专题15 折射 色散 全反射 （学生版） 2023全国初中物理自主招生专题大揭秘

第 1 页 / 共 9 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）（ ） ．较小，紫色 B．较小，红色 ．较大，红色 D．较大，白色 2．如图所示，截面为B 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B，在三棱镜的另一侧放置一平行于B 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（ ） ．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 ．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P 方向射入玻璃三棱镜然后分成两束光，并沿M 和方 向射出（如图所示），已知M 和两束光中只有一束是单色光，则（ ） ．M 为复色光，为紫光 B．M 为复色光，为红光 ．M 为紫光，为复色光 D．M 为红光，为复色光 4．公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（ ） ．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 ．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 第 1 页 / 共 9 页 插中那条鱼，结果有一人将鱼击中，由此可知（ ） ．三人中一定有一人未瞄准 B．三人中一定有两人未瞄准 ．三人中一定有一人瞄准了 D．三人中一定有二人瞄准了 6 Ⅰ Ⅱ Ⅲ ．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、、）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、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（ ） ．v3＞v1＞v2 B．v2＞v3＞v1 ．v3＞v2＞v1 D．v1＞v2＞v3 7．空气中两条光线和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＝15 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（ ） ． B． ． D． 第 1 页 / 共 9 页 8 △ ．如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰 b，其中面是镀银的．现有一光线垂直于b 面 入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于b 面射出．则（ ） ∠ ． ＝30° b ∠＝75° B ∠ ． ＝32° b ∠＝74° ∠ ． ＝34° b ∠＝73° D ∠ ． ＝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（ ） ．加速上升 B．匀速下沉 ．匀速上升 D．减速下沉 10．两束单色光和b 同时由空气射到某介质的界面M 上，由于折射而合成一复色光，如图 所示．下列说法中正确的是（ ） ．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 ．若、b 光从同一种介质射向真空，则光的临界角大于b 光的临界角 D．用同样装置做光的双缝干涉实验，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（ ） 第 1 页 / 共 9 页 ．两池中标杆影子长度相同 B．装水的池中标杆影子较长 ．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 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（ ） ．α B．β ． 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133，则鱼的实 际深度约为（ ） ．050m B．075m ．133m D．178m 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随着波长λ 的变化符合科西 经验公式：＝+ + ，其中、B、是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情 形如图，则（ ） 第 1 页 / 共 9 页 ．屏上d 处是紫光 B．屏上d 处的光在棱镜中传播速度最大 ．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（ ） “ ” ．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 ．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 到平面镜上的点，已知红光由水射向空气时全反射的临界角为1，紫光由水射向空气时 全反射的临界角为2．现使平面镜绕过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（ ） ．1＜2 B．1＞2 ．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＝2m，门的厚度为＝2 m，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： 第 1 页 / 共 9 页 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＝2 的某种透明液体，容器底部安装一块平面 镜，容器直径L＝2，在圆心正上方高度处有一点光源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，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＜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＝﹣ ，厚度为d，入射光线以入射角＝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05m，在左岸边一标杆上装有 一灯，灯距地面高05m，在右岸边站立着一个人，E 点为人眼的位置，人眼距地面离 第 1 页 / 共 9 页 15m，若此人发现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13，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，杆与液面成θ＝45°角。在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，求： ①光在该液体中的传播速度v； ②能照射到细杆上折射光对应入射光的入射角。 23 ∠ ．如图所示，某三棱镜的横截面是一个直角三角形， ＝90° ∠ ， B＝30°，棱镜材料的折 射率为．底面B 涂黑，入射光沿平行底边B 的方向射向B 面，经B 面折射，再经面折 射后出射．求： （1）出射光线与入射光线的延长线的夹角α． （2）为使上述入射光线能从面出射，折射率的最大值是多少． 第 1 页 / 共 9 页 第 1 页 / 共 9 页 第 1 页 / 共 9 页