2020版高考物理一轮复习模拟演练第16章光16-1光的折射、全反射(含答案)

1、板块限时规范特训时间：45分钟满分：100分、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。其中16为单选，710为多选）如图所示，MN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,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.B.C.D.红光120°反射光线与折射光线的夹角为该液体对红光的折射率为当该液体对红光的全反射临界角为45°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si

2、n 0 1sin45A错误。由折射率公式n=sm，得n=sn30=«2,故B错误。由临界角公,1r1,人，一，式sin C=7 得sin 3 事 则 845。，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2B.该单色光从 C点传播到B点的时间为3R/CC.折射光线过 B点时可能发

3、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 B23R3解析 如图所示 cos 81 = = -,即8 1 = 30° ,分析可得8 2 = 30° , r=30 , iR 2= 60。，折射率n = S1nJ- = J3,故A错误；该单色光从 C到B的时间t=H3R= 还二空, sin rv c cn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 0切割在0 1<6<02

4、的范围内，才能使从 MNi垂直入射的光线，在 OPa和OQ&都发生全反射（仅考虑如图所示 的光线第一次射到 OFfe并反射到OQ边后射向MNfe的T青况），则下列判断正确的是（）A.若b.若e >0 2,光线会从 OQi射出c.若e < e i,光线会从 0叨射出d.若e < e i,光线会在 oPi发生全反射答案 d解析由几何知识可得光线在0叨上的入射角为90。 e,反射后在OQa上的入射角为3 e 90。， e i< e <e 2时在两边都发生全反射，当e > e 2时，光线在opfe上的入射角变小，故不能发生全反射，A错误；在OQi上的入射角变

5、大， 能发生全反射，B错误；当0<0 1时，光线在 op边上的入射角变大，故发生全反射，不能从oPi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。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反射层解析 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，

6、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一一一，,-，1 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=? 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

7、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。如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与6 . “B超”可用于探测人体内脏的病变状况。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sin 0 i vi规律类似，可表述

8、为 sTT7=v（式中e 1是入射角，82是折射角，vi、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=0.9vi,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（）9dsin i.22100 81sin 2iB.d 8；- 100Sin2i10sin iC.d481 100sin 2i20sin id/OO 81sin 2iD. 18sin i答案 D解析如图所示，由题意知:sin isin rV110=CDV29由几何关系知:d2+h2联立式解得：h = 4-.-,故选项

9、D正确。i8sin 7 . 一束光从空气射向折射率n=J2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8 .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 = arctan5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 = sn，解得：r = 45° ,所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超 sin r过45。，B正确；欲使折射角r=30&

10、#176; ,根据折射定律n = sn，解得：i =45° ,故C错误;sin rsin i当i = arctan «2,有tan i =2,设入射角为i ,折射角为r,根据折射定律n="sn-r=tan i ,解得sin r = cosi ,所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故 D正确。9 .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()bA.单色光a的波长大于单色光b的

11、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na<nb,又因 c 一 ，一一折射率n=,故Va>Vb,则选项B正确，选项C错误；因为na<nb,所以a光的频率小于的频率，即fa<fb,由C=1f可得：入a>入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

12、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e由空气射到半圆形玻璃砖表面的a处,AC AD它们从A至iJ C和从A至U D的时间AB是半圆的直径。进入玻璃后分为两束，分别为ti等于t2 D . AD是红光,C. AC是蓝光,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。AM红光，设AC光与法线方向成 a角，AC光在介质中的传播速度为ccsin 02RSin 0,v = n，则有 2RSin a=vt=nt,又 n= sin,由以上两式得： t =c,可知，AC光与AD光的传播时间相等，故 C正确，其他

13、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° ; ADE一圆弧，其圆心在 BC边的中点。此玻壬的折射率为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边垂直射入玻璃偿则（）PA.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

14、=arcsin |<45° ,所以入射到 BC边的光线发生全反射，无光线从BC边射出，选项 A错误；从3BC边反射到AC的光线平行于 AB射到AC边上，光路如图所示。射向BC边靠近B点和C点的光线经BC边反射后，射到ADCb上的入射角接近 45。，光 线在ADC®上发生全反射，靠近 D点的光线经 ADC®折射，在屏上出现一亮区，但亮区宽度比AC边小。由于 AB= AC所以选项B正确，选项C错误；由光路图可知，光线经 ADCi折射后向中心偏折，汇聚光束，当光线相交后，又会增大，故选项 D正确。二、非选择题(本题共3小题，共40分)11. (12分)某同学利用“

15、插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。 正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。(1)此玻璃的折射率计算式为n =(用图中的8 1、8 2表不)。(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(3)若该同学用他测得的多组入射角0 1与折射角e 2作出sin e 1-sin 0 2的图象如图乙所示，下列判断不正确的是 。A.他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B.玻璃的折射率为 0.67C.玻璃的折射率为1.5D.玻璃临界角白正弦值为0.67答案 0)cos-T (2)大(3)Bcos 0 2解析(

16、1)据题意可知入射角为90° 0 1,折射角为90° 0 2,则玻璃的折射率为nsin 90° 0 1cos 0 1Oosin 90 0 2cos 0 2(2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确。故应选用 宽度大的玻璃砖来测量。(3)由sin 0 1-sin 0 2图象可知，sin?三=13>1 ,故光是从空气射入玻璃的，入射sin 0 2 0.67角为01, 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sin C=1=0.67 , D正确。故选 B。n12. (14分)如图所示， ABC一直

17、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y/3,求入射光线与AB面的夹角0。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 酎=n，*=n，又解得丫 =30。由图中几何关系可知 3 =30° ,解得 a=60° ,则 e =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。 R 一束平行单色光垂直于 AOB/f在的截面射入玻璃砖，其中距O点距离为万的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与 0廊在直线交于 D点，OD="R求:(1)此玻璃砖的折射率是多少?(2)若在玻璃砖平面 AO跺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