2020版高考物理课时检测（八十一）光的折射全反射（重点突破课）.docx

课时检测(八十一) 光的折射 全反射 (重点突破课)1(多选)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，选项图中能正确表述其光路的是()解析：选ACE由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生全反射，由此判断A、C正确；光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，且折射角小于入射角，B、D错误，E正确。2.(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，水面中心 区域有a光、b光射出， 区域只有a光射出，如图所示。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：选ABE根据题述可知，b光发生全反射的临界角较小，由sin C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光的折射角小，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，由于水下b光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光能射到题图中区域以外区域，由于发生了全反射，不能射出水面，E正确。3(多选)光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播。下列关于光纤的说法中正确的是()A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射C波长越长的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大E若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射解析：选ACE由光纤的应用原理可知，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确，B错误；波长越长的光，频率越小，介质对它的折射率n越小，根据公式v，光在光纤中传播的速度越大，故C正确，D错误；根据sin C知，折射率越大，全反射临界角越小，光纤对红光的折射率小，则全反射临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能发生全反射，故E正确。4.(多选)如图所示，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一束由红、蓝两种色光混合而成的细光束，从空气中以某一角度(0<<90°)入射到第一块玻璃板的上表面。下列说法正确的是()A在第一块玻璃板下表面一定有出射光B在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行D第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧E第一块玻璃板下表面的两条出射光线中蓝光一定在红光的右侧解析：选ACD光线从第一块玻璃板的上表面射入，在第一块玻璃板上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光路可逆性知，光在第一块玻璃板下表面一定有出射光，同理，在第二个玻璃板下表面也一定有出射光，A正确，B错误；因为光在玻璃板上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光路可逆性知，下表面的出射光的折射角和上表面的入射光的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，C正确；光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，D正确；蓝光的频率大于红光的频率，所以玻璃板对蓝光的折射率大于对红光的折射率，故蓝光的偏折程度大，出射光线中蓝光在红光的左侧，E错误。5(2018·全国卷)如图，ABC为一玻璃三棱镜的横截面，A30°。一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角_(填“小于”“等于”或“大于”)60°。解析：根据光路的可逆性及折射率定义有n；玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，沿同一路径入射时，入射角仍为30°不变，对应的折射角变大，因此折射角大于60°。答案：大于6(2017·江苏高考)人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为，且DR。求光线的会聚角。(示意图未按比例画出)解析：如图所示，由几何关系得sin i解得i45°由折射定律n解得r30°且ir，解得30°。答案：30°7.如图所示的圆柱形容器中盛满折射率n2的某种透明液体，容器高为H，底部安装一块平面镜，底面直径L2H，在圆心正上方高为h处有一点光源S。要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？解析：设点光源S通过平面镜所成的像为S，作出光路图如图所示。要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，即相当于像S发出的光则入射角C，C为全反射临界角，则有：sin C根据几何关系得：tan ，且L2H解得：h(1)H故(1)Hh<H。答案：(1)Hh<H8.如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在AB端面上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。解析：(1)设光线在AB端面上C点入射，入射角为i，折射角为r，如图所示，由折射定律有n设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此玻璃丝中传播，应有式中是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足sin 由几何关系得r90°由式得sin i。(2)光在玻璃丝中传播速度的大小v由(1)可得，光速在玻璃丝轴线方向的分量vzvsin 光线从玻璃丝AB端面传播到其另一端面所需时间t光线在玻璃丝中传播，在内壁处刚好发生全反射时sin ，光线从AB端面传播到其另一端面所需的时间最长，由式得tmax。答案：(1)sin i(2)9.(2019·四川双流中学模拟)如图所示为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图，CD是半径为R的四分之一圆弧面，圆心为O；光从AB面上的M点入射，入射角为，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出。已知OB段的长度为L，真空中的光速为c。求：(1)透明材料的折射率n；(2)该光在透明材料内传播的时间t。解析：(1)设光在AB面的折射角为r，光路如图所示根据折射定律得n设光在透明材料中发生全反射的临界角为C，由题意，光在BC面恰好发生全反射，可得sin C由几何知识可知rC90°解得n。(2)光在透明材料中的传播速度v由几何知识得MOnL该光在透明材料内传播的时间t。答案：(1)(2)