高考物理一輪復(fù)習(xí)分層規(guī)范快練光折射全反射新人教

版高考物理一輪復(fù)習(xí)分層規(guī)范快練光的折射全反射新人教版版高考物理一輪復(fù)習(xí)分層規(guī)范快練光的折射全反射新人教版PAGE版高考物理一輪復(fù)習(xí)分層規(guī)范快練光的折射全反射新人教版分層規(guī)范快練(四十四)光的折射全反射[雙基過關(guān)練]1.(多項(xiàng)選擇)水下一點(diǎn)光源，發(fā)出a、b兩單色光．人在水面上方向下看，以以下圖，水面中心Ⅰ地區(qū)有a光、b光射出，Ⅱ地區(qū)只有a光射出．以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)、b光從Ⅰ地區(qū)某點(diǎn)傾斜射出時(shí)，a光的折射角小B．在真空中，a光的波長大于b光的波長C．水對a光的折射率大于對b光的折射率D．水下b光不可以射到圖中Ⅱ地區(qū)E．水下a、b光能射到圖中Ⅱ地區(qū)之外處域解析：依據(jù)題述，b光發(fā)生全反射的臨界角較小，由sinC＝eq\f(1,n)，可知水對b光的折射率較大，對a光的折射率較小，a、b光從Ⅰ地區(qū)某點(diǎn)傾斜射出時(shí)，a光折射角小，A正確、C錯(cuò)誤．由折射率隨光的頻次的增大而增大可知，a光的頻次較小，波長較長，B正確．水下b光能射到題圖中Ⅱ地區(qū)，因?yàn)樵陬}圖中Ⅱ地區(qū)發(fā)生了全反射，Ⅱ地區(qū)只有a光射出，D錯(cuò)誤．水下a、b光能射到圖中Ⅱ地區(qū)之外處域，因?yàn)榘l(fā)生了全反射，不可以射出水面，E正確．答案：ABE2．(多項(xiàng)選擇)某同學(xué)用插針法測梯形玻璃磚ABCD的折射率，以以下圖，用MN和PQ分別表示入射光芒和出射光芒，他測得光芒在AB面的入射角i＝60°，玻璃磚的AB面和CD面之間相距為d，N點(diǎn)和PQ所在直線之間的距離為eq\f(\r(3),3)d，則以下說法正確的選項(xiàng)是()A．光芒MN與PQ必定平行B．光芒MN與PQ可能不平行C．光芒在AB面的折射角為30°D．光芒在CD面的入射角為60°E．玻璃磚的折射率n＝eq\r(3)解析：因?yàn)锳B與CD平行，光芒MN與PQ必定平行，A正確，B錯(cuò)誤；如圖，連結(jié)NP，NP即為在AB面上的折射光芒，過N作NH垂直于PQ，由題意，NH＝eq\f(\r(3),3)d，在直角△NHP中，sin(i－r)＝eq\f(NH,NP)，而NPcosr＝d，聯(lián)立解得r＝30°，即光芒在AB面的折射角為30°，在CD面的入射角為30°，C正確，D錯(cuò)誤；由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)，E正確．答案：ACE3．(多項(xiàng)選擇)以以下圖，實(shí)線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上，圖中O1點(diǎn)和入射光芒都未畫出)射向水中，折射后經(jīng)過水中的B點(diǎn)．圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)．以下說法正確的選項(xiàng)是()A．O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右邊B．藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，速度變小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，則折射光芒有可能經(jīng)過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)D．若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光芒有可能經(jīng)過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)E．若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光芒有可能經(jīng)過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)解析：據(jù)折射定律，知光由空氣斜射入水中時(shí)入射角大于折射角，則畫出光路圖以以下圖，知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左邊，故A錯(cuò)．光從光疏介質(zhì)(空氣)進(jìn)入光密介質(zhì)(水)中時(shí)，速度變小，故B對．紫光的折射率大于藍(lán)光，所以折射角要小于藍(lán)光的，則可能經(jīng)過B點(diǎn)下方的C點(diǎn)，故C對．假如紅光，折射率小于藍(lán)光，折射角大于藍(lán)光的，則可能經(jīng)過B點(diǎn)上方的D點(diǎn)，故D對．若藍(lán)光沿AO方向射入，據(jù)折射定律，知折射光芒不可以經(jīng)過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故E錯(cuò)．答案：BCD4．(多項(xiàng)選擇)以以下圖為向來角三棱鏡的橫截面，∠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．已知棱鏡資料的折射率n＝eq\r(2)，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則()A．有光芒從ab面射出B．有光芒從ac面射出C．有光芒從bc面射出，且與bc面斜交D．有光芒從bc面射出，且與bc面垂直E．光芒不可以能從ab面射出，即在ab面發(fā)生全反射解析：由棱鏡資料的折射率n＝eq\r(2)可知，全反射臨界角為45°，平行細(xì)光束在ab面上入射角為60°，大于臨界角，發(fā)生全反射，反射光在ac面上入射角為30°，小于臨界角，既有反射又有折射，光芒在bc面上垂直射出，光路圖以以下圖，故B、D、E正確．答案：BDE5．(多項(xiàng)選擇)圖甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測定玻璃折射率n的裝置表示圖，AO、DO分別表示某次丈量時(shí)，光芒在空氣和玻璃中的流傳路徑．在正確操作后，他利用測出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦值(sinr)與入射角正弦值(sini)的關(guān)系圖象．則以下說法正確的選項(xiàng)是()A．光由D經(jīng)O到AB．該玻璃磚的折射率n＝1.5C．若由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的頻次變成本來的eq\f(2,3)D．若由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的波長變成本來的eq\f(2,3)E．若以60°角由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的折射角正弦值為eq\f(\r(3),3)解析：由折射率定律n＝eq\f(sini,sinr)可知，sinr－sini圖象的斜率的倒數(shù)表示折射率，所以n＝1.5>1，說明實(shí)驗(yàn)光陰由A經(jīng)過O到D，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；在由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，光的頻次不變，光的波長變成本來的eq\f(2,3)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確；以入射角i＝60°由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)，其折射角的正弦值為sinr＝eq\f(1,n)sini＝eq\f(2,3)×eq\f(\r(3),2)＝eq\f(\r(3),3)，選項(xiàng)E正確．答案：BDE6．以以下圖，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確立入射光芒，并讓入射光芒過圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連結(jié)OP3，圖中MN為分界限，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光芒、折射光芒與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．(1)設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺丈量________，則玻璃磚的折射率可表示為________．(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不當(dāng)心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．解析：(1)sinθ1＝eq\f(l1,BO)，sinθ2＝eq\f(l3,CO)，玻璃磚的折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\f(l1,BO),\f(l3,CO))＝eq\f(l1,l3)，所以只要丈量l1和l3即可．(2)當(dāng)玻璃磚順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度時(shí)，入射角增大，折射角也增大，但增大較小，折射光芒順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，在辦理數(shù)據(jù)時(shí)，以為玻璃磚沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，原法線AD地點(diǎn)不變，所以，因?yàn)槿肷涔饷⑴cAD夾角沒變，圓形玻璃磚半徑不變，所以l1不變，而折射光芒與AD夾角變小，所以l3減小，所以丈量值n＝eq\f(l1,l3)將偏大．答案：(1)l1和l3n＝eq\f(l1,l3)(2)偏大7．以以下圖，一束寬度為d的平行光射向截面為正三角形的玻璃三棱鏡，入射光與AB界面夾角為45°，玻璃的折射率n＝eq\r(2)，光束經(jīng)過三棱鏡后抵達(dá)與BC界面平行的光屏PQ，求光屏PQ上光斑的寬度D.解析：設(shè)AB面的入射角為θ，折射角為γ，由n＝eq\f(sinθ,sinγ)得γ＝30°光芒射到BC邊時(shí)由幾何關(guān)系可知入射角γ′＝30°，由折射定律n＝eq\f(sinθ′,sinγ′)得θ′＝45°由幾何關(guān)系知光斑的寬度D＝eq\f(d,cos45°)，得D＝eq\r(2)d.答案：eq\r(2)d[技術(shù)提高練]8．在真空中有一正方體玻璃磚，其截面以以下圖，已知它的邊長為d.在AB面上方有一單色點(diǎn)光源S，從S發(fā)出的光芒SP以60°入射角從AB面中點(diǎn)射入，當(dāng)它從側(cè)面AD射出時(shí)，出射光芒偏離入射光芒SP的傾向角為30°，若光從光源S到AB面上P點(diǎn)的流傳時(shí)間和它在玻璃磚中流傳的時(shí)間相等，求點(diǎn)光源S到P點(diǎn)的距離．解析：光路圖以以下圖，由折射定律知，光芒在AB面上折射時(shí)有n＝eq\f(sin60°,sinα)在AD面上出射時(shí)n＝eq\f(sinγ,sinβ)由幾何關(guān)系有α＋β＝90°δ＝(60°－α)＋(γ－β)＝30°聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得α＝β＝45°，γ＝60°所以n＝eq\f(sin60°,sin45°)＝eq\f(\r(6),2)光在玻璃磚中經(jīng)過的距離s＝eq\f(\r(2),2)d＝eq\f(c,n)t設(shè)點(diǎn)光源到P點(diǎn)的距離為L，有L＝ct解得L＝eq\f(\r(3),2)d.答案：eq\f(\r(3),2)d9.[2019·廣西南寧一模]半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面以以下圖，O點(diǎn)為圓心，OO′與直徑AB垂直．足夠大的光屏CD緊靠在玻璃磚的左邊且與AB垂直．一光束沿半徑方向與OO′成θ＝30°射向O點(diǎn)，光屏CD地區(qū)出現(xiàn)兩個(gè)光斑，兩光斑間的距離為(eq\r(3)＋1)R.求(1)此玻璃的折射率；(2)當(dāng)θ變成多大時(shí)，兩光斑恰巧變成一個(gè)．解析：(1)光束在AB界面，一部發(fā)散生反射，另一部發(fā)散生折射，設(shè)折射角為β，光路圖以以下圖．由幾何關(guān)系得：l1＝eq\f(R,tanθ)＝eq\f(R,tan30°)＝eq\r(3)R.依據(jù)題意兩光斑間的距離為l1＋l2＝(eq\r(3)＋1)R，所以l2＝R，所以∠AOD＝45°，則β＝45°.依據(jù)折射定律，折射率n＝eq\f(sinβ,sinθ)＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2).(2)若光屏CD上恰巧只剩一個(gè)光斑，則說明該光束恰巧發(fā)生全反射．由sinC＝eq\f(1,n)得臨界角為C＝45°，即當(dāng)θ≥45°時(shí)，光屏上兩個(gè)光斑恰巧變成一個(gè)光斑．答案：(1)eq\r(2)(2)45°10．[2019·安徽江南十校聯(lián)考]以以下圖，等腰直角三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中點(diǎn)，位于O點(diǎn)處的點(diǎn)光源在透明介質(zhì)內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射光芒，此中從AC邊上的D點(diǎn)射出的光芒平行于BC，從E點(diǎn)射出的光芒垂直BC向上．已知BC邊長為2L.求：(1)該光在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角θ.(2)DE的長度x.(可能用到sin15°＝eq\f(\r(2－\r(3)),2)或tan15°＝2－eq\r(3))解析：(1)由幾何關(guān)系可知，題圖中∠ODE＝60°，故光芒OD在AC面上的入射角為30°，折射角為45°.依據(jù)光的折射定律有n＝eq\f(sin45°,sin30°