【高考物理专题】高三物理一轮总复习-光的折射、全反射与干涉专题复习卷

高中物理高考备考一轮总复习——光的折射、全反射与干涉专题复习卷一、单选题（共7题）1．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（）A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝到光屏的距离C．将绿光换为红光 D．将整个装置放在水中2．用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是()A．明暗相间的条纹 B．彩色条纹C．一片红光 D．晃动的条纹3．如图为双缝干涉的实验示意图，下列说法正确的是（）A．双缝干涉中也存在光的衍射现象B．双缝的间隙越大，条纹的间距越大C．中心处的明条纹宽度比两侧的明条纹宽度大D．同样条件下，紫光产生的条纹间距大于红光产生的条纹间距4．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。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是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（）A．水滴对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光在水滴中的传播速度大于b光在水滴中的传播速度C．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距D．a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长5．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为，它的玻璃芯的折射率为，外层材料的衍射率为，光在空气中的传播速度为，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为，则下列说法中正确的是（）A． B．C． D．6．如图所示，a、b两束不同单色光相互平行，从平行玻璃砖表面入射，从面出射时变为一束光c，则下列说法正确的是（）A．a、b中有一束光在面发生了全发射B．在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度C．在同一个双缝干涉装置中，a光干涉条纹间距较大D．减小玻璃砖的厚度，光从面出射时变为两束间距变大的平行光7．如图所示是一半径为的玻璃球体，为球心，为水平直径。是竖直放置的光屏且与玻璃球体相切与点，一束单色光线从点沿方向射出，出射光线垂直于光屏，已知，光在真空中的传播速度为，则下列选项错误的是（）

A．此玻璃的折射率为B．光从点传播到点需用时C．该玻璃球的临界角应小于45°D．光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为二、多选题（共4题）8．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知（）A．光是从真空射入介质的B．光是由介质射入真空的C．介质的折射率为D．介质的折射率为9．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2；已知玻璃折射率为，入射角为45°（相应的折射角为24°）。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示。则（）A．光束1转过15° B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15° D．光束2转过的角度大于15°10．关于折射率，下列说法中正确的是（）A．根据可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据，可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．根据可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比11．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝45°，β＝60°，光速c＝3×108m/s。则下列说法正确的是()

A．两束光穿过玻璃柱体所需时间相同B．OM是黄光，ON是蓝光C．玻璃对OM光束的折射率为D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，一定不会发生全反射三、解答题（共4题）12．如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面的半径为，直径与水平屏幕垂直并与点接触。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知该介质对红光和紫光的折射半分别为，。求：(1)红光和紫光在介质中传播的速度比；(2)若逐渐增大复色光在点的入射角，使面上刚好只有一种色光射出，此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离。13．某透明材料的截面为正六边形的一部分，形状如图所示，其中AB、BC、CD、DE是正六边形的四条边，边长为L，O为该正六边形的中心，两虚线为相互垂直、过中心O的辅助线。一细光束从AE边垂直入射到达BC中点后恰好发生全反射。已知光速为c。（1）求透明材料的折射率；（2）画出这束光在透明材料中传播的光路图；（3）求这束光在透明材料中传播的时间。14．如图所示，一束平行光以θ1=30°的入射角从玻璃射向空气中，折射角为θ2=45°，求：（1）玻璃的折射率；（2）光的玻璃中的传播速度；（3）增大θ1，则θ2如何变化？玻璃的折射率增大吗？15．有一半径为R的玻璃半球，右侧面镀银，在其对称轴PO上离O点R处有一点光源S，O为半球的球心，且PO水平，如图所示。在真空中，从光源S发出的一细光束射到半球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光经过折射进入玻璃半球内，经右侧镀银面反射恰能沿原路返回。已知光在真空中的传播速度为c，求：（1）玻璃的折射率。（2）光源S处的光，从发出到原路返回所经历的时间。参考答案1．C【详解】AB．在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、双缝到屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故要增大间距应减小d，增大双缝到光屏的距离或增大光的波长，故AB错误；C．若将绿光换为红光，即波长变长，根据干涉条纹的间距，则相邻条纹间距更大，故C正确；D．将整个装置放在水中，水的折射率大于1，所以波长减小，所以相邻条纹间距更小，故D错误。故选C。2．C【详解】两灯泡不是相干光源，故现象为C，ABD错误，C正确。故选C。3．A【详解】A．双缝干涉中也存在光的衍射现象，A正确；B．由可知，双缝的间隙d越大，条纹的间距越小，B错误；C．双缝干涉的条纹宽度是相同的，C错误；D．由可知，紫光的波长较短，条纹间距较小，D错误。故选A。4．C【详解】A．由图可知，a、b光第一次进入水滴发生折射时，a光的折射角较小，即再根据折射率公式可得A错误；B．根据折射率与光在介质中传播速度的关系可得B错误；C．双缝干涉相邻亮条纹间距公式因为则可得（把a光看成紫光，b光看成红光）即a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，C正确；D．a、b光在水滴中传播的速度减小，光的频率不变，由则波长都比各自在真空中传播的波长要短，D错误。故选C。5．B【详解】如图所示，欲使光在n1和n2的界面上发生全反射，需有：光在介质n1中的传播最长路程为传播速度为故最长时间为故选：B。6．D【详解】A．根据光路的可逆性原理可知，对于平行玻璃砖界面来说，能够射进玻璃砖的光线，在另一个界面绝对不会发生全反射，因此对本题而言，无论是a或b光线，都不可能发生全反射现象，A错误；B．画出光路图如下图所示根据折射定律有sini=nasinia，sini=nbsinib由图可知ib>ia，则nb<na，根据波速与折射率的关系有n=则vb>va，B错误；C．由波长与折射率的关系可知λb>λa根据干涉条纹间距公式有x=则xb>xa，C错误；D．如图所示减小玻璃砖的厚度，下边界变为M′N′，则出射时变为两束间距变大的平行光，D正确。故选D。7．D【详解】A．做出光路图如图所示

由几何关系可得，，由折射定律可得A正确，不符合题意；B．根据可得光在玻璃中的传播速度光从点传播到点需用时为B正确，不符合题意；D．从点传播到点的时间为光从A点传播到点与从点传播到点的时间之比为D错误，符合题意；C．由临界角公式有解得所以该玻璃球的临界角应小于45°，C正确，不符合题意。故选D。8．BD【详解】根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率只有BD正确，AC错误。故选BD。9．BC【详解】AB．保持入射光不变，半圆柱顺时针转过15°时，法线转过15°，则入射角变为60°，由几何关系可知，反射光线与竖直线成75°，故反射光线偏转了30°；故A错误，B正确；CD．由题知偏转后，入射角为60°，设折射角为θ，则由则θ=30°故由几何关系可知，光束2转过的角度为

α=15°+24°-θ=9°故C正确，D错误。故选BC。10．CD【详解】AB．介质的折射率是表示介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角和折射角的正弦无关，A、B错误；C．由于真空中光速是个定值，根据可知，介质的折射率与介质中的光速成反比，C正确；D．根据可知，当f一定时，v与成正比，由于n与v成反比，故折射率n与波长成反比，D正确。故选CD。11．BCD【详解】B．玻璃对蓝光的折射率较大，可知OM是黄光，ON是蓝光，B正确；A．根据v＝可知，蓝光的折射率大，在玻璃中传播速度较小，则蓝光穿过玻璃柱体所需的时间较长，A错误；C．玻璃对OM光束的折射率为n＝＝＝C正确；D．OM光线的临界角CsinC＝解得C＝45°，将OM光束从N点沿着NO方向射入时的入射角等于30°，小于临界角45°，则一定不会发生全反射，D正确。故选BCD。12．(1)；(2)【详解】(1)根据得红光和紫光在介质中传播的速度比(2)紫光的折射率比红光的大，根据知紫光的临界角比红光的小，当增大入射角时，紫光先发生全反射，其折射光线消失。如图所示设紫光的临界角为，则得此时入射角红光入射角也为，由可得，所以两个亮斑的距离为代入数据解得13．(1)；(2)光路图见解析；(3)【详解】(1)（2）光路图如图

根据光路图，结合几何关系得(3)根据光路图，由几何关系，可得光线在透明材料中的光程为光在透明材料中传播的速度为所以传播时间为解得14．（1）；（2）2.12×108m/s；（3）θ2增大，折射率不变【详解】（1）若光从玻璃射向空气时，入射角为30°，折射角为45°；若光从空气射向玻璃时，入射角为45°，根据光路的可逆性知，折射角一定为30°，由折射定律得，