下哪种入射方式有可能发生全反射（　　） A．光从水中斜射向空气 B．光从空气斜射向水 C．光从空气垂直射向水 D．光从水中垂直射向空气 【答案】A 【解析】水对空气是光密介质，水中入射角足够大时可以全反射，A正确。B错误：从光疏介质射向光密介质不能发生全反射；C错误：既不满足介质次序，也不满足入射角条件；D错误：垂直入射的入射角为零。 5．某光线从介质甲进入介质乙，形成一条折射光路。若光从乙中沿原折射光线反向传播，并到达原入射点，则它将（　　） A．沿原入射光线反向进入甲 B．必定在界面处全反射 C．在甲中沿任意方向传播 D．只能沿界面传播 【答案】A 【解析】折射光路具有可逆性，反向传播时会沿原来的路径返回，A正确。B错误：既有可逆折射路径，不会凭空改为全反射；C错误：出射方向由折射定律确定；D错误：原折射光路没有要求处于临界状态。 6．利用两块平面镜制作的简易潜望镜，能让观察者在较低处看到上方开口外的景物，其主要作用是（　　） A．像望远镜一样放大远处物体 B．使光穿透不透明障碍物 C．使目标自行产生更多光 D．通过反射改变观察光路 【答案】D 【解析】平面镜把目标的光引向镜筒下端，使观察位置发生改变，D正确。A错误：普通平面镜组合不产生望远镜式放大；B错误：光沿开口和镜面组成的路径传播；C错误：潜望镜不改变目标的发光情况。 7．单色光由空气进入某玻璃，入射角为，折射角为。空气折射率取1，，，。玻璃折射率和其中光速分别是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【解析】，再由得，C正确。A错误：折射率的比值颠倒；B错误：求速度时错误地用真空光速乘折射率；D错误：不能用两个角度的数值之比代替正弦值之比。 8．材料甲对空气的临界角为。空气折射率取1，，真空光速为。光在甲中的速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由，得，B正确。A错误：忽略了介质折射率；C错误：把光速与折射率的关系颠倒；D错误：没有按临界角对应的折射率计算。 9．空气中一束光以的入射角斜射入有一定厚度的平行玻璃板，从另一平行表面回到空气，未发生全反射。出射光与入射光所在直线的关系是（　　） A．必定沿原直线，不发生偏移 B．出射角一定为零 C．方向平行，但一般存在横向偏移 D．传播方向必定相反 【答案】C 【解析】两表面平行且外部介质相同，两次折射使出射角恢复为原入射角，有限厚度产生横向偏移，C正确。A错误：斜入射时在玻璃内的折射方向与原方向不同；B错误：两次折射不会把本题斜入射变为垂直出射；D错误：透过玻璃板的出射光并非沿原路反射。 10．三个透明区域依次排列，两个分界面互相平行，折射率分别为、、。光从第一区域以入射，连续折射进入第三区域。已知，最终折射角满足（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】两次使用折射定律可得，所以，A正确。B错误：只计算了进入中间区域时的折射角；C错误：把首末折射率之比颠倒；D错误：忽略了首末介质折射率不同。 11．一条光线在纤芯内射向包层，入射角为，。纤芯折射率保持，若包层折射率从改为，该光线在此界面的情况将（　　） A．始终能全反射 B．始终不能全反射 C．由能全反射变为不能全反射 D．由不能全反射变为能全反射 【答案】C 【解析】原来，改变后，入射角由高于临界角变为低于临界角，C正确。A错误：改变后的临界角已大于入射角；B错误：原条件下入射角大于临界角；D错误：把包层折射率增大产生的影响反了。 12．折射率为的透明棱镜浸在折射率为的液体中。棱镜内光线与某侧面的夹角为，已知。光在该侧面（　　） A．不能全反射，因为入射角只有30度 B．能够全反射 C．必定沿法线射入液体 D．不能全反射，因为外部不是空气 【答案】B 【解析】入射角，而，所以能全反射，B正确。A错误：光与界面的夹角不是入射角；C错误：入射光并不沿法线；D错误：射向折射率较小的液体也可能发生全反射。 13．光从空气进入折射率为的棱镜，第一界面的入射角为，折射角记为。题设棱镜几何关系使第二界面的内部入射角为，第二界面外也是空气。已知，。正确判断是（　　） A．，第二界面发生全反射 B．，第二界面不全反射 C．，第二界面不全反射 D．，第二界面发生全反射 【答案】D 【解析】折射定律给出，所以；第二界面入射角为，大于该棱镜对空气的临界角，D正确。A错误：第一界面两侧折射率不同，折射角不等于入射角；B错误：内部入射角已大于临界角；C错误：第一界面的折射角计算错误。 14．光依次射向两个互相平行的界面，三个区域的折射率依次为、、。第一区域内入射角满足。不计吸收，正确判断是（　　） A．两个界面都全反射 B．第一界面有折射，第二界面全反射 C．两个界面都只有折射没有反射 D．第一界面全反射，第二界面有折射 【答案】B 【解析】第一界面由低折射率进入高折射率，；第二界面的临界角满足，故第二界面全反射，B正确。A错误：第一界面不符合全反射的介质次序；C错误：第二界面的内部入射角超过临界角；D错误：第一界面的全反射判断错误，光也就不能按该叙述到达第二界面。 15．比较两条光路：甲在折射率的介质中传播；乙先在折射率的介质中传播，再在空气中传播。各段均为直线路径，空气光速取。两束光同时出发，则（　　） A．甲、乙同时到达 B．甲比乙晚到达 C．乙比甲晚到达 D．乙比甲晚到达 【答案】C 【解析】，，故乙较晚，C正确。A错误：两条光路各段的折射率与距离乘积之和不同；B错误：把到达的先后次序颠倒；D错误：把乙的总时间当成了两者时间差。 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．在满足合适入射条件时，光在光导纤维的纤芯内可经多次______传播而被限制在纤芯中。 【答案】全反射 【解析】纤芯折射率大于包层折射率，且侧壁入射角超过临界角时，光通过多次全反射沿纤芯传播。 17．激光笔发出的光沿透明平板的法线射入，入射角为零，进入平板后的折射角为______。 【答案】 【解析】折射定律中入射角的正弦值为零，因此折射角也为零。 18．光在材料乙中传播的速度为。取，空气折射率为1，乙对空气的临界角满足______。 【答案】 【解析】先求，再由得。 19．一束光在玻璃内部射向空气，与界面的夹角为。该玻璃对空气的临界角为，则入射角为______，此时______全反射。（后一空选填“能”或“不能”） 【答案】，能 【解析】入射角以法线为基准，，大于临界角，故能全反射。 20．光先在空气中走过，再在某透明材料内沿直线走过，总用时为。空气光速取，该材料折射率为______。 【答案】 【解析】空气段用时，材料段用时；故材料内光速，折射率。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．同一种单色光对应的甲、乙材料折射率分别为和，真空光速。求： （1）光在甲中的速度 （2）光在乙中的速度 （3）光从甲斜射进入乙时，折射光偏向法线还是偏离法线，说明依据。 【答案】(1)；(2)；(3)偏向法线，乙的折射率更大。 【解析】（1）（3分）； （2）（3分）； （3）折射光偏向法线（2分），因为光进入折射率更大的乙，折射角小于入射角（2分）。 22．某潜望镜用一块等腰直角棱镜使光转弯。光垂直第一个直角面入射，在斜面反射后到达第二个直角面；棱镜外为空气。棱镜折射率为，对空气的临界角约为。 取。求： （1）光在棱镜内的速度 （2）斜面上的入射角，并判断是否全反射 （3）光从第二个直角面射出后，相对最初的传播方向偏转多少度，说明出射面处是否再发生偏折。 【答案】(1)；(2)，发生全反射；(3)偏转，出射面处不再偏折。 【解析】（1）（3分）； （2）等腰直角棱镜使斜面入射角为，大于，所以全反射（3分）； （3）斜面反射使传播方向偏转（2分），反射光垂直第二个直角面出射，故出射面处不再偏折（2分）。 23．一根直光纤的纤芯折射率为，包层折射率为。端面垂直轴线，纤芯侧壁平行轴线。空气中的光从端面射入，入射角满足，光线始终处于包含轴线的平面内，空气折射率取1。设纤芯内光线与轴线夹角为，，。求： （1） （2）纤芯对包层的临界角的正弦值 （3）侧壁入射角，并判断光能否被全反射限制在纤芯内。 【答案】(1)；(2)；(3)，能发生全反射。 【解析】（1）端面法线沿轴线，由折射定律得，故（3分）； （2）（3分）； （3）侧壁入射角（2分），且从纤芯射向包层，故能全反射（2分）。 24．一块折射率为的平行玻璃板，一侧为空气，另一侧为折射率的透明液体。光从空气以入射进入玻璃，再到达玻璃与液体的平行界面。空气折射率取1，，不计吸收。求： （1）玻璃内折射角的正弦值 （2）进入液体后的折射角的正弦值 （3）只改变空气中的入射角，能否使光在玻璃与液体的界面全反射，说明理由。 【答案】(1)；(2)；(3)不能。 【解析】（1）（3分）； （2）界面平行，第二次入射角仍为，（3分）； （3）不能仅靠改变空气中的入射角实现全反射（2分）；因为，而全反射要求，两者不能同时满足（2分）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 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：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题六 光现象及其应用 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．一束光从空气斜射进入折射率大于1的玻璃，入射角与折射角均以法线为基准。折射角与入射角的关系是（　　） A．折射角大于入射角 B．二者必定相等 C．二者之和必为直角 D．折射角小于入射角 2．折射率定义为真空光速与介质中光速之比。关于折射率的单位，下列说法正确的是（　　） A．单位是 B．单位是 C．单位是 D．没有单位 3．对同一种单色光，甲、乙、丙三种材料的折射率分别为、、。光在其中传播最慢的是（　　） A．丙材料 B．甲材料 C．乙材料 D．三种材料一样快 4．忽略吸收，在水与空气的平面界面上，以下哪种入射方式有可能发生全反射（　　） A．光从水中斜射向空气 B．光从空气斜射向水 C．光从空气垂直射向水 D．光从水中垂直射向空气 5．某光线从介质甲进入介质乙，形成一条折射光路。若光从乙中沿原折射光线反向传播，并到达原入射点，则它将（　　） A．沿原入射光线反向进入甲 B．必定在界面处全反射 C．在甲中沿任意方向传播 D．只能沿界面传播 6．利用两块平面镜制作的简易潜望镜，能让观察者在较低处看到上方开口外的景物，其主要作用是（　　） A．像望远镜一样放大远处物体 B．使光穿透不透明障碍物 C．使目标自行产生更多光 D．通过反射改变观察光路 7．单色光由空气进入某玻璃，入射角为，折射角为。空气折射率取1，，，。玻璃折射率和其中光速分别是（　　） A．， B．， C．， D．， 8．材料甲对空气的临界角为。空气折射率取1，，真空光速为。光在甲中的速度为（　　） A． B． C． D． 9．空气中一束光以的入射角斜射入有一定厚度的平行玻璃板，从另一平行表面回到空气，未发生全反射。出射光与入射光所在直线的关系是（　　） A．必定沿原直线，不发生偏移 B．出射角一定为零 C．方向平行，但一般存在横向偏移 D．传播方向必定相反 10．三个透明区域依次排列，两个分界面互相平行，折射率分别为、、。光从第一区域以入射，连续折射进入第三区域。已知，最终折射角满足（　　） A． B． C． D． 11．一条光线在纤芯内射向包层，入射角为，。纤芯折射率保持，若包层折射率从改为，该光线在此界面的情况将（　　） A．始终能全反射 B．始终不能全反射 C．由能全反射变为不能全反射 D．由不能全反射变为能全反射 12．折射率为的透明棱镜浸在折射率为的液体中。棱镜内光线与某侧面的夹角为，已知。光在该侧面（　　） A．不能全反射，因为入射角只有30度 B．能够全反射 C．必定沿法线射入液体 D．不能全反射，因为外部不是空气 13．光从空气进入折射率为的棱镜，第一界面的入射角为，折射角记为。题设棱镜几何关系使第二界面的内部入射角为，第二界面外也是空气。已知，。正确判断是（　　） A．，第二界面发生全反射 B．，第二界面不全反射 C．，第二界面不全反射 D．，第二界面发生全反射 14．光依次射向两个互相平行的界面，三个区域的折射率依次为、、。第一区域内入射角满足。不计吸收，正确判断是（　　） A．两个界面都全反射 B．第一界面有折射，第二界面全反射 C．两个界面都只有折射没有反射 D．第一界面全反射，第二界面有折射 15．比较两条光路：甲在折射率的介质中传播；乙先在折射率的介质中传播，再在空气中传播。各段均为直线路径，空气光速取。两束光同时出发，则（　　） A．甲、乙同时到达 B．甲比乙晚到达 C．乙比甲晚到达 D．乙比甲晚到达 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．在满足合适入射条件时，光在光导纤维的纤芯内可经多次______传播而被限制在纤芯中。 17．激光笔发出的光沿透明平板的法线射入，入射角为零，进入平板后的折射角为______。 18．光在材料乙中传播的速度为。取，空气折射率为1，乙对空气的临界角满足______。 19．一束光在玻璃内部射向空气，与界面的夹角为。该玻璃对空气的临界角为，则入射角为______，此时______全反射。（后一空选填“能”或“不能”） 20．光先在空气中走过，再在某透明材料内沿直线走过，总用时为。空气光速取，该材料折射率为______。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．同一种单色光对应的甲、乙材料折射率分别为和，真空光速。求： （1）光在甲中的速度 （2）光在乙中的速度 （3）光从甲斜射进入乙时，折射光偏向法线还是偏离法线，说明依据。 22．某潜望镜用一块等腰直角棱镜使光转弯。光垂直第一个直角面入射，在斜面反射后到达第二个直角面；棱镜外为空气。棱镜折射率为，对空气的临界角约为。 取。求： （1）光在棱镜内的速度 （2）斜面上的入射角，并判断是否全反射 （3）光从第二个直角面射出后，相对最初的传播方向偏转多少度，说明出射面处是否再发生偏折。 23．一根直光纤的纤芯折射率为，包层折射率为。端面垂直轴线，纤芯侧壁平行轴线。空气中的光从端面射入，入射角满足，光线始终处于包含轴线的平面内，空气折射率取1。设纤芯内光线与轴线夹角为，，。求： （1） （2）纤芯对包层的临界角的正弦值 （3）侧壁入射角，并判断光能否被全反射限制在纤芯内。 24．一块折射率为的平行玻璃板，一侧为空气，另一侧为折射率的透明液体。光从空气以入射进入玻璃，再到达玻璃与液体的平行界面。空气折射率取1，，不计吸收。求： （1）玻璃内折射角的正弦值 （2）进入液体后的折射角的正弦值 （3）只改变空气中的入射角，能否使光在玻璃与液体的界面全反射，说明理由。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $