2018版高考一轮总复习物理模拟演练第16章光16-1光的折射、全反射含答案.pdf

时间 45 分钟满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题6 分 共 60 分 其中 1 6 为单选 7 10 为多选 1 如图所示 MN是空气与某种液体的分界面 一束红光由空气射到分界面 一部分光 被反射 一部分光进入液体中 当入射角是45 时 折射角为30 以下说法正确的是 A 反射光线与折射光线的夹角为120 B 该液体对红光的折射率为 2 2 C 该液体对红光的全反射临界角为45 D 当紫光以同样的入射角从空气射到分界面 折射角也是30 答案C 解析根据反射定律得到反射角为45 由几何知识得 反射光线与折射光线的夹角是 105 故A错误 由折射率公式n sin 1 sin 2 得 n sin45 sin30 2 故 B错误 由临界角公 式 sinC 1 n 得 sin C 1 2 则 C 45 故 C正确 根据折射定律得知 紫光的折射率大于 红光的折射率 则紫光以同样的入射角从空气射到分界面 折射角小于30 故 D错误 2 如图所示是一个透明圆柱体的横截面 一束单色光平行于直径AB射向圆柱体 光线 经过折射后恰能射到B点 已知入射光线到直径AB的距离为 3 2 R R是圆柱体的半径 已知 光在真空中的传播速度为c 则 A 该透明圆柱体介质的折射率为2 B 该单色光从C点传播到B点的时间为3R c C 折射光线过B点时可能发生全反射 D 改变入射光线到直径AB的距离 折射光线仍然能够射到B点 答案B 解析如图所示cos 1 3 2 R R 3 2 即 1 30 分析可得 2 30 r 30 i 60 折射率n sin i sinr 3 故 A错误 该单色光从C到B的时间t 3R v 3R c n 3R c 故 B正确 光线折射到B点不可能发生全反射 因为出射角为60 故 C错误 改变光线到 直径AB的距离 折射光线不能射到B点 故 D错误 3 打磨某剖面如图所示的宝石时 必须将OP OQ边与轴线的夹角 切割在 1 2 光线一定在OP边发生全反射 B 若 2 光线会从OQ边射出 C 若 1 光线会从OP边射出 D 若 1 光线会在OP边发生全反射 答案D 解析由几何知识可得光线在OP边上的入射角为90 反射后在OQ边上的入射角 为 3 90 1 2时 光线在OP边上的入射角变 小 故不能发生全反射 A错误 在OQ边上的入射角变大 能发生全反射 B错误 当 1 时 光线在OP边上的入射角变大 故发生全反射 不能从OP边射出 C错误 D正确 4 如图所示 一光束包含两种不同频率的单色光 从空气射向两面平行玻璃砖的上表 面 玻璃砖下表面有反射层 光束经两次折射和一次反射后 从玻璃砖上表面分为a b两 束单色光射出 下列说法正确的是 A a光的频率小于b光的频率 B 光束a在空气中的波长较大 C 出射光束a b一定相互平行 D a b两色光从同种玻璃射向空气时 a光发生全反射的临界角大 答案C 解析作出光路图如图所示 可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大 则a光的 折射率较大 频率较大 故A 错误 a光的频率较大 则波长较小 故B 错误 因为a b 两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等 根据几何知识可知出射光束一 定相互平行 故C正确 因为a光的折射率较大 由临界角公式sinC 1 n 则知 a光的临界 角小 故D错误 5 白光是由多种单色光构成的复色光 点光源S发出的一束白光由空气斜射到横截面 为矩形acdb的玻璃砖上表面的O点 S O和d三点位于同一直线上 如图所示 则下列关 于入射光线和折射光线的说法正确的是 A 可能在ab界面发生全反射 B 可能射到bd界面 并在bd界面发生全反射 C 一定能到达cd界面 并可能在cd界面发生全反射 D 一定能到达cd界面并从cd界面射出 射出的各种色光一定互相平行 答案D 解析根据全反射的条件 光由光密介质进入光疏介质且入射角大于或等于临界角 入 射光不可能在ab界面发生全反射 选项A 错误 入射光进入玻璃砖后 折射光线向法线靠 近 不可能射到bd界面上 一定射到cd界面上 由于其在cd界面上的入射角小于临界角 所以不可能在cd界面发生全反射 一定能从cd界面射出 射出的各种色光一定互相平行 选项 D正确 BC错误 6 B 超 可用于探测人体内脏的病变状况 如图是超声波从肝脏表面入射 经折射与 反射 最后从肝脏表面射出的示意图 超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射 规律类似 可表述为 sin 1 sin 2 v1 v2 式中 1是入射角 2是折射角 v1 v2分别是超声波在肝 外和肝内的传播速度 超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同 已 知v2 0 9v1 入射点与出射点之间的距离是d 入射角为i 肿瘤的反射面恰好与肝脏表面 平行 则肿瘤离肝脏表面的深度h为 A 9dsini 2100 81sin 2i B d81 100sin 2i 10sini C d 81 100sin 2i 20sini D d 100 81sin 2i 18sini 答案D 解析如图所示 由题意知 sini sinr v1 v2 10 9 由几何关系知 sinr d 2 d 2 2 h 2 联立 式解得 h d100 81sin 2i 18sini 故选项D正确 7 一束光从空气射向折射率n 2的某种玻璃的表面 如图所示 i代表入射角 则 A 当入射角i 0 时不会发生折射现象 B 无论入射角i是多大 折射角r都不会超过45 C 欲使折射角r 30 应以i 60 的角度入射 D 当入射角i arctan2时 反射光线跟折射光线恰好互相垂直 答案BD 解析当入射角i 0 时光能从空气进入玻璃 故发生了折射 A错误 当入射角是90 时 根据折射定律n sini sinr 解得 r 45 所以无论入射角i是多大 折射角r都不会超 过 45 B正确 欲使折射角r 30 根据折射定律n sini sinr 解得 i 45 故 C错误 当i arctan2 有 tani 2 设入射角为i 折射角为r 根据折射定律n sini sinr tani 解得 sinr cosi 所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直 故D正确 8 某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律 他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内 在 其左方竖直放置一个很大的光屏P 让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后 有两束单色光 a和b射向光屏P 如图所示 他们根据实验现象提出了以下五个猜想 你认为正确的是 A 单色光a的波长大于单色光b的波长 B 在玻璃砖中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度 C 单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间 D 当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中 在光屏P上最早消失的是a光 E 相同条件下 a光比b光容易发生衍射 答案ABE 解析根据实验现象可知 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 即navb 则选项B正确 选项C错误 因为na nb 所以a光的频率小于b光 的频率 即fa b 选项 A正确 玻璃砖对b光的折射率大 则在 光屏上最先消失的应该是b光 选项D错误 波长长的更容易发生衍射 选项E正确 9 一束由红 蓝两单色光组成的光以入射角 由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处 AB是半圆的直径 进入玻璃后分为两束 分别为AC AD 它们从A到C和从A到D的时间 分别为t1和t2 则说法错误的是 A AC是蓝光 t1小于t2 B AD是红光 t1小于t2 C AC是蓝光 t1等于t2 D AD是红光 t1大于t2 答案ABD 解析AC光的偏折程度比较大 则介质对AC光的折射率比较大 AC光的频率比较大 所以AC光应是蓝光 AD为红光 设AC光与法线方向成 角 AC光在介质中的传播速度为 v c n 则有 2Rsin vt c nt 又n sin sin 由以上两式得 t 2Rsin c 可知 AC光与 AD光的传播时间相等 故C正确 其他选项是错误的 10 一玻璃砖横截面如图所示 其中ABC为直角三角形 AC边未画出 AB为直角边 ABC 45 ADC为一圆弧 其圆心在BC边的中点 此玻璃的折射率为1 5 P为一贴近玻 璃砖放置的 与AB垂直的光屏 若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻 璃砖 则 A 从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光 B 屏上有一亮区 其宽度小于AB边的长度 C 屏上有一亮区 其宽度等于AC边的长度 D 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时 屏上亮区先逐渐变小 然后变大 答案BD 解析入射到BC边上的光线入射角为45 由玻璃的折射率n 1 5 则临界角为C arcsin 2 31 故光是从空气射入玻璃的 入射 角为 1 A正确 由折射率的定义知n 1 5 B错误 C正确 由临界角定义知临界角的正 弦值 sinC 1 n 0 67 D正确 故选 B 12 14 分 如图所示 ABC为一直角三棱镜的截面 其一个底角为30 一束单色平 行光束斜射向AB面 经三棱镜折射后在AC面水平平行射出 1 以图中三条光线代表光束 画出三条光线经棱镜折射的光路示意图 2 若棱镜的折射率为3 求入射光线与AB面的夹角 答案 1 见解析 2 30 解析 1 光路图如图甲所示 2 由图乙可知 sin sin n sin60 sin n 又n 3 解得 30 由图中几何关系可 知 30 解得 60 则 30 13 14 分 如图所示 一个半圆形玻璃砖的截面图 AB与OC垂直 半圆的半径为R 一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖 其中距O点距离为 R 2的一条光线自玻璃 砖右侧折射出来 与OC所在直线交于D点 OD 3R 求 1 此玻璃砖的折射率是多少 2 若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸 平行光照射玻璃砖后 右侧没 有折射光射出 黑纸在AB方向的宽度至少是多少 答案 1 3 2 23 3