2022高考物理一輪復(fù)習(xí)課時練43光的折射全反射含解析

1、課時規(guī)范練43光的折射全反射基礎(chǔ)對點練1.(對折射率的理解)(2020北京房山一模)下表是在20 時,波長為589.3 nm的光在幾種介質(zhì)中的折射率,根據(jù)表中數(shù)據(jù)結(jié)合所學(xué)知識,下列判斷正確的是()表:幾種介質(zhì)的折射率(=589.3nm,t=20)介質(zhì)折射率介質(zhì)折射率金剛石2.42玻璃1.51.8氯化鈉1.54水1.33二硫化碳1.63水晶1.55酒精1.36空氣1.000 28a.這種光在玻璃中的速度大于在水中的速度b.水晶對不同顏色的光的折射率都是1.55c.這種波長的光從玻璃射入水中可能發(fā)生全反射d.這種波長的光從水射入空氣比從水晶射入空氣更容易發(fā)生全反射2.(光在玻璃磚中的傳播)(202

2、0北京通州一模)如圖所示,上、下表面平行的玻璃磚放在空氣中,光以入射角從玻璃磚的上表面a點射入,從下表面的b點射出的光線相對于入射光線的側(cè)移距離為d,當增大一個小角度時,下列說法正確的是()a.側(cè)移距離d增大b.在a點可能發(fā)生全反射c.在b點一定發(fā)生全反射d.光在玻璃中的傳播時間變短3.(光的折射)(2020山東高三一模)在一次討論中,老師問道:“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點光源,有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn),b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大,關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì),同學(xué)們能做出什么判斷?”有同學(xué)回答如下:c光的頻率最大;a光的傳播速度最小;b光的折射率最

3、大;a光的波長比b光的短。根據(jù)老師的假定,以上回答正確的是()a.b.c.d.4.(光的折射)(2020山東濱州高三三模)如圖所示,acdb為圓柱形玻璃的橫截面,ab為其直徑。現(xiàn)有兩單色光組成的復(fù)合光沿ea方向射向玻璃,其折射光線分別沿ac、ad方向,光從a到c的時間為tac,從a到d的時間為tad。則()a.tac=tadb.tactadd.無法確定5.(多選)(折射和全反射)(2020山東濟寧高三一模)如圖所示,足夠大的平行玻璃磚厚度為d,底面鍍有反光膜cd,反光膜厚度不計,一束光線以45的入射角由a點入射,經(jīng)底面反光膜反射后,從頂面b點射出(b點圖中未畫出)。已知玻璃對該光線的折射率為2

4、,c為光在真空中的傳播速度,不考慮多次反射。則下列說法正確的是()a.該光線在玻璃中傳播的速度為cb.該光線在玻璃中的折射角為30c.平行玻璃磚對該光線的全反射臨界角為45d.為了使從a點以各種角度入射的光線都能從頂面射出,則底面反光膜面積至少為4d26.(全反射)(2020安徽高三三模)如圖所示,陰影部分為一透明材料做成的柱形光學(xué)元件的橫截面,其中abcd是邊長為80 cm的正方形,中空截面是正方形abcd的內(nèi)切圓,圓心為o。o處有一點光源,射向四周的光束中,只有一部分能從正方形abcd邊所在的面射出。已知此透明材料對該光束的折射率為n=53,不考慮光在透明材料中的多次反射。求:(1)該透明

5、材料的臨界角;(2)光從正方形橫截面abcd上射出的長度。7.(光的折射和全反射)(2020遼寧高三一模)如圖所示是一個水平橫截面為圓形的平底玻璃缸,玻璃缸深度為2h,缸底面圓心處有一單色點光源s,缸中裝有某種液體,深度為h,o點為液面的圓心,os垂直于水平面。用面積為h2的黑紙片覆蓋在液面上,則液面上方恰好無光線射出。若在上述黑紙片上,以o為圓心剪出一個面積為13h2的圓孔,把余下的黑紙環(huán)仍放置在液面上原來的位置,使所有出射光線都從缸口射出,則缸口的最小面積為多少?素養(yǎng)綜合練8.(2020浙江卷)如圖所示,圓心為o、半徑為r的半圓形玻璃磚置于水平桌面上,光線從p點垂直界面入射后,恰好在玻璃磚

6、圓形表面發(fā)生全反射;當入射角=60時,光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c,則()a.玻璃磚的折射率為1.5b.op之間的距離為22rc.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為33cd.光從玻璃到空氣的臨界角為309.(多選)(2020浙江高三一模)一個高為h的玻璃圓柱體中心s處裝有一個小彩燈。小彩燈可以發(fā)出紅、藍兩種顏色變換的光,已知圓柱體的玻璃對紅、藍兩種光的折射率分別為n1、n2,則()a.在玻璃圓柱體內(nèi),紅光的傳播速度大于藍光的傳播速度b.若圓柱體的半徑足夠大,紅光在上表面的圓形透光面比藍光小c.若要使兩種色光均可從玻璃圓柱體上表面的各個方向射出,則玻璃圓柱體上表面的半徑

7、不能超過h2n12-1d.從玻璃圓柱體上表面正上方觀看小彩燈,看到的燈比實際高,且藍光比紅光更高10.(2020北京第一六六中學(xué)高三模擬)如圖甲所示,某種油量計是由許多透明等厚的薄塑料片疊合而成的,每個薄片的形狀如圖乙所示,其底部為等腰直角三角形,薄片的長度不等。把這一油量計固定在油箱內(nèi),通過觀察窗口可以清晰看到油量計的上表面有一條明暗分界線,從而可知箱內(nèi)剩余油的多少。已知塑料的折射率為n,且小于油的折射率,當油箱中有半箱油時,油量計的上表面()a.左明右暗,且n2b.左明右暗,且n2d.左暗右明,且nac,故tactad,故b正確。5.bc玻璃磚的折射率為n=2=cv,則該光線在玻璃中傳播的

8、速度為v=c2,故a錯誤;由折射定律得n=sinsin,可得=30,選項b正確;設(shè)臨界角為c,則有sinc=1n=22,得c=45,故c正確;為了使從a點以各種角度入射的光線都能從頂面射出,則底面反光膜半徑至少為r=dtanc=d,面積d2,故d錯誤。6.答案(1)37(2)240 cm解析(1)設(shè)該種材料臨界角為csinc=1n得:c=37(2)如圖所示,若沿oe方向射到ab上的光剛好發(fā)生全反射,則goe=37,則eg=ogtan37=30cm同理,若沿oh方向射到ab上的光剛好發(fā)生全反射,則goh=37,則hg=ogtan37=30cm。所以能從ab射出的區(qū)域長度為60cm,可見光能從正方

9、形橫截面abcd上射出的長度為240cm。7.答案4+233h2解析用面積為s1=h2的黑紙片覆蓋在液面上,液面上方恰好無光線射出,則從點光源s發(fā)出的光線射到黑紙片的邊緣處恰發(fā)生全反射,臨界角為c,光路圖如圖甲所示。甲s1=r12=h2由幾何關(guān)系得tanc=r1h由全反射知識有sinc=1n解得n=2剪出一個面積為s2=13h2圓孔后,設(shè)透光部分的半徑為r2,射出光線的最大入射角為i,對應(yīng)的折射角為,光路圖如圖乙所示。乙s2=r22=13h2由幾何關(guān)系得tani=r2h根據(jù)折射定律有n=sinsini缸口的最小半徑為r3=r2+htan缸口的最小面積為s3=r32解得s3=4+233h28.c

10、設(shè)玻璃磚的半徑為r,全反射的臨界角為c0,入射角為60時,折射角為,發(fā)生全反射時,有n=1sinc0,折射率n=sinsin,由圖中幾何關(guān)系可得op=rsinc0,tan=sincos=opr=rsinc0r=1n=sinsin60,可得出cos=sin60,=30,折射率n=sinsin=sin60sin30=3,選項a錯誤;op=rsinc0=r1n=r3=3r3,選項b錯誤;光在玻璃磚中的傳播速度v=cn=c3=3c3,選項c正確;sinc0=1n=33,臨界角不是30,選項d錯誤。9.ad由題可知n1n2,根據(jù)公式v=cn可知,在玻璃圓柱體內(nèi),紅光的傳播速度大于藍光的傳播速度,故a正確

11、;由于紅光的折射率小于藍光的折射率,即發(fā)生全反射時紅光的臨界角大,若圓柱體的半徑足夠大,紅光在上表面的圓形透光面比藍光大,故b錯誤;設(shè)玻璃圓柱體上表面的半徑為r,若要使兩種色光均可從玻璃圓柱體上表面的各個方向射出,則入射角小于藍光的臨界角,如圖所示:則根據(jù)幾何關(guān)系,有sinc=1n2rr2+14h2,整理可以得到:rh2n22-1,c錯誤;由于紅光的折射率小于藍光的折射率,在玻璃內(nèi)如果以相同的入射角射出,則射出的光線紅光的折射角要小些,則根據(jù)光路的可逆性,從玻璃圓柱體上表面正上方觀看小彩燈,看到的燈比實際高,且藍光比紅光更高,故d正確。故選ad。10.a在右側(cè),塑料薄片插入油中,由于油的折射率大于塑料的折射率,光線在塑料和油的界面處發(fā)生折射進入油中,看起來是暗的;而在左側(cè)塑料的折射率又大于空氣的折射率,光線在塑料和空氣的界面處發(fā)生全反射,返回油量計的上端面并射出,故人看起來是明亮的。所以是左明右暗。要使光線在塑料和空氣的界面處發(fā)生全反射,臨界角必須滿足c1sin45=2,即n2,選項a正確,b、c、d錯誤。11.答案n2解析垂直尾燈右側(cè)面入射的光線恰好發(fā)生全發(fā)射時,由折