正确率19.999999999999996%夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮,主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料.如图所示,介质球的球心位于$${{O}}$$点,半径为$${{R}}$$.平行于直径$${{A}{O}{B}}$$的单色光沿$${{D}{C}}$$从空气射入介质球,在球的内表面经一次反射后,再次折射回空气中时出射光线恰好与$${{D}{C}}$$平行.已知$${{D}{C}}$$与$${{A}{B}}$$的距离为$${\frac{\sqrt{3}} {2}} R,$$下列说法正确的是()
C
A.光线经过第一次折射后对应折射角为$${{4}{5}^{∘}}$$
B.介质球的折射率为$${{n}{=}{3}}$$
C.增大单色光的频率,入射光射入球体后,在球的内表面不可能发生全反射
D.换不同单色光沿$${{D}{C}}$$入射,在球的内表面经一次反射后,再次折射回空气时仍与$${{D}{C}}$$平行
2、['薄膜干涉现象及应用', '光的衍射', '光的偏振现象及应用', '折射定律的内容及表达式']正确率80.0%下列各图中,关于光学知识应用的描述正确的是$${{(}{)}}$$
A.医用内窥镜运用了光的折射原理
B.全息照相运用了光的偏振原理
C.立体电影运用了光的衍射原理
D.照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理
正确率40.0%如图所示,用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心$${{O}}$$点,发现有$${{a}}$$、$${{b}}$$、$${{c}}$$、$${{d}}$$四条细光束,其中$${{d}}$$是光经折射和反射形成的。当入射光束$${{a}}$$绕$${{O}}$$点逆时针方向转过小角度$${{Δ}{θ}}$$时,$${{b}}$$、$${{c}}$$、$${{d}}$$也会随之转动,则( )
B
A.光束$${{b}}$$顺时针旋转角度小于$${{Δ}{θ}}$$
B.光束$${{c}}$$逆时针旋转角度小于$${{Δ}{θ}}$$
C.光束$${{d}}$$顺时针旋转角度大于$${{Δ}{θ}}$$
D.光速$${{b}}$$、$${{c}}$$之间的夹角减小了$${{2}{Δ}{θ}}$$
4、['全反射定义、条件等相关概念', '折射定律的内容及表达式', '光的折射的相关计算']正确率40.0%一半径为$${{R}}$$
D
A.增大入射角$${{α}{,}}$$光线将不再从竖直表面射出
B.不同的单色光有相同的光路产生
C.入射角$${{α}}$$无论如何变化,光线都能从竖直表面射出
D.从竖直表面射出光线与竖直方向夹角是$${{3}{0}^{∘}}$$
5、['折射定律与全反射综合', '临界角', '全反射定义、条件等相关概念', '折射定律的内容及表达式']正确率40.0%如图所示,一横截面为等腰三角形的玻璃三棱镜,其顶角$${{θ}}$$
A
A.$$0^{\circ} < \theta< 3 0^{\circ}$$
B.$$0^{\circ} \leqslant\theta\leqslant3 0^{\circ}$$
C.$$3 0^{\circ} \leq\theta< 4 5^{\circ}$$
D.$$3 0^{\circ} \leqslant\theta< 6 0^{\circ}$$
6、['光的折射现象', '折射定律的内容及表达式']正确率60.0%如图所示,人眼在$${{A}}$$
A
A.$${{B}}$$点
B.$${{B}}$$上方些
C.$${{B}}$$下方些
D.$${{B}}$$左方些
7、['临界角', '折射率定义式及物理意义', '折射定律的内容及表达式', '光的折射的相关计算']正确率40.0%如图所示,是一束红光由空气射到某液体分界面的光路图.当入射角是$${{4}{5}^{∘}}$$
B
A.该液体对红光的折射率为$$\frac{\sqrt2} {2}$$
B.该液体对红光的全反射临界角为$${{4}{5}^{∘}}$$
C.红光在空气和液体中的频率之比为$$\sqrt{2}, \ 1$$
D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面,折射角也是$${{3}{0}^{∘}}$$
8、['根据折射定律和全反射画光路图', '折射定律的内容及表达式', '光的反射']正确率60.0%用插针法测定玻璃折射率时.有三条入射光线$$a, ~ b, ~ c$$
C
A.光线$${{a}}$$
B.光线$${{b}}$$
C.光线$${{c}}$$
D.都有可能
9、['临界角', '全反射定义、条件等相关概念', '折射率定义式及物理意义', '折射定律的内容及表达式', '光的反射']正确率60.0%如图所示,一束绿光从水中的$${{A}}$$
D
A.红光反射后不会通过$${{B}}$$点
B.红光折射后可能通过$${{C}}$$点
C.红光可能没有折射光线
D.红光不可能没有折射光线
10、['折射定律的内容及表达式']正确率60.0%如图所示的四个光路能正确表示光线由玻璃射入空气的是$${{(}{)}}$$
B
A.
B.
C.
D.
1. 解析:
根据题意,光线$$DC$$与$$AB$$的距离为$$\frac{\sqrt{3}}{2}R$$,因此入射角$$i$$满足$$\sin i = \frac{\sqrt{3}}{2}$$,即$$i = 60^\circ$$。由于出射光线与$$DC$$平行,由对称性可知折射角$$r = 30^\circ$$(选项A错误)。根据折射定律,介质折射率$$n = \frac{\sin i}{\sin r} = \frac{\sin 60^\circ}{\sin 30^\circ} = \sqrt{3}$$(选项B错误)。全反射需满足入射角大于临界角,而球内表面反射的入射角恒为$$30^\circ$$,小于临界角($$\arcsin(1/\sqrt{3}) \approx 35.3^\circ$$),故选项C正确。不同频率的光折射率不同,出射方向会变化,选项D错误。
答案:C
2. 解析:
选项A错误,内窥镜利用光的全反射原理;选项B错误,全息照相利用光的干涉;选项C错误,立体电影利用光的偏振;选项D正确,增透膜通过干涉消除反射光。
答案:D
3. 解析:
光束$$a$$逆时针旋转$$\Delta \theta$$时,反射光束$$b$$顺时针旋转$$\Delta \theta$$(选项A错误);折射光束$$c$$逆时针旋转角度小于$$\Delta \theta$$(选项B正确);光束$$d$$为反射折射组合,旋转角度大于$$\Delta \theta$$(选项C正确);$$b$$、$$c$$夹角变化为$$\Delta \theta + \Delta \theta_c < 2\Delta \theta$$(选项D错误)。
答案:BC
4. 解析:
光线在圆弧面折射后射向竖直面,若入射角$$\alpha$$过大,可能在竖直面发生全反射(选项A正确,C错误);不同频率光折射率不同,光路不同(选项B错误);由几何关系和折射定律可算出出射角为$$30^\circ$$(选项D正确)。
答案:AD
5. 解析:
光线垂直入射底面,需在侧边发生全反射,临界角条件为$$\theta \geq 30^\circ$$,且$$\theta < 60^\circ$$(否则光线从另一侧射出)。
答案:D
6. 解析:
光线从水中射入空气折射远离法线,人眼逆延长线交点位于$$B$$下方。
答案:C
7. 解析:
由折射定律$$n = \frac{\sin 45^\circ}{\sin 30^\circ} = \sqrt{2}$$(选项A错误);临界角$$C = \arcsin(1/\sqrt{2}) = 45^\circ$$(选项B正确);频率不变(选项C错误);紫光折射率更大,折射角小于$$30^\circ$$(选项D错误)。
答案:B
8. 解析:
玻璃折射率大于空气,折射角大于入射角,光线$$a$$符合此规律。
答案:A
9. 解析:
红光折射率小于绿光,折射角更大,可能通过$$C$$点(选项B正确);若入射角大于临界角则发生全反射(选项C正确,D错误)。
答案:BC
10. 解析:
玻璃折射率大于空气,折射角应大于入射角,且法线居中,选项B符合。
答案:B