课时跟踪检测(十八)　光的折射和全反射

4/4课时跟踪检测(十八)光的折射和全反射1.(多选)下列光线由空气射入半圆形玻璃砖,或者由玻璃砖射入空气的光路图中,正确的是(玻璃的折射率为1.5)()2.(多选)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比()A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较大C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短3.如图所示,MN是介质1和介质2的分界面,介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2,一束细光束从介质1射向介质2中,测得θ1=60°,θ2=30°,根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是()A.介质2相对介质1的相对折射率为3B.光在介质2中的传播速度大于光在介质1中的传播速度C.介质1相对介质2来说是光密介质D.光从介质1进入介质2可能发生全反射现象4.如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是()A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光的频率大于b光的频率C.在真空中a光的波长大于b光的波长D.如果增大入射角,b光先发生全反射5.如图所示是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线A.不能从圆弧NF1射出 B.只能从圆弧NG1射出C.能从圆弧G1H1射出 D.能从圆弧H1M射出6.如图所示,直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面,且∠BAC=30°,有一束平行光线垂直射向AC面,已知这种介质的折射率n>2,则()A.可能有光线垂直AB边射出B.光线只能从BC边垂直射出C.光线只能从AC边垂直射出D.一定既有光线垂直BC边射出,又有光线垂直AC边射出7.(2024年1月·甘肃高考适应性演练)(多选)如图为一透明均匀介质球的横截面,O为圆心,AB为直径。一束光以θ=60°从A点入射,弧面出射的光与AB平行。下列说法正确的是()A.介质球的折射率约为1.55B.介质球的折射率约为1.73C.θ在0~90°变化时,弧面上观察不到全反射现象D.若入射光为白光,弧面上出射光形成彩色光带8.(2025·浙江1月选考)测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器,容器被透明隔板平分为两部分,一半充满待测溶液,另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射,右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中,容器从图2(俯视图)所示位置开始逆时针匀速旋转,此时观测屏上无亮点;随着继续转动,亮点突然出现,并开始计时,经Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω,空气折射率为1,隔板折射率为n,则待测溶液折射率nx为(光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质,入射角与折射角分别为θ1与θ2,有sinθ1sinθ2A.1sin(ωΔC.nsin(ωΔ9.(10分)如图所示,水深为H的池底有一半径为r的圆形光源,在水面上形成圆形光斑,已知水的折射率为n,真空中的光速为c,求:(1)光到达水面的最短时间t;(4分)(2)光斑的半径R。(6分)10.(10分)如图所示,一块两对面平行的玻璃砖的厚度L=30cm,现测得该玻璃砖的折射率为n=3,若光线从上表面射入的入射角θ=60°,已知光在空气中的传播速度c=3×108m/s。求:(1)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移量d;(5分)(2)光在玻璃砖中传播的时间t。(5分)11.(12分)如图所示,一束水平光线透过容器射到液体内部的平面镜上的O点,已知这种液体的折射率为2。(1)求这种液体的全反射临界角。(4分)(2)当平面镜以过O点垂直纸面的轴转动时,为使光线能够从液体表面射出,平面镜与入射光的夹角α的取值范围应为多少?(8分)12.(12分)如图,一折射率为3的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。课时跟踪检测(十八)1.选BD光由空气进入玻璃时,折射角小于入射角,A图错误,B图正确;光由玻璃进入空气时,发生全反射的临界角sinC=1n=23,sin45°=22>23,将发生全反射2.选BC作出光路图如图所示,由图可知a、b两入射光线的入射角i1=i2,折射角r1>r2,由折射率n=sinisinr知,玻璃对b光的折射率较大,A错误;设玻璃对光的临界角为C,由sinC=1n可知,玻璃对a光的临界角较大,故B正确;光在介质中的传播速度v=cn,则a光在玻璃中的传播速度较大,b光在玻璃中的传播速度较小,C正确;b光在玻璃中的传播速度小,且通过的路程长,3.选A光从介质1射入介质2时,入射角与折射角的正弦之比叫作介质2相对介质1的相对折射率,所以有n21=sin60°sin30°=3,A正确;因n21为3,可以得出介质2的绝对折射率大,由n=cv可知,所以光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度,B错误;由θ1>θ2可知,介质2相对介质1来说是光密介质,C错误;光从光密介质射入光疏介质时,有可能发生全反射现象,光从光疏介质射向光密介质时不能发生全反射4.选B根据光路可逆和折射定律可知,玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,a光的频率大于b光的频率,故A错误,B正确;根据波长λ=cf,知a光的波长小于b光的波长,如果增大入射角,a光先发生全反射,故C、D5.选B由该棱镜的折射率为n=53,可知其临界角C满足sinC=1n=35,由题图中的几何关系可求出GG1右边的入射光线全部发生全反射,GG1左边的入射光线没有发生全反射,所以光线只能从圆弧NG1射出,6.选D因为n>2,而sinC=1n,所以sinC<12,C<30°,射到AB边的入射角i=30°,发生了全反射,此光线反射到AC边的入射角i=60°,再次发生全反射而垂直射到BC边上,从BC边射出,同理,射到BC边上的光线,经两次全反射后垂直AC边射出,故选项7.选BCD根据题意,由折射定律画出光路图,如图所示,由几何关系有∠OAD=∠ODA,可知α=θ=60°,则有∠OAD=∠ODA=30°,折射率为n=sin60°sin30°=3≈1.73,故A错误,B正确;由以上分析可知,光线在ACB弧面上的入射角等于在A点的折射角,则θ在0~90°范围内变化时,不可能在ACB弧面上发生全反射,故C正确;若入射光为白光,由于各种颜色的光的折射率不同,则各种颜色的光在ACB弧面上的出射点不一样,将形成彩色光带,故D8.选A由题意可知当屏上无亮点时,激光从隔板射到空气时发生了全反射,出现亮点时,激光从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射,设刚出现亮点时,激光在溶液与隔板界面的入射角为θ,分析可知,亮点消失时,激光在溶液与隔板界面的入射角也为θ,可知从出现亮点到亮点消失,容器旋转角度满足ωΔt=2θ,激光能透过溶液和隔板从空气中射出,即刚出现亮点时,激光在隔板和空气界面恰好不发生全反射,可知激光在空气中的折射角为90°,在隔板和溶液界面,有sinθsinC=nnx,在隔板和空气界面n=1sinC,解得9.解析:(1)光在水中传播的速度v=c当光竖直向上传播时间最短,最短时间t=Hv=nH(2)发生全反射的临界角为C,有:sinC=1则水面光斑的半径为:R=r+HtanC=r+Hn答案:(1)nHc(2)r+10.解析:(1)光路图如图所示:由折射率n=sinθsinα=3,根据几何关系d=Lcosαsin(θ-解得d=103cm。(2)光在玻璃中传播的路程:s=L光在玻璃中传播的速度:v=c可求光在玻璃中传播的时间:t=sv=nLc·cos30°=2×10-9答案:(1)103cm(2)2×10-9s11.解析:(1)根据折射率与全反射临界角关系可知sinC=1n=所以全反射临界角C=30°。(2)当光线从右上方射向液面刚好发生全反射时,光路如图甲所示由图甲可知2θ=90°+C=120°,α1=90°-θ解得α1=30°光线从液面射出,必须满足α1>30°当光线从左上方射向液面刚好发生全反射时,光路如图乙所示由图乙可知2θ=90°-C=60°,α2=90°-θ解得α2=60°光线从液面射出,必须满足α2<60°综上可知为使光线能从液体表面射出,α的取值范围应为30°<α<60°。答案:(1)30°(2)30°<α<60°12.解析:如图(a)所示,设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点,光在AB边上的入射角为θ1,折射角为θ2,由折射定律有sinθ1=nsinθ2①设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ',由几何关系有θ'=30°+θ2②由①②式并代入题给数据得θ2=30°③nsinθ'>1④所以,从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射,反射