（浙江選考）2020版高考物理總復習 第十一章 1 第1節(jié) 光的折射 全反射練習（含解析）

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1、光的折射 全反射 【隨堂檢測】 1．(2019·麗水檢測)以下說法正確的是(　　) A．真空中藍光的波長比紅光的波長長 B．天空中的彩虹是由光干涉形成的 C．光纖通信利用了光的全反射原理 D．機械波在不同介質中傳播，波長保持不變 解析：選C.紅光的頻率小于藍光的頻率，在真空中紅光和藍光的傳播速度相同，由λ＝，得紅光波長比藍光波長長，故選項A錯誤．天空中的彩虹是水滴對不同色光的折射程度不同造成的，選項B錯誤．光纖通信利用了光的全反射原理，選項C正確．機械波在不同介質中傳播時，其頻率不變，但傳播速度不同，由v＝λf知，波長也不同，選項D錯誤． 2．(2019·嘉興調研)如圖，一束光

2、由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是(　　) 解析：選A.①光從玻璃磚射向空氣時，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應大于入射角，選項A正確，選項C錯誤．②當光從空氣射入玻璃磚時，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項B、D錯誤． 3.如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到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.

3、 C. D. 解析：選A.根據(jù)折射率定義有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝. 4.如圖所示，一束光從空氣中射向折射率為n＝的某種玻璃的表面，θ1表示入射角，則下列說法中錯誤的是(　　) A．當θ1＞45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象 B．無論入射角θ1是多大，折射角θ2都不會超過45° C．欲使折射角θ2＝30°，應以θ1＝45°的角度入射 D．當入射角θ1＝arctan時，反射光線和折射光線恰好互相垂直 解析：選A.發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質射向光疏介質，且入射角大于臨界角，所以，選項A中，當光從空氣中射

4、向玻璃時不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項A錯誤；由折射率n＝＝可知，當入射角最大為90°時，折射角θ2＝45°，所以B正確；由折射率n＝可知，選項C、D均正確． 5.打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是(　　) A．若θ>θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ>θ2，光線會從OQ邊射出 C．若θ<θ1，光線會從OP邊射出 D．若θ<θ1，光線會在OP邊發(fā)生全反射 解析：選D.題圖中，要

5、使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90°－θ2.從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射．若θ>θ2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若θ<θ1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項D正確． 【課后達標檢測】 一、不定項選擇題 1．(2019·紹興檢測)一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長變短　　　　 B．速度不變，波長變短 C．頻率增高，波長變長 D．頻率不變，波長變長 答案：A 2．公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不

6、同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是(　　) A．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小 B．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小 C．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大 D．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大 答案：D 3．(2019·嘉興質檢)一束紅、紫兩色的混合光，從某種液體射向空氣，當研究在界面上發(fā)生折射和反射現(xiàn)象時，可能發(fā)生的情況是下圖中的(　　) 答案：C 4．雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是(

7、　　) A．紫光、黃光、藍光和紅光 B．紫光、藍光、黃光和紅光 C．紅光、藍光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍光和紫光 解析：選B.由光路圖顯然可看出a光的偏折程度最大，故a光的折射率最大，選項中應該以“紅橙黃綠藍靛紫”反過來的順序進行排列，B對． 5．(2019·湖州質檢)為了從坦克內部觀察外部目標，在厚度為20 cm的坦克壁上開了一個直徑為12 cm的孔，若在孔內分別安裝由同一種材料制成的如圖所示的三塊玻璃，其中兩塊玻璃的厚度相同．坦克內的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍是(　　) A．圖1的大于圖2的　　　　 B．圖1的小于圖3的 C．圖2的小于圖3的

8、 D．圖2的等于圖3的 解析：選AD.坦克內的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍大小，取決于玻璃的折射率和玻璃的厚度，玻璃越厚，則入射光偏折越大，觀察到范圍也就越大． 6．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠處車、人的倒影．但當你靠近“水面”時，它卻隨你靠近而后退．對此現(xiàn)象正確的解釋是(　　) A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的全反射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產生的幻覺 C．太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射 D．太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率小，發(fā)生全反

9、射 解析：選AD.酷熱的夏天地面溫度高，地面附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠處車、人反射的太陽光由光密介質射入光疏介質發(fā)生全反射． 7.(2019·杭州調研)某學習小組在探究三棱鏡對光的色散的實驗中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖所示．由此我們可以知道(　　) A．在同種介質中，A光的波長比B光的波長長 B．從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質，A光的折射角比B光的小 C．A、B兩種光在水中的速度一樣大 D．A、B兩種光從相同的介質入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射 解析：選AD.由圖可知，B光折射率較

10、大，B光的頻率大．在同種介質中，A光的波長比B光的波長長，選項A正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質，A光的折射角比B光的大，選項B錯誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項C錯誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項D正確． 8．光纖通信采用的光導纖維是由內芯和外套組成，如圖所示，其中內芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下列說法正確的是(　　) A．內芯和外套的折射率應滿足n1＞n2 B．內芯和外套的折射率應滿足n1＜n2 C．從左端面入射的光線，其入射角θ必須大于某值，全部光才能被傳

11、導 D．從左端面入射的光線，其入射角θ必須小于某值，全部光才能被傳導 解析：選AD.光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質進入光疏介質中時，才能發(fā)生全反射，因而內芯和外套的折射率應滿足n1＞n2.從圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進入介質后，在n1與n2的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D對． 9.(2019·寧波質檢)如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．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，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，反射

12、光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(　　) A．減弱，紫光 B．減弱，紅光 C．增強，紫光 D．增強，紅光 解析：選C.同一介質對各色光的折射率不同，各色光對應的全反射的臨界角也不同．七色光中紫光折射率最大，由n＝可知，紫光的臨界角最小，所以入射點由A向B緩慢移動的過程中，最先發(fā)生全反射的是紫光，折射光減弱，反射光增強，故C正確． 10．以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對某些電磁波設計制作的人工材料，其折射率可以為負值(n<0)，稱為負折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(此時折射角取負值)

13、．現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出．若該材料對此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播途徑的示意圖是(　　) 解析：選B.由題意知，折射線和入射線位于法線的同一側，n＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以選項B正確． 11.(2019·杭州質檢)頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．單色光1的波長小于單色光2的波長 B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 C．單色光1垂直通過玻璃板所需的時間小于單色光2垂直通過玻璃板所需的時間

14、 D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 解析：選AD.本題考查光的色散、全反射現(xiàn)象、光速和折射率之間的關系等知識點．由題圖知單色光1在界面折射時的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的頻率，那么單色光1的波長就小于單色光2的波長，A項對；由n＝知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當單色光1、2垂直射入玻璃時，二者通過玻璃板的路程相等，此時單色光1通過玻璃板所需的時間大于單色光2的，B、C項都錯；由sin C＝及單色光1的折射率大知，D項對． 12.(2019·舟山高二期中)平面MN、PQ、ST為三個相互平行的界面，

15、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為三種不同的介質，平面ST的上表面涂有反射層(光線不能通過)，某種單色光線射向界面MN后，發(fā)生了一系列的反射和折射現(xiàn)象，光路如圖所示．則(　　) A．當入射角β適當減小時，光線c、d都可能會消失 B．當入射角β適當增大時，光線d可能會消失 C．對于三種介質，光在介質Ⅱ中的傳播速度最小 D．出射光線b、c、d不一定平行 解析：選BC.a光在MN界面不會發(fā)生全反射，但隨著β角增大，a光就可能會在PQ界面發(fā)生全反射，則光線d消失，選項B正確．Ⅱ介質折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，選項C正確．如光線b、c、d都有，由幾何關系可知必相互平行，故選項D錯誤． 二、非選擇題 13.如圖

16、，△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(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？ 解析：(1)光線在BC面上折射，由折射定律有 sin i1＝nsin r1 ① 式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角．光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有 i2＝r2 ② 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

17、射，由折射定律有 nsin i3＝sin r3 ③ 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nsin i2≥nsin C>nsin i3 ⑦ 式中C是全反射臨界角，滿足 nsin C＝1 ⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應為 ≤n<2. ⑨ 答案： 見解析 - 8 -