2022届新教材高考物理一轮复习课时练40光的折射全反射含解析新人教版202104091250.docx
2022高考物理一轮复习全一册课时练含解析打包44套
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光的折射全反射1.(对折射率的理解)(2020北京房山一模)下表是在20 时,波长为589.3 nm的光在几种介质中的折射率,根据表中数据结合所学知识,下列判断正确的是()表:几种介质的折射率(=589.3nm,t=20)介质折射率介质折射率金刚石2.42玻璃1.51.8氯化钠1.54水1.33二硫化碳1.63水晶1.55酒精1.36空气1.000 28a.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度b.水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55c.这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射d.这种波长的光从水射入空气比从水晶射入空气更容易发生全反射2.(光在玻璃砖中的传播)(2020北京通州一模)如图所示,上、下表面平行的玻璃砖放在空气中,光以入射角从玻璃砖的上表面a点射入,从下表面的b点射出的光线相对于入射光线的侧移距离为d,当增大一个小角度时,下列说法正确的是()a.侧移距离d增大b.在a点可能发生全反射c.在b点一定发生全反射d.光在玻璃中的传播时间变短3.(光的折射)(2020山东高三一模)在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大,关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下:c光的频率最大;a光的传播速度最小;b光的折射率最大;a光的波长比b光的短。根据老师的假定,以上回答正确的是()a.b.c.d.4.(光的折射)(2020山东滨州高三三模)如图所示,acdb为圆柱形玻璃的横截面,ab为其直径。现有两单色光组成的复合光沿ea方向射向玻璃,其折射光线分别沿ac、ad方向,光从a到c的时间为tac,从a到d的时间为tad。则()a.tac=tadb.tactadd.无法确定5.(多选)(折射和全反射)(2020山东济宁高三一模)如图所示,足够大的平行玻璃砖厚度为d,底面镀有反光膜cd,反光膜厚度不计,一束光线以45的入射角由a点入射,经底面反光膜反射后,从顶面b点射出(b点图中未画出)。已知玻璃对该光线的折射率为2,c为光在真空中的传播速度,不考虑多次反射。则下列说法正确的是()a.该光线在玻璃中传播的速度为cb.该光线在玻璃中的折射角为30c.平行玻璃砖对该光线的全反射临界角为45d.为了使从a点以各种角度入射的光线都能从顶面射出,则底面反光膜面积至少为4d26.(全反射)(2020安徽高三三模)如图所示,阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,其中abcd是边长为80 cm的正方形,中空截面是正方形abcd的内切圆,圆心为o。o处有一点光源,射向四周的光束中,只有一部分能从正方形abcd边所在的面射出。已知此透明材料对该光束的折射率为n=53,不考虑光在透明材料中的多次反射。求:(1)该透明材料的临界角;(2)光从正方形横截面abcd上射出的长度。7.(光的折射和全反射)(2020辽宁高三一模)如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸,玻璃缸深度为2h,缸底面圆心处有一单色点光源s,缸中装有某种液体,深度为h,o点为液面的圆心,os垂直于水平面。用面积为h2的黑纸片覆盖在液面上,则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上,以o为圆心剪出一个面积为13h2的圆孔,把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置,使所有出射光线都从缸口射出,则缸口的最小面积为多少?素养综合练8.(2020浙江卷)如图所示,圆心为o、半径为r的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从p点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角=60时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则()a.玻璃砖的折射率为1.5b.op之间的距离为22rc.光在玻璃砖内的传播速度为33cd.光从玻璃到空气的临界角为309.(多选)(2020浙江高三一模)一个高为h的玻璃圆柱体中心s处装有一个小彩灯。小彩灯可以发出红、蓝两种颜色变换的光,已知圆柱体的玻璃对红、蓝两种光的折射率分别为n1、n2,则()a.在玻璃圆柱体内,红光的传播速度大于蓝光的传播速度b.若圆柱体的半径足够大,红光在上表面的圆形透光面比蓝光小c.若要使两种色光均可从玻璃圆柱体上表面的各个方向射出,则玻璃圆柱体上表面的半径不能超过h2n12-1d.从玻璃圆柱体上表面正上方观看小彩灯,看到的灯比实际高,且蓝光比红光更高10.(2020北京第一六六中学高三模拟)如图甲所示,某种油量计是由许多透明等厚的薄塑料片叠合而成的,每个薄片的形状如图乙所示,其底部为等腰直角三角形,薄片的长度不等。把这一油量计固定在油箱内,通过观察窗口可以清晰看到油量计的上表面有一条明暗分界线,从而可知箱内剩余油的多少。已知塑料的折射率为n,且小于油的折射率,当油箱中有半箱油时,油量计的上表面()a.左明右暗,且n2b.左明右暗,且n2d.左暗右明,且nac,故tactad,故b正确。5.bc玻璃砖的折射率为n=2=cv,则该光线在玻璃中传播的速度为v=c2,故a错误;由折射定律得n=sinsin,可得=30,选项b正确;设临界角为c,则有sinc=1n=22,得c=45,故c正确;为了使从a点以各种角度入射的光线都能从顶面射出,则底面反光膜半径至少为r=dtanc=d,面积d2,故d错误。6.答案(1)37(2)240 cm解析(1)设该种材料临界角为csinc=1n得:c=37(2)如图所示,若沿oe方向射到ab上的光刚好发生全反射,则goe=37,则eg=ogtan37=30cm同理,若沿oh方向射到ab上的光刚好发生全反射,则goh=37,则hg=ogtan37=30cm。所以能从ab射出的区域长度为60cm,可见光能从正方形横截面abcd上射出的长度为240cm。7.答案4+233h2解析用面积为s1=h2的黑纸片覆盖在液面上,液面上方恰好无光线射出,则从点光源s发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射,临界角为c,光路图如图甲所示。甲s1=r12=h2由几何关系得tanc=r1h由全反射知识有sinc=1n解得n=2剪出一个面积为s2=13h2圆孔后,设透光部分的半径为r2,射出光线的最大入射角为i,对应的折射角为,光路图如图乙所示。乙s2=r22=13h2由几何关系得tani=r2h根据折射定律有n=sinsini缸口的最小半径为r3=r2+htan缸口的最小面积为s3=r32解得s3=4+233h28.c设玻璃砖的半径为r,全反射的临界角为c0,入射角为60时,折射角为,发生全反射时,有n=1sinc0,折射率n=sinsin,由图中几何关系可得op=rsinc0,tan=sincos=opr=rsinc0r=1n=sinsin60,可得出cos=sin60,=30,折射率n=sinsin=sin60sin30=3,选项a错误;op=rsinc0=r1n=r3=3r3,选项b错误;光在玻璃砖中的传播速度v=cn=c3=3c3,选项c正确;sinc0=1n=33,临界角不是30,选项d错误。9.ad由题可知n1n2,根据公式v=cn可知,在玻璃圆柱体内,红光的传播速度大于蓝光的传播速度,故a正确;由于红光的折射率小于蓝光的折射率,即发生全反射时红光的临界角大,若圆柱体的半径足够大,红光在上表面的圆形透光面比蓝光大,故b错误;设玻璃圆柱体上表面的半径为r,若要使两种色光均可从玻璃圆柱体上表面的各个方向射出,则入射角小于蓝光的临界角,如图所示:则根据几何关系,有sinc=1n2rr2+14h2,整理可以得到:rh2n22-1,c错误;由于红光的折射率小于蓝光的折射率,在玻璃内如果以相同的入射角射出,则射出的光线红光的折射角要小些,则根据光路的可逆性,从玻璃圆柱体上表面正上方观看小彩灯,看到的灯比实际高,且蓝光比红光更高,故d正确。故选ad。10.a在右侧,塑料薄片插入油中,由于油的折射率大于塑料的折射率,光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中,看起来是暗的;而在左侧塑料的折射率又大于空气的折射率,光线在塑料和空气的界面处发生全反射,返回油量计的上端面并射出,故人看起来是明亮的。所以是左明右暗。要使光线在塑料和空气的界面处发生全反射,临界角必须满足c1sin45=2,即n2,选项a正确,b、c、d错误。11.答案n2解析垂直尾灯右侧面入射的光线恰好发生全发射时,由折
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