2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)千題精練第十五章選考部分專題15.6與光的折射定律相關(guān)的問題

專題15.6與光的折射定律相關(guān)的問題一．選擇題1.(5分)以下說法正確的選項(xiàng)是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)A．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變短，顏色不變B．夜晚人們看到的天上星星的位置總比其實(shí)際位置低C．白光通過三棱鏡后在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干預(yù)現(xiàn)象D．紅光在玻璃磚中的傳播速度比紫光在玻璃磚中的傳播速度大E．光纖通信利用了全反射原理，光纖由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率【參考答案】ADE2．(2023·湖南衡陽聯(lián)考)(1)(5分)如下圖，一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡，兩種顏色不同的可見光細(xì)光束a、b，垂直于斜邊從空氣射向玻璃，光路如下圖，那么以下說法正確的選項(xiàng)是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)一個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分)A．玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率B．a(chǎn)光和b光由空氣進(jìn)入玻璃棱鏡后頻率都變小C．a(chǎn)光和b光在玻璃中傳播時(shí)a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)D．在相同條件下進(jìn)行雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比b光大E．a(chǎn)光和b光以相同的入射角由玻璃射向空氣，假設(shè)逐漸增大入射角，那么b光先發(fā)生全反射【參考答案】ADE3．(2023·嘉興高三測(cè)試)如圖是一段拉伸速度不均勻而形成的不合格光纖產(chǎn)品，呈圓臺(tái)形。一單色光射到上邊界O點(diǎn)并射出光纖，進(jìn)入真空中時(shí)，入射角為30°，折射角為53°(sin53°＝0.8)，那么()A．此光纖的折射率為0.625B．該單色光在光纖中的傳播速度為1.875×108C．減小單色光在O點(diǎn)的入射角可以提高光能傳輸效率D．同一單色光在此光纖內(nèi)的全反射臨界角比在圓柱形光纖中大【參考答案】B【名師解析】單色光的折射率n＝eq\f(sin53°,sin30°)＝1.6，A錯(cuò)誤；光在介質(zhì)中的速度大小為v＝eq\f(c,n)＝1.875×108m/s，B對(duì)；如果要提高光的傳輸效率，就要減小光的折射，應(yīng)增大單色光在O點(diǎn)的入射角，C錯(cuò)誤；全反射臨界角由折射率和介質(zhì)決定，入射光和光纖材料不變，只是形狀發(fā)生改變時(shí)，全反射臨界角保持不變，D錯(cuò)誤。4.(2023·貴州六校聯(lián)考)如圖4所示，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)和入射光線都未畫出)射向水中，折射后通過水中的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)的右側(cè)B.藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，速度變小C.假設(shè)沿AO1方向射向水中的是一束紫光，那么折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)D.假設(shè)沿AO1方向射向水中的是一束紅光，那么折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)E.假設(shè)藍(lán)光沿AO方向射向水中，那么折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)【參考答案】BCD二．計(jì)算題1．(10分)如下圖，一個(gè)正方體玻璃磚的邊長(zhǎng)為a，折射率n＝1.5，立方體中心有一個(gè)小氣泡。為使從立方體外面各個(gè)方向都看不到小氣泡，必須在每個(gè)面上都貼一張紙片，求每張紙片的最小面積。【答案】(1)ABE(2)eq\f(πa2,5)2.如下圖為平安防盜門上觀察孔(俗稱“貓眼〞)，直徑為d，為了擴(kuò)大向外觀察的范圍，在孔中完全嵌入折射率為n＝eq\r(3)的玻璃，玻璃由圓柱體和頂角為60°的球冠組成，貓眼的平面局部正好和平安門內(nèi)外表平齊，球冠的邊緣恰好和防盜門外外表平齊。假設(shè)要讓房間里的人能看到門外全部的景象，門的厚度不能超過多少？【答案】(1)ABC(2)eq\f(\r(3),3)d【名師解析】假設(shè)要讓房間里的人能看到門外全部的景象，那么沿平行門方向射向C處的光線能夠折射經(jīng)過A點(diǎn)即可。光路如下圖根據(jù)光的折射定律eq\f(sin60°,sini)＝n可得i＝30°有幾何關(guān)系知∠CAB＝30°那么門的厚度最大為BC＝ABtan30°＝eq\f(\r(3),3)d3.〔２０１６遼寧大石橋二高期末〕如下圖，橫截面〔紙面〕為△ABC的三棱鏡置于空氣中，頂角∠A=60°．紙面內(nèi)一細(xì)光束以入射角i射入AB面，直接到達(dá)AC面并射出，光束在通過三棱鏡時(shí)出射光與入射光的夾角為〔偏向角〕．改變?nèi)肷浣莍，當(dāng)i=i0時(shí)，從AC面射出的光束的折射角也為i0，理論計(jì)算說明在此條件下偏向角有最小值．求三棱鏡的折射率n．由幾何關(guān)系：α+β=60°③φ0=〔i0-α〕+〔i0-β〕④聯(lián)立解得：4.〔2023年3月湖南懷化一?！秤幸徊Ａ蚬?，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對(duì)稱軸上，如下圖，從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一局部光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一局部光折射入玻璃球冠內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回，假設(shè)球面半徑為R，玻璃折射率為，求光源S與球冠頂點(diǎn)M之間的距離SM為多大？【名師解析】此題易錯(cuò)之處是畫錯(cuò)光路，找錯(cuò)關(guān)系。如下圖，根據(jù)折射定律，有：根據(jù)反射定律，有：其中：聯(lián)立可得：由圖，有：故：故光源S與M間距：5.(2023湖北七市(州)聯(lián)考)一立方體透明物體橫截面如下圖，底面ＢＣ和右側(cè)面ＣＤ均鍍銀〔圖中粗線〕，Ｐ、Ｍ、Ｑ、Ｎ分別為ＡＢ邊、ＢＣ邊、ＣＤ邊、ＡＤ邊的中點(diǎn)，虛線在ＡＢＣＤ所在的平面內(nèi)并與ＡＢ平行．虛線上有一點(diǎn)光源Ｓ，從Ｓ發(fā)出一條細(xì)光線射到Ｐ點(diǎn)時(shí)與ＰＡ的夾角成30°，經(jīng)折射后直接射到Ｍ點(diǎn)，從透明物體的ＡＤ面上射出后剛好可以回到Ｓ點(diǎn)．試求：〔計(jì)算中可能會(huì)用到＝1.41，＝2.45，sin15°＝0.26〕〔ｉ〕透明物體的折射率ｎ；〔ii〕假設(shè)光在真空中的速度為ｃ，正方形ABCD的邊長(zhǎng)為ａ，那么光從Ｓ點(diǎn)發(fā)出后，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間射回Ｓ點(diǎn)？〔ii〕連接ＰＮ，由幾何關(guān)系可得ＰＮ、ＰＭ、ＱＮ、ＱＭ的長(zhǎng)均為a，∠PSN＝30°ＳＮ＝ＳＰ＝光在透明物體中的速度v＝c/n光在透明物體中傳播所用的時(shí)間t１＝(ＰＭ＋ＱＭ＋ＱＮ)/v光在透明物體外傳播所用的時(shí)間t２＝〔ＳＰ＋ＳＮ〕/c故光從Ｓ點(diǎn)發(fā)出到射回Ｓ點(diǎn)所經(jīng)歷的總時(shí)間ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝5.33a6.〔2023湖北仙桃市八中質(zhì)檢〕一個(gè)折射率為n、半徑為R玻璃球，放在空氣中，在玻璃球內(nèi)有一點(diǎn)光源可向各個(gè)方向發(fā)光，如果要求點(diǎn)光源發(fā)出的所有光都能夠射出玻璃球，那么此點(diǎn)光源距離球心的位置應(yīng)滿足什么條件？【名師解析】此題疑難之處是不能根據(jù)正弦定理列出相關(guān)函數(shù)關(guān)系。如圖，光源S發(fā)出的一條光線射到球面上的P點(diǎn)在P點(diǎn)不發(fā)生全反射的光線，以后再次反射也不會(huì)發(fā)生全反射，所以對(duì)光源到球心的距離d的要求應(yīng)為：。7.如下圖，上、下外表平行的玻璃磚的厚度為d，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，下外表為鍍銀反射面。一束激光從上外表AB的中點(diǎn)射入，射入的人射角為i，恰好從A點(diǎn)射出，光在真空中的光速為c，求：〔i〕玻璃磚的折射率。〔ii〕光在玻璃磚中傳播的時(shí)間。〔2〕光在玻璃磚中傳播速度v=c/n=，光在玻璃磚中傳播路程s=2=光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t=s/v=。8.〔2023東北三校聯(lián)考〕如下圖，ABC是頂角為30°的等腰三棱鏡的橫截面，兩束相同的單色光a和b分別從AB邊上的O點(diǎn)以相等的入射角θ射入棱鏡，OC為