2024年高考物理复习基础测试题答案与解析（20）
1.解析：在e点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为，a对；由光路的可逆性可知，在bc边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，b错；根据公式λ介＝可知c对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到e点的光束平行，故d错．
答案：ac2. 解析：
入射角i逐渐减小到零的过程中，光线从棱镜另一界面射入空气的入射角最大为θ＝41°27′，由单色光的折射率表，从紫光到黄光逐渐发生全反射，而橙、红两种色光不会发生全反射，故c正确．
答案：c3. 解析：当光线在水面发生全反射时有sin c＝
当光线从左侧射入时，由折射定律有＝n
联立这两式代入数据可得sin α＝
答案：4. 解析：如图所示单色光照射到ef弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得c＝45°①
由折射定律得n＝②
由①②式得n＝③
答案：① 能。
5. 解析：(1)激光器t时间内发出的光能。
w＝pt由n＝，sin c＝，则。
c＝arcsin.
2)设激光束在。
光导纤维端面的入射角为i，折射角为r，折射光线射向侧面时的入射角为i′，折射角为r′，如图所示．
由折射定律：n＝，由几何关系：r＋i′＝90°，sin r＝cos i′.
由全反射临界角的公式：
sin i′＝，cos i′＝，要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i＝r′＝90°，sin r′＝1.故。
n＝＝＝解得n＝，故光导纤维的折射率应为n≥.
答案：(1)pt arcsin (2)
6. 解析：(1)设光在介质中的传播速率为v，波长为λ，频率为f，则。
f＝①v＝②
联立①②式得f＝③
从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m，代入数据解得。
f＝5×1014 hz.
2)光路如图所示．
答案：(1)5×1014 hz (2)图见解析。
7. 解析：(1)由n＝可得v＝2.1×108 m/s.
2)由n＝可得光线从左端面射入后的折射角为30°，射到侧面时的入射角为60°，大于临界角45°，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面，由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s＝，因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间是t＝＝2.7×10－8 s.
答案：(1)2.1×108 m/s (2)2.7×10－8 s
8. 解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得＝n①
由已知条件及①式得r＝30°②
如果入射光线在法线的右侧，光路图如图1所示．设出射点为f，由几何关系可得af＝a③
即出射点在ab边上离a点a的位置．
如果入射光线在法线的左侧，光路图如图2所示．设折射光线与ab的交点为d
由几何关系可知，在d点的入射角θ＝60°④
设全反射的临界角为θc，则。
sin θc＝⑤
由⑤和已知条件得 θc＝45°⑥
因此，光在d点全反射．
设此光线的出射点为e，由几何关系得∠deb＝90°
a－2⑦sin 30°⑧
联立③⑦⑧式得 ＝a
即出射点在bc边上离b点a的位置．
答案：如果入射光线在法线的右侧，出射点在ab边上离a点a的位置；如果入射光线在法线的左侧，出射点在bc边上离b点a的位置．
9. 解析：
1)光路如图所示，可知i＝60°
由折射率n＝，可得r＝30°
由几何关系及折射定律公式。
n＝得i′＝30°，r′＝60°
所以oc＝＝
在△ocd中可得。
d＝od＝octan 30°＝.
2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n大，所以光线bc向od偏折更明显，d将减小．
答案：(1) (2)小。
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