2018届高考物理大一轮复习题组层级快练59第十四单元_43光的折射与全反射.docx

题组层级快练(五十九)光的折射与全反射一、选择题1(2016上海)一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时()A速度相同，波长相同B速度不同，波长相同C速度相同，频率相同 D速度不同，频率相同答案D解析不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式v可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小故选D项2(2015重庆)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示M、N、P、Q点的颜色分别为()A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红答案A解析光在水珠中折射时，折射率越大，偏折角越大，故选项A正确3(2014福建)如图，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，下图能正确描述其光路的是()答案A解析光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象，故A项正确；光线由空气射向玻璃砖时，由于光线与分界面不垂直，所以除了有反射现象之外还应发生折射现象，其折射角小于入射角，故B、D项错误；光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，折射角应大于入射角，故C项错误4(2015安徽)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气当出射角i和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为.已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A. B.C. D.答案A解析由几何关系，得入射角等于，折射角等于，所以折射率为，故选A项5如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则()A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象D若减小ABD，从AD段射出的光线均平行于ABE若ABD0，则光线从A点射出，传播方向不变，光速增大答案ABE解析由题图可知光线在D点的入射角为i30，折射角为r60，由折射率的定义得n知n，选项A正确；光线在玻璃中的传播速度为vc，由题图知BDR，所以光线从B到D需用时t，选项B正确；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45，而临界角满足sinCsin45，即光线可以在DM段发生全反射现象，选项C错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30，选项D错误；入射角为0时，折射角为0，光沿直线传播，传播速度增大，E项正确6.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱，紫光 B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光答案C解析因n红C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.7(2014重庆)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12，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2，光线不能在OP边上发生全反射；若1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，D项正确8.如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为，APAD，则()A若要使光束进入长方体后能射至AD上，角的最小值为arcsinnB若要使光束进入长方体后能射至AD上，角的最小值为arcsinnC若要此光束在AD上发生全反射，角的范围应满足arcsinnarcsinD若要此光束在AD上发生全反射，角的范围应满足arcsinnarcsin答案BC解析当折射光线刚好射到D点时角最小，如图甲所示，根据几何关系有sini，由折射定律n，可得sinnsinin，即arcsinn，A项错误，B项正确设入射角为1时，此光束在AD上刚好发生全反射，如图乙所示根据临界角定义知sinC，根据几何关系有sini1sin(90C)cosC，则sin1nsini1，所以1arcsin，考虑到还要满足折射光要射到AD上的条件可知，C项正确，D项错误二、非选择题9用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线(1)在图上补画出所需的光路(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角(3)用所测物理量计算折射率的公式为n_(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当_(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n_答案(1)(2)如图所示(3)(4)小一些(5)1.5解析(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角(3)由折射定律可得n.(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射(5)图像的斜率kn，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.10(2016陕西模拟)如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射率为，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度也为d.求：(1)该光在玻璃和水中传播的速度(光在真空中的传播速度为c)；(2)水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由光源发出的光线)答案(1)cc(2)解析(1)由v得，光在水中的速度为v1c，光在玻璃中的速度为v2c.(2)根据几何关系画出光路图，如图所示光恰好在水和空气的分界面发生全反射时sinC，在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得解得sin代入数据可计算出光斑的半径rd(tantanC)()d水面形成的光斑的面积Sr2.11.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，AOB60.已知该玻璃对红光的折射率n.(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d.(2)若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？答案(1)(2)小解析(1)光路如图所示，可知i60由折射率n，可得r30由几何关系及折射定律公式n得：i30，r60，所以OC在OCD中可得dODOCtan30(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n大，所以向O点偏折更明显，d将减小12某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样)，它双向传输信号，能达到有线制导作用光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图所示，其中纤芯材料的折射率n12，包层折射率n2，光纤长度为3103 m(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时，入射角1、折射角2间满足关系：n1sin1n2sin2)(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间答案(1)不会(2)8105 s解析(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：n1sinCn2sin90得：C60，当在端面上的入射角最大(1m90)时，折射角2也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角1最小在端面上：1m90时，n1得：2m30这时1min903060C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：s，光纤中光速：v信号往返需要的最长时间tmax.代入数据tmax8105 s.13. (2015海南)一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示已知玻璃的全反射临界角