2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 第13章第1單元功和功率練習(xí)（通用）

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1、 限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1．[2020·甘肅省河西五市部分高中高三第一次聯(lián)考試題]高速公路上的標(biāo)志牌都是用“回歸反光膜”制成的，夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向返回，標(biāo)志牌上的字顯得特別醒目．這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的，如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10 μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角應(yīng)是(　　) A. 15°　　　　　　　 B. 30° C. 45° D. 60° 解析：設(shè)入射角為i，折射角為θ，作出光路圖如圖所示，因?yàn)槌錾涔饩€

2、恰好和入射光線平行，所以i＝2θ，根據(jù)折射定律＝＝，所以θ＝30°，i＝2θ＝60°.本題答案為D. 答案：D 2. 一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示．設(shè)玻璃對(duì)a、b的折射率分別為na和nb，a、 b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb，則(　　) A. na>nb B. navb D. vanb，又v＝c/n，va

3、玻璃磚的AB面上，進(jìn)入玻璃磚后光路如圖所示，則下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率 B．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)大 C．b光在該玻璃中的折射率n＝ D．a(chǎn)光在該玻璃中的速度小于b光的速度 解析：發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，并且入射角大于臨界角，根據(jù)光路圖可知，題中復(fù)色光從玻璃射入空氣時(shí)，入射角均為45°，其中只有b光發(fā)生了全反射，所以Ca＞45°，Cb＜45°，它們的折射率na＝<＝，nb＝>＝，所以nb＞na，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤；根據(jù)n＝可得v＝，可見，在同種介質(zhì)中，折射率大的光速小，即b光在該玻璃中的速度小于a光的速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；a光在玻璃中的折

4、射率小，說明其頻率小，即fb＞fa ，在真空中，光速相同，即fλ＝c，又fb＞fa，所以λa＞λb，在玻璃中a光的波長(zhǎng)同樣比b光的波長(zhǎng)大些，選項(xiàng)B正確． 答案：B 4. [2020·北師大附中高三月考]光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是(　　) A. 內(nèi)芯的折射率比外套大，光在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 B. 內(nèi)芯的折射率比外套小，光在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C. 內(nèi)芯的折射率比外套小，光在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射 D. 內(nèi)芯的折射率與外套相同，外套材料有韌性，可以起保護(hù)作用 解析：光導(dǎo)纖維工作的原理是光的全反射，而發(fā)

5、生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，并且入射角大于臨界角；光纖有內(nèi)、外兩層材料，其中內(nèi)層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)．光在光纖中傳播時(shí)，每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射，這樣使從一個(gè)端面入射的光，經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個(gè)端面射出． 答案：A 5．[2020·河北唐山]酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影．但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你靠近而后退．對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是(　　) A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷熱

6、難耐，人產(chǎn)生的幻覺 C．太陽(yáng)輻射到地面，使地表溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射 D．太陽(yáng)輻射到地面，使地表溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射 解析：酷熱的夏天地面溫度高，地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽(yáng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射． 答案：D 6．[2020·四川省廣元中學(xué)高三月考理綜卷]如圖所示，真空中有一半徑為R、均勻的玻璃球，頻率一定的細(xì)激光束在真空中沿BC傳播，從C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入，并經(jīng)出射點(diǎn)D折射出去，已知∠COD＝120°，玻璃對(duì)該激光的折射率為，則下列說法中正確的是(　　) A．激光束在C點(diǎn)的入射角α＝60° B．此激光束在玻璃中穿越

7、的時(shí)間為t＝3R/c C．一個(gè)光子在穿過玻璃球的過程中能量逐漸變小 D．改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?，?xì)激光束可能在球表面D處發(fā)生全反射 解析：根據(jù)題圖可知，激光束在C點(diǎn)的折射角為30°，所以＝，α＝60°，選項(xiàng)A正確；根據(jù)幾何關(guān)系CD＝R，光速v＝c/n＝c/，所以此激光束在玻璃中穿越的時(shí)間為t＝3R/c，選項(xiàng)B正確；光子能量E＝hν，其中ν表示光子頻率，一個(gè)光子在穿過玻璃球的過程中頻率不變，所以能量不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)激光束在C點(diǎn)的折射角為θ，在玻璃中的臨界角為C，根據(jù)＝，可知，無(wú)論如何改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?，sinθ＝<

8、以無(wú)論如何改變?nèi)肷浣铅?的大小，細(xì)激光束都不可能在球表面D處發(fā)生全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．本題答案為AB. 答案：AB 7.如圖所示，將一個(gè)折射率為n的透明長(zhǎng)方體放在空氣中，矩形ABCD是它的一個(gè)截面，一單色細(xì)光束入射到P點(diǎn)，入射角為θ.AP＝AD，則(　　) A．若要使光束進(jìn)入長(zhǎng)方體后能射至AD面上，θ的最小值為arcsinn B．若要使光束進(jìn)入長(zhǎng)方體后能射至AD面上，角θ的最小值為arcsinn C．若要此光束在AD面上發(fā)生全反射，角θ的范圍應(yīng)滿足arcsinn<θ≤arcsin D．若要此光束在AD面上發(fā)生全反射，角θ的范圍應(yīng)滿足arcsinn<θ≤arcsin 解析：①要使光束

9、進(jìn)入長(zhǎng)方體后能射至AD面上，設(shè)最小折射角為α，AD＝d，如圖甲所示．根據(jù)幾何關(guān)系有sinα＝＝，根據(jù)折射定律有＝n，解得：θ＝arcsinn.②如圖乙所示，要使光 束在AD面上發(fā)生全反射，則要求射至AD面上的光線的入射角β應(yīng)滿足sinβ≥sinC，又sinC＝，sinβ＝cosα＝＝，解得：arcsinn<θ≤arcsin.選項(xiàng)B、C正確，A、D錯(cuò)誤． 答案：BC 8．[改編題]如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個(gè)側(cè)面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC＝β，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上，適當(dāng)調(diào)整入射光SO的方向，當(dāng)SO與AC成α角時(shí)，其折射光與鏡面發(fā)生一次反射，從AC面射出

10、后恰好與OS重合，則(　　) A．此棱鏡的折射率為 B．此棱鏡的折射率為 C．增大α角，光線有可能因在AC面上發(fā)生全反射無(wú)法進(jìn)入棱鏡 D．增大α角，無(wú)論α角多大，光線都能射入棱鏡 解析：本題考查了幾何光學(xué)的基本原理、光路的可逆原理、光路的分析和計(jì)算．根據(jù)光路可逆原理知，光線經(jīng)AC面折射后垂直于BC，所以折射角為90°－β，又入射角為90°－α，根據(jù)折射定律得n＝＝，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生全反射的條件之一是光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由光的特性可知，D正確． 答案：AD 9.[2020·廣西梧州、玉林高三聯(lián)考理綜卷]如圖所示，一條紅色光線和另一條紫色光線，以不同的角度同

11、時(shí)沿不同的半徑方向射入同一塊橫截面為半圓形的玻璃柱體，其透射光線都是由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出．則可知(　　) A．擋住BO光線，OC光線是紅光 B．擋住BO光線，OC光線是紫光 C．AO光線較BO光線穿過玻璃磚所需時(shí)間長(zhǎng) D．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由AO光線變?yōu)锽O光線，則干涉亮條紋間距變小 解析：根據(jù)光路的可逆性，復(fù)色光從空氣射入玻璃，偏折大的折射率大，在玻璃中，紫光折射率大于紅光，所以A是紫光，B是紅光，題中，若擋住BO光線，OC光線是紫光，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在玻璃中，紫光折射率大，光速小，光程相同時(shí)，時(shí)間長(zhǎng)，即AO光線較BO光線穿過玻璃磚所需時(shí)間長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確；干

12、涉條紋間距公式為Δx＝λ，可見，若l和d不變時(shí)，入射光由波長(zhǎng)較短的紫光改為波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光，條紋間距變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC 10. 圖示為一直角棱鏡的橫截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°.一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡．已知棱鏡材料的折射率n＝，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線(　　) A. 從ab面射出 B. 從ac面射出 C. 從bc面射出，且與bc面斜交 D. 從bc面射出，且與bc面垂直 解析：因?yàn)閚＝，臨界角C＝arcsin＝45°，如圖所示∠1＝60°，∠1>C，則發(fā)生全反射，由幾何知識(shí)，∠2＝30°，∠2

13、＝30°，光線從bc面垂直射出，又有折射，∠4＝45°光線從ac面射出，所以選項(xiàng)B、D正確． 答案：BD 11．[2020·山東理綜]如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出． (1)求該玻璃棒的折射率． (2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)________(填“能”“不能”或“無(wú)法確定能否”)發(fā)生全反射． 解析：(1)根據(jù)一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射可知臨界角C＝45°，由sinC＝1/n，sin45°＝/2可得該

14、玻璃棒的折射率n＝. (2)若將入射光向N端平移，射到弧面EF上時(shí)，入射角增大，大于臨界角，所以能發(fā)生全反射． 答案：(1)n＝　(2)能 12．直角三棱鏡的頂角α＝15°， 棱鏡材料的折射率n＝1.5，一細(xì)束單色光如圖所示垂直于左側(cè)面射入，試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線． 解析：由n＝1.5知臨界角大于30°小于45°，邊畫邊算可知該光線在射到A、B、C、D各點(diǎn)時(shí)的入射角依次是75°、60°、45°、30°，因此在A、B、C均發(fā)生全反射，到D點(diǎn)入射角才第一次小于臨界角，所以才第一次有光線從棱鏡射出． 13．[2020·陜西省長(zhǎng)安一中高三月考]如圖所示，一透明

15、球體置于空氣中，球半徑R＝10 cm，折射率n＝，MN是一條通過球心的直線，單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體，B為入射點(diǎn)，AB與MN間距為5 cm，CD為出射光線． (1)補(bǔ)全光路并求出光從B點(diǎn)傳到C點(diǎn)的時(shí)間； (2)求CD與MN所成的角α.(需寫出求解過程) 解析：(1)連接BC，如圖所示，在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別標(biāo)為i、r，sini＝5/10＝/2，所以i＝45°，由折射率定律：在B點(diǎn)有n＝，sinr＝1/2 故：r＝30°，BC＝2Rcosr，t＝n BC/c＝2nRcos r/c， t＝(/3) ×10－9 s. (2)由幾何關(guān)系可知∠COP＝15°，∠OCP＝135°，α＝30°.