（天津專用）2020屆高考物理一輪復習 考點規(guī)范練64 光的折射 全反射（含解析）新人教版

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1、考點規(guī)范練64　光的折射　全反射 一、單項選擇題 1.如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球,則(　　) A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球 B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C.小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大 D.小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大 2.(2018·北京海淀測試)如圖所示,一束白光沿半徑方向從A點射入半圓形玻璃磚,在O點發(fā)生反射和折射,折射光照在光屏上,a、b為折射光的上下邊界,c為反射光。若入射點由A向B緩慢移動,并保持白光沿半徑方向入射到O點,可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完全消失之前,下列說法正

2、確的有(　　) A.c光逐漸變暗 B.a、b光帶逐漸變亮 C.a光與b光相比,a光先消失 D.單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間 二、多項選擇題 3.一束光從空氣射向折射率n=2的某種玻璃的表面,如圖所示。i代表入射角,則(　　) A.當入射角i=0°時不會發(fā)生折射現象 B.無論入射角i是多大,折射角r都不會超過45° C.欲使折射角r=30°,應以i=60°的角度入射 D.當入射角i=arctan 2時,反射光線跟折射光線恰好互相垂直 4.如圖所示,一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為l,玻璃磚的折射率n=3,若光從上表面AB射入的入射角

3、i=60°,光在真空中的光速為c,則(　　) A.折射角r=30° B.光在玻璃中傳播的時間為23l3c C.光在玻璃中傳播的時間為2lc D.改變入射角i,光在下表面CD可能發(fā)生全反射 E.光一定能從CD面射出 三、非選擇題 5.(2018·云南昆明模擬)一公園的湖面上修建了一個伸向水面的觀景平臺,右圖為其豎直截面圖,水平湖底上的P點位于觀景平臺右側邊緣正下方,觀景平臺下表面距湖底的高度為H=4 m,在距觀景平臺右側邊緣正前方d=4 m處有垂直湖面足夠大的宣傳布幕。在P點左側l=3 m處湖底上的Q點安裝有一單色光光源(可視為點光源)。已知水對該單色光的折射率n=43,當水面

4、與觀景平臺的下表面齊平時,只考慮在圖中截面內傳播的光,求: (1)該光源發(fā)出的光照射到布幕上的最高點距水面的高度h; (2)該光源發(fā)出的光能射出水面的最遠位置距觀景平臺右側的最遠距離s。 6.(2018·江西重點中學盟校聯(lián)考)如圖所示,△ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角∠BAC=30°,AB邊的長度為l,P為垂直于直線BCD的光屏,P屏到C的距離為l。一寬度也為l的平行單色光束垂直射向AB面,在屏上形成一條寬度等于23AB的光帶,已知光速為c,求: (1)棱鏡的折射率; (2)沿BC邊入射的光線從照射到玻璃磚到射到屏P上所用的時間。

5、 7.(2018·全國Ⅱ卷)如圖,△ABC是一直角三棱鏡的橫截面,∠A=90°,∠B=60°。一細光束從BC邊的D點折射后,射到AC邊的E點,發(fā)生全反射后經AB邊的F點射出,EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點,不計多次反射。 (1)求出射光相對于D點的入射光的偏角; (2)為實現上述光路,棱鏡折射率的取值應在什么范圍? 考點規(guī)范練64　光的折射　全反射 1.D　解析只要不發(fā)生全反射,小球放在缸底什么位置都可以看到,A錯誤;只有反射角小于臨界角的光才能從水面射出,B錯誤;光的頻率是由光源決定的,光從水中射入空氣后頻率不變,C錯誤;由公式n=cv知,光在空氣中的傳

6、播速度將增大,D正確。 2.D　解析入射角增大過程中反射光逐漸變強,折射光逐漸變暗,選項A、B錯誤;從光帶a、b分析知,a光折射率小,b光折射率大,即b光的臨界角小,所以入射角增大過程中,b光先消失,選項C錯誤;由n=cv知,a光在玻璃磚中的傳播速度大,用的時間短,選項D正確。 3.BD　解析當入射角i=0°時光能從空氣進入玻璃,故發(fā)生了折射,A錯誤;當入射角是90°時,根據折射定律n=sinisinr,解得r=45°,所以無論入射角i是多大,折射角r都不會超過45°,B正確;欲使折射角r=30°,根據折射定律n=sinisinr,解得i=45°,C錯誤;當i=arctan2時,有tani

7、=2,根據折射定律n=sinisinr=tani,解得sinr=cosi,所以反射光線跟折射光線恰好互相垂直,D正確。 4.ACE　解析由n=sinisinr得sinr=sinin=sin60°3=0.5,得r=30°,A正確;光在玻璃中傳播的速度為v=cn,由幾何知識可知光在玻璃中傳播的路程為s=lcosr,則光在玻璃中傳播的時間為t=sv=nlccosr=3lccos30°=2lc,B錯誤,C正確;由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角,根據光路可逆性原理可知光一定能從CD面射出,D錯誤,E正確。 5.解析(1)如圖所示,射向觀景平臺右側邊緣的光線折射后射到布幕上的位置最高。

8、由折射定律得 n=sinisinr 而sinr=ll2+H2 解得sini=0.8 而sini=dd2+h2 解得h=3m。 (2)點光源S接近水面時,光在觀景平臺右側面與水面交接處掠射到水里時,被照亮的距離為最遠距離,此時,入射角為90°,折射角為臨界角C。 根據sinC=1n 以及sinC=s+l(s+l)2+H2 解得s=1277-3m。 答案(1)3 m　(2)1277-3 m 6.解析(1)平行光束經棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束,如圖所示。 圖中θ1、θ2為AC面上的入射角和折射角,根據折射定律,有nsinθ1=sinθ2, 設出射光線與水平方向

9、成α角,則θ2=θ1+α 而AC1=BC=ABtan∠BAC; 可得,tanα=13ABAC1=13ABABtan30°=33。 解得α=30°, 因θ1=30°, 則有θ2=60°, 因此n=sin60°sin30°=3。 (2)由圖可知,光線在玻璃中傳播時間t1=ltan30°cn; 而在空氣中傳播時間t2=lcos30°c; 因此所用的時間t=t1+t2=3×3+233cl=3+233cl。 答案(1)3　(2)3+233cl 7.解析(1)光線在BC面上折射,由折射定律有 sini1=nsinr1① 式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光線在BC面上

10、的入射角和折射角。光線在AC面上發(fā)生全反射,由反射定律有 i2=r2② 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角。 光線在AB面上發(fā)生折射,由折射定律有 nsini3=sinr3③ 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角。 由幾何關系得i2=r2=60°,r1=i3=30°④ F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為 δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤ 由①②③④⑤式得δ=60°。⑥ (2)光線在AC面上發(fā)生全反射,光線在AB面上不發(fā)生全反射,有nsini2≥nsinC>nsini3⑦ 式中C是全反射臨界角,滿足nsinC=1⑧ 由④⑦⑧式知,棱鏡的折射率n的取值范圍應為 233≤n<2。⑨ 答案(1)60°　(2)233≤n<2 5