高考物理一轮复习 分层规范快练44 光的折射 全反射 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

分层规范快练(四十四)光的折射全反射 双基过关练1.(多选)水下一点光源，发出a、b两单色光人在水面上方向下看，如图所示，水面中心区域有a光、b光射出，区域只有a光射出下列判断正确的是()Aa、b光从区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B在真空中，a光的波长大于b光的波长C水对a光的折射率大于对b光的折射率D水下b光不能射到图中区域E水下a、b光能射到图中区域以外区域解析：根据题述，b光发生全反射的临界角较小，由sinC，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从区域某点倾斜射出时，a光折射角小，A正确、C错误由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B正确水下b光能射到题图中区域，由于在题图中区域发生了全反射，区域只有a光射出，D错误水下a、b光能射到图中区域以外区域，由于发生了全反射，不能射出水面，E正确答案：ABE2(多选)某同学用插针法测梯形玻璃砖ABCD的折射率，如图所示，用MN和PQ分别表示入射光线和出射光线，他测得光线在AB面的入射角i60°，玻璃砖的AB面和CD面之间相距为d，N点和PQ所在直线之间的距离为d，则下列说法正确的是()A光线MN与PQ一定平行B光线MN与PQ可能不平行C光线在AB面的折射角为30°D光线在CD面的入射角为60°E玻璃砖的折射率n解析：由于AB与CD平行，光线MN与PQ一定平行，A正确，B错误；如图，连接NP，NP即为在AB面上的折射光线，过N作NH垂直于PQ，由题意，NHd，在直角NHP中，sin(ir)，而NPcosrd，联立解得r30°，即光线在AB面的折射角为30°，在CD面的入射角为30°，C正确，D错误；由折射定律得n，E正确答案：ACE3(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点图中O点为A、B连线与分界面的交点下列说法正确的是()AO1点在O点的右侧B蓝光从空气中射入水中时，速度变小C若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点E若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析：据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点下方的C点，故C对若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B点上方的D点，故D对若蓝光沿AO方向射入，据折射定律，知折射光线不能通过B点正上方的D点，故E错答案：BCD4(多选)如图所示为一直角三棱镜的横截面，bac90°，abc60°，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜已知棱镜材料的折射率n，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则()A有光线从ab面射出B有光线从ac面射出C有光线从bc面射出，且与bc面斜交D有光线从bc面射出，且与bc面垂直E光线不可能从ab面射出，即在ab面发生全反射解析：由棱镜材料的折射率n可知，全反射临界角为45°，平行细光束在ab面上入射角为60°，大于临界角，发生全反射，反射光在ac面上入射角为30°，小于临界角，既有反射又有折射，光线在bc面上垂直射出，光路图如图所示，故B、D、E正确答案：BDE5(多选)图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值(sinr)与入射角正弦值(sini)的关系图象则下列说法正确的是()A光由D经O到AB该玻璃砖的折射率n1.5C若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的D若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的E若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角正弦值为解析：由折射率定律n可知，sinrsini图象的斜率的倒数表示折射率，所以n1.5>1，说明实验时光由A经过O到D，选项A错误、B正确；在由空气进入该玻璃砖时，光的频率不变，光的波长变为原来的，选项C错误、D正确；以入射角i60°由空气进入该玻璃砖时，由折射定律n，其折射角的正弦值为sinrsini×，选项E正确答案：BDE6如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)解析：(1)sin1，sin2，玻璃砖的折射率n，因此只需测量l1和l3即可(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，入射角增大，折射角也增大，但增大较小，折射光线顺时针偏转一个小角度，在处理数据时，认为玻璃砖没有转动，原法线AD位置不变，因此，由于入射光线与AD夹角没变，圆形玻璃砖半径不变，所以l1不变，而折射光线与AD夹角变小，所以l3减小，所以测量值n将偏大答案：(1)l1和l3n(2)偏大7如图所示，一束宽度为d的平行光射向截面为正三角形的玻璃三棱镜，入射光与AB界面夹角为45°，玻璃的折射率n，光束通过三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ，求光屏PQ上光斑的宽度D.解析：设AB面的入射角为，折射角为，由n得30°光线射到BC边时由几何关系可知入射角30°，由折射定律n得45°由几何关系知光斑的宽度D，得Dd.答案：d技能提升练8在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d.在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，当它从侧面AD射出时，出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30°，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等，求点光源S到P点的距离解析：光路图如图所示，由折射定律知，光线在AB面上折射时有n在AD面上出射时n由几何关系有90°(60°)()30°联立以上各式并代入数据得45°，60°所以n光在玻璃砖中通过的距离sdt设点光源到P点的距离为L，有Lct解得Ld.答案：d9.2019·广西南宁一模半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO与直径AB垂直足够大的光屏CD紧靠在玻璃砖的左侧且与AB垂直一光束沿半径方向与OO成30°射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(1)R.求(1)此玻璃的折射率；(2)当变为多大时，两光斑恰好变为一个解析：(1)光束在AB界面，一部分发生反射，另一部分发生折射，设折射角为，光路图如图所示由几何关系得：l1R.根据题意两光斑间的距离为l1l2(1)R，所以l2R，所以AOD45°，则45°.根据折射定律，折射率n.(2)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好发生全反射由sinC得临界角为C45°，即当45°时，光屏上两个光斑恰好变为一个光斑答案：(1)(2)45°102019·安徽江南十校联考如图所示，等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于O点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线，其中从AC边上的D点射出的光线平行于BC，从E点射出的光线垂直BC向上已知BC边长为2L.求：(1)该光在介质中发生全反射的临界角.(2)DE的长度x.(可能用到sin15°或tan15°2)解析：(1)由几何关系可知，题图中ODE60°，故光线OD在AC面上的入射角为30°，折射角为45°.根据光的折射定律有n由sin知45°(2)在ODC中，根据正弦定理：由解得lODL由几何关系可知，光线OE在AC面上的折射角为45°，根据光的折射定律有，OE光线在AC面上的入射角为30°，故题图中OEC60°，则ODE为等边三角形得xlODL.答案：(1)45°(2)L