2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 光的折射 全反射練習(xí)

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 光的折射 全反射練習(xí)一、選擇題(每題6分,共18分)1.(xx浙江調(diào)研)為了表演“隱形的大頭針”節(jié)目,某同學(xué)在半徑為r的圓形軟木片中心垂直插入一枚大頭針,并將其放入盛有水的碗中,如圖所示。已知水的折射率為,為了保證表演成功(在水面上看不到大頭針),大頭針末端離水面的最大距離h為() A.rB.r C.rD.r2.(xx湖北黃梅一中質(zhì)檢)如圖,一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角ABC,A為直角。此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊,進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上,并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為()A. B.C. D.3.(xx江蘇鹽城

2、一模)(多選)如圖所示,空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體,其內(nèi)圓半徑為r,外圓半徑為R,R=r。現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體,只經(jīng)過兩次全反射后垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n,光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t,若真空中的光速為c,則()A.n可能為B.n可能為2C.t可能為D.t可能為二、非選擇題(共22分)4.(xx內(nèi)蒙古包頭質(zhì)檢)(11分)如圖所示,一直角三棱鏡截面ABC,ABC=30,ACB=90,斜邊長為L=10 cm,其折射率為n=,一束平行光從斜邊距A點(diǎn)處的O點(diǎn)平行于BC邊射入該棱鏡。(光在真空中的速度c=3.0108 m/s,不考慮光的反射)作出光的

3、折射光路圖,并求出光射出棱鏡時(shí)光的偏向角;求出光在棱鏡中傳播的時(shí)間。5.(xx湖北八市聯(lián)考)(11分)如圖所示,在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質(zhì),其折射率為n=,玻璃介質(zhì)的上邊界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空氣泡,其邊長l=40 cm,頂點(diǎn)與屏幕接觸于C點(diǎn),底邊AB與屏幕平行。一束激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點(diǎn)O,結(jié)果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑。求兩個(gè)光斑之間的距離L。若任意兩束相同激光同時(shí)垂直于AB邊向上入射進(jìn)入空氣泡,求屏幕上相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)光斑之間的距離。B組xx年模擬提升題組時(shí)間:40分鐘分值:45分一、選擇題(每題6分,共12分)1.(xx河南三市聯(lián)考)(多選)如圖所示,O1O2

4、是半圓柱形玻璃體的對(duì)稱面和紙面的交線,A、B是關(guān)于O1O2軸等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束,從玻璃體右方射出后的光路圖如圖所示。MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不斷左右移動(dòng)光屏,可在光屏上得到一個(gè)光斑P,根據(jù)該光路圖,下列說法正確的是()A.該玻璃體對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的折射率小B.在真空中,A光的波長比B光的波長長C.在該玻璃體中,A光比B光的速度大D.A光的頻率比B光的頻率高E.A光從空氣進(jìn)入該玻璃體后,其頻率變高2.(xx貴州六校聯(lián)盟第二次聯(lián)考)(多選)如圖所示,實(shí)線為空氣和水的分界面,一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO1方向(O1點(diǎn)在分界面上,圖中O1點(diǎn)和入射光線都未畫出)射

5、向水中,折射后通過水中的B點(diǎn)。圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)。下列說法正確的是()A.O1點(diǎn)在O點(diǎn)的右側(cè)B.藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí),速度變小C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)E.若藍(lán)光沿AO方向射向水中,則折射光線有可能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)二、非選擇題(共33分)3.(xx遼寧撫順六校聯(lián)合體期中)(11分)如圖所示,AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體的橫截面(O為圓心),折射率為。今有一束平行光以45的入射角射向柱體的OA平面,這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出,設(shè)

6、凡射到OB面的光線全部被吸收,也不考慮OA面的反射,求圓柱體AB面上能射出光線的部分占AB表面的幾分之幾?4.(xx山西太原一模)(11分)如圖所示,由某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC,折射率n=,A=30。一束與BC面成30角的光線從O點(diǎn)射入棱鏡,從AC面上O點(diǎn)射出。不考慮光在BC面上的反射,求從O點(diǎn)射出的光線的方向。5.(xx東北三省四市協(xié)作體聯(lián)考)(11分)如圖所示,為一玻璃圓柱體的截面圖,其半徑為R,O為圓柱截面的圓心,AB為截面圓的直徑。在B點(diǎn)放一個(gè)能發(fā)某種單色光的點(diǎn)光源,照射到直徑AB上方,只有圓弧AMN段有光線折射出來,其中從M點(diǎn)折射出的光線恰好平行AB,已知ABM=。求:直線

7、BN的長度(用R、表示)第1講光的折射全反射A組xx年模擬基礎(chǔ)題組一、選擇題1.A設(shè)光由水射向空氣的臨界角為i,則sin i=,解得h=r。2.A如圖所示,由2+3=,n=與n=,解得n=。3.AB光線從A端面右端點(diǎn)C射入,光路如圖。因?yàn)閟in =,R=r,可得=45,CE=r,則光線EF與半徑為r的內(nèi)圓相切,由幾何關(guān)系和題意,經(jīng)兩次反射,可知滿足條件的只有此條光線,所以臨界角C=45,則n=,故A、B正確。根據(jù)光在介質(zhì)中傳播距離s=4r,介質(zhì)中光速v=,光傳播時(shí)間t=,解得t,故C、D錯(cuò)。二、非選擇題4.答案光路圖見解析6010-9 s解析光路圖如圖所示。設(shè)光在AB面和AC面兩次折射的入射角

8、分別為i、i,折射角分別為r、r,由光的折射定律得n=,又知i=60可得:r=30由幾何關(guān)系知:i=30又n=可得:r=60所以光射出棱鏡時(shí)光的偏向角為60由于v=在介質(zhì)中傳播的距離為s=時(shí)間為t=聯(lián)立解得:t=10-9 s5.答案40 cm80 cm解析畫出光路圖如圖所示在界面AC,a光的入射角1=60由光的折射定律有:=n代入數(shù)據(jù)求得折射角2=30由光的反射定律得反射角3=60由幾何關(guān)系易得:ODC是邊長為l/2的正三角形,COE為等腰三角形,CE=OC=故兩光斑之間的距離L=DC+CE=l=40 cm光路圖如圖所示屏幕上相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)光斑之間的距離為PQ=2l=80 cmB組xx年模擬提

9、升題組一、選擇題1.ABCB光的偏折程度比A光大,則B光的折射率大于A光的折射率,說明B光的頻率較大,由c=知,A光的波長較長,故A、B正確,D錯(cuò)誤;根據(jù)v=得,A光的折射率較小,則A光在玻璃中的速度較大,故C正確;光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變,故E錯(cuò)誤。2.BCD據(jù)折射定律,知光由空氣斜射入水中時(shí)入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,知O1點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的左側(cè),故A錯(cuò)。光從光疏介質(zhì)(空氣)進(jìn)入光密介質(zhì)(水)中時(shí),速度變小,故B對(duì)。紫光的折射率大于藍(lán)光,所以入射角相同時(shí)紫光的折射角要小于藍(lán)光的,則紫光的折射光線可能通過B點(diǎn)下方的C點(diǎn),故C對(duì)。紅光的折射率小于藍(lán)光,入射角相同時(shí)紅光的折射角

10、大于藍(lán)光的,則紅光的折射光線可能通過B點(diǎn)上方的D點(diǎn),故D對(duì)。若藍(lán)光沿AO方向射入,據(jù)折射定律,知折射光線不能通過B點(diǎn)正上方的D點(diǎn),故E錯(cuò)。二、非選擇題3.答案解析在OA面上,入射角i=45,設(shè)折射角為r,則sin r=,r=30。光路圖如圖所示,從O點(diǎn)射入的光沿半徑從E點(diǎn)射出,BE段無光射出。臨界角C=arcsin =45,設(shè)FDO=C=45,則由幾何關(guān)系可得AOD=15,照到AD弧上的光均發(fā)生全反射,不能射出。綜上所述,光線不能從弧AD和BE射出,對(duì)應(yīng)的圓心角為45,故能射出光線的部分占AB表面的。4.答案見解析解析光從O點(diǎn)射入,折射角為r1=nsin C=r1=30,sin C=,CC,故光在AB面發(fā)生全反射光在AC面折射,i3=30=nr3=60光經(jīng)AC面反射后,垂直射向AB面,再次反射,之后光在AC面再次折射,有i4=i3,由對(duì)稱性知r4=r3=605.答案見解析解析設(shè)光線BM在M點(diǎn)發(fā)生折射對(duì)應(yīng)的入射角為i,折射角為r,由幾何知識(shí)可知,i=,r=2,根據(jù)折射定律得:n=,代入數(shù)據(jù)得:n=2 cos 光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射,則BNO為臨界角C。sin C=;sin C=由幾何知識(shí)可知,等腰三角形NOB中,BN的距離:BN=2Rcos C聯(lián)立以上各式求得:BN=結(jié)果的表達(dá)式也可以是:BN=或其他結(jié)果正確都得分。