1、高效作业 知能提升一、选择题1假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比( )A将提前B将延后C在某些地区将提前，在另一些地区将延后D不变解析：当大气层存在时，由于大气层的折射作用观察到的日出是提前的，当不存在大气层时观察到的日出将不再提前，故选 B.答案：B2光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务，目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络下列说法正确的是( )A光纤通信是利用光作为载体来传递信息B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝解析
2、：光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米，由内芯和外套组成，内芯的折射率大，其原理是光传播时在两个界面处发生全反射，故 D 对，B 、C 错光是一种电磁波，它像无线电波一样，作为一种载体来传递信息，A 对答案：AD图 21123(2010高考全国卷)频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 2112 所示，下列说法正确的是( )A单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长B在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度C单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间D单色光 1 从玻璃到空气的全反射临
3、界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角解析：本题考查光的色散、全反射现象、光速和折射率之间的关系等知识点由图知单色光 1 在界面折射时的偏折角度大，则单色光1 的折射率大，因此单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率，那么单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长，A 项对；由 n 知，折射率大的单cv色光 1 在玻璃中传播速度小，当单色光 1、2 垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光 1 通过玻璃板所需的时间大于单色光 2 通过玻璃板所需时间，B、 C 项都错；由 sinC 及单色光 1 的折1n射率大知，D 项对答案：AD4水的折射率为 n，距水面深 h 处有一个点光
4、源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为( )A 2htan(arcsin ) B2htan( arcsinn)1nC 2htan(arccos ) D2hcot(arccosn)1n图 2113解析：题意如图 2113 所示，由临界角的公式有 sinC ，1n由几何关系有 C，Rhtan ，直径 D2R，解得D2h tan(arcsin )，故 A 正确，其余各项错误1n答案：A5已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光( )A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大C从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D用同一装
5、置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析：由 v 可知， 蓝 光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，cnA 错 ；以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中， 蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，B 错；从玻璃射入空气发生全反射时的临界角可由公式 sinC 得知，红光的折射率小，临界角大，C1n正确；用同一装置进行双缝干涉实验，由公式 x 可知，蓝光的波Ld长短，相邻 条纹间距小，D 错答案：C图 21146如图 2114 所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为 30，E 、F 分别为边 AB、BC
6、的中点，则( )A该棱镜的折射率为 3B光在 F 点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行解析：在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角为 30，折射率为 ，A 正确；在 BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，3B 错 ；由公式 介 ，可知 C 对；三棱镜 两次折射使得光线都向空 气n底面偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，故 D 错答案：AC图 21157(2011安徽卷) 实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随波长 的变化符合科西经验公式：n A ，其中B2 C4A、B 、C 是正的常量太阳光进入三棱镜后发生色散的情
7、形如图2115 所示则( )A屏上 c 处是紫光 B屏上 d 处是红光C屏上 b 处是紫光 D屏上 a 处是红光解析：本题考查光的折射率与波长的关系，及对光的色散现象的分析，意在考查考生对光的色散知识的掌握根据公式可知，波长越长三棱镜对光的折射率越小，在各色光中，红光的波长最长，折射率最小，偏折程度最小；紫光的波长最短，偏折率最大，偏折程度最大，因此 D 项正确答案：D图 21168(2011福建卷) 如图 2116，半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖，在 O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径
8、方向入射到 O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )A减弱，紫光 B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光解析：本题考查光的全反射现象和白光色散现象，意在考查考生应用光的全反射和色散知识分析判断实际现象的能力入射点由 A向 B 缓 慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同七色光中紫光的折射率最大，由 sinC可知紫光的临界角最小，所以最先 发生全反射的是紫光，折射光减1n弱，则反射光增强，故 C 正确答案：C图 21179(2011浙江卷) “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况如图 211
9、7 是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为 (式中 1 是入射角， 2 是折射sin1sin2 v1v2角，v 1、v 2 分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同已知 v20.9v 1，入射点与出射点之间的距离是 d，入射角为 i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度 h 为( )A. B.9dsini2100 81sin2i d81 100sin2i10siniC. D.d81 100sin2i20sini d100 81sin2i
10、18sini图 2118解析：本题考查波的折射与反射，意在考查考生综合运用所学知识解决实际问题的能力画出波的传播示意图，如图 2118 所示，则有 ，得 sin0.9sin i.由几何关系得 tan ，即sinisin v1v2 10.9 d2h ，所以 h ，选项 D 正确0.9sini1 0.9sini2 d2h d100 81sin2i18sini答案：D图 211910如图 2119 所示，为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角已知该玻璃的折射率为 n，圆柱长为 l，
11、底面半径为r，则视场角是 ( )A arcsin Barcsinnlr2 l2 nrr2 l2C arcsin Darcsinrr2 l2 lr2 l2图 2120解析：根据题干中的说明，该玻璃圆柱体是嵌在门上的，圆柱体的轴垂直于门面，门内的人通过玻璃圆柱底面中心点观察门外的景物，显然人眼能观察到的是一个圆形区域，视场角就是从圆形区域的边缘发出的入射光线 sb(能通 过玻璃圆柱、由底面中心 O 点射出进入人眼)与玻璃圆柱的轴线亦即圆柱底面的法线的夹角 ，与入射光线 sb 对应的折射光线是 bO，折射角 就等于abO，如 图 2120 所示这样由折射定律得 sinnsin ，由于圆柱长 abl，
12、半径 Oar ，由三角函数公式得sin .rl2 r2联立解得视场角为 arcsin ，B 正确nrl2 r2答案：B二、非选择题图 212111一块厚为 d 的水平玻璃板，光线以入射角 1 射入，其折射角为 2，如图 2121 所示，试求从玻璃射出光线的侧移量 D 为多大解析：折射光线在玻璃中传播过的距离 L ，偏转距离dcos2DL sin(1 2) sin(1 2)dcos2答案： sin(1 2)dcos212一半圆柱形透明物体横截面如图 2122 所示，底面AOB 镀银(圆中粗线)，O 表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出已知光线在
13、M 点的入射角为 30，MOA60，NOB30，求图 2122(1)光线在 M 点的折射角；(2)透明物体的折射率图 2123解析：(1) 如 图 2123，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M 点相对于底面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线 设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角为 r，OMQ ，PNF . 根据题意有30 由几何关系得，PNOPQOr，于是r60 且 r 由式得r15 (2)根据折射率公式有sininsinr 由式得n 6 22答案：(1)15 (2)6 2213图 2124 所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R20cm，折射率为 ，AB 是一条直径，今有一束平行光沿 AB 方3向射向圆柱体，试求：图 2124(1)光在圆柱体中的传播速度；(2)距离直线 AB 多远的入射光线，折射后恰经过 B 点图 2125解析：(1) 光在 圆柱体中的传播速度v 108m/ 3(2)设光 线 PC 经折射后经过 B 点，光路图如图 2125 所示由折射定律有： n ，sinsin 3又由几何关系有：2 ，由以上两式解得 60.光线 PC 离直线 AB 的距离 CDRsin10 cm.3则距离直线 AB 为 10 cm 的入射光线经折射后能到达 B 点3答案：(1) 108m/s (2)10 cm3 3
