全国初中物理自主招生专题大揭秘专题15 折射 色散 全反射 （学生版）

页一．选择题（共13小题）1．由于地球表面存在大气层，使太阳光覆盖地球面积与没有大气层时不同，则有大气层时太阳光覆盖面积是较大还是较小？地球某处清晨接收到的第一缕阳光是何种颜色？（设大气层为均匀介质）（）A．较小，紫色 B．较小，红色 C．较大，红色 D．较大，白色2．如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽 B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽 C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽 D．红色光带在下，紫色光带在上，紫色光带较宽3．一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜然后分成两束光，并沿OM和ON方向射出（如图所示），已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则（）A．OM为复色光，ON为紫光 B．OM为复色光，ON为红光 C．OM为紫光，ON为复色光 D．OM为红光，ON为复色光4．公园里洒光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（）A．红灯看起来较浅且照亮的水面面积较小 B．红灯看起来较深且照亮的水面面积较小 C．红灯看起来较浅且照亮的水面面积较大 D．红灯看起来较深且照亮的水面面积较大5．如图所示，中国古代渔民以捕鱼为生，渔民看到清澈的水中有条鱼，三人同时用鱼叉去插中那条鱼，结果有一人将鱼击中，由此可知（）A．三人中一定有一人未瞄准 B．三人中一定有两人未瞄准 C．三人中一定有一人瞄准了 D．三人中一定有二人瞄准了6．如图所示，有三块截面为等腰直角三角形的透明材料（图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）恰好拼成一个正方形棱镜．从E点垂直于边射入的单色光在F处发生全反射，在G、H连续发生两次折射后射出．若该单色光在三块材料中的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（）A．v3＞v1＞v2 B．v2＞v3＞v1 C．v3＞v2＞v1 D．v1＞v2＞v37．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．图给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生如图效果的是（）A． B． C． D．8．如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc，其中ac面是镀银的．现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出．则（）A．∠a＝30°∠b＝75° B．∠a＝32°∠b＝74° C．∠a＝34°∠b＝73° D．∠a＝36°∠b＝72°9．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的面积匀速增大，则该点光源正在（）A．加速上升 B．匀速下沉 C．匀速上升 D．减速下沉10．两束单色光a和b同时由空气射到某介质的界面MN上，由于折射而合成一复色光c，如图所示．下列说法中正确的是（）A．a光光子的能量大于b光光子的能量 B．两种光照射同一种金属，b光更容易使金属发生光电效应 C．若a、b光从同一种介质射向真空，则a光的临界角大于b光的临界角 D．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大11．如图是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在同一时刻在池底形成杆的影子，且影子都留在了水池底部，下列说法正确的是（）A．两池中标杆影子长度相同 B．装水的池中标杆影子较长 C．未装水的池中标杆影子较长 D．不能确定哪边的影子较长12．如图所示，水面下水平放置一个平面镜，一细束白光由空气垂直射入水中，照到平面镜上的O点，已知红光对水的临界角为α，紫光对水的临界角为β．现让平面镜绕入射点O顺时针缓慢转动，要使该光束经平面镜反射后没有光线从水中射出水面，平面镜转过的角度至少是（）A．α B．β C． D．13．某同学看到鱼池中池边的鱼离水面的距离约为1m，已知水的折射率为1.33，则鱼的实际深度约为（）A．0.50m B．0.75m C．1.33m D．1.78m二．多选题（共3小题）（多选）14．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A++，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图，则（）A．屏上d处是紫光 B．屏上d处的光在棱镜中传播速度最大 C．屏上d处的光在棱镜中传播速度最小 D．光经过三棱镜后发生色散原因是不同频率的光在同种介质中折射率不同（多选）15．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，它也随你的靠近而后退，对此现象的正确解释是（）A．此“水面”存在，但在较远的地方 B．地表空气温度升高，地面附近层的空气温度比上层高，密度比上层小 C．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射 D．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射（多选）16．水面下某一深度处水平放置平面镜M，一束白光竖直向下从空气进入水中射到平面镜上的O点，已知红光由水射向空气时全反射的临界角为C1，紫光由水射向空气时全反射的临界角为C2．现使平面镜绕过O点的水平轴转动一定的角度时，水面将无光线射出．下列说法正确的是（）A．C1＜C2 B．C1＞C2 C．平面镜转过的角度时，水面上无光线射出 D．平面镜转过的角度时，水面上无光线射出三．计算题（共2小题）17．安全门上的观察孔直径d＝2cm，门的厚度为h＝2cm，为了扩大向外观察的范围，将孔中完全嵌入折射率为的光学玻璃，如图所示，则：①嵌入玻璃后视野张角为多少？②若视野的张角扩大到180°，嵌入玻璃的折射率应为多少？18．如图所示的圆柱形容器中盛满折射率n＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L＝2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？四．解答题（共5小题）19．近年来，由于“微结构材料”的发展，研制具有负折射率的人工材料的光学性质及其应用，已受人们关注，对正常介质，光线从真空射入折射率为n的介质时，入射角和折射角满足折射定律公式，入射光线和折射光线分布在界面法线的两侧；若介质的折射率为负，即n＜0，这时入射角和折射角仍满足折射定律公式，但入射光线与折射光线分布在界面法线的同一侧，如图所示，已知某种具有负折射率的平行玻璃砖的折射率n＝﹣，厚度为d，入射光线AO以入射角i＝60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，求：（1）画出光路图。（2）入射光线和出射光线间距离△d．（结构可用根式表示）20．如图所示，游泳池宽度L＝15m，水面离岸边的高度为0.5m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面离1.5m，若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）21．空中有一只小鸟，距水面3m，其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3．（1）鸟从空中看到水中的鱼离它的距离是多少？（2）鱼在水中看空中的鸟离它的距离是多少？22．如图所示，某种透明液体的折射率为，液面上方有一足够长的细杆，与液面交于O，杆与液面成θ＝45°角。在O点的正下方某处有一点光源S，S发出的光经折射后有部分能照射到杆上。已知光在真空中的速度为c，求：①光在该液体中的传播速度v