（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）

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，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vf知，波長也不同，選項D錯誤2(2019·嘉興調研)如圖，一束光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.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.C. D.解析：選A.根據(jù)折射率定義有，sin 1nsin 2，nsin 31，已知145°，又2390°，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，1表示入射角，則下列說法中錯誤的是()A當145°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B無論入射角1是多大，折射角2都不會超過45°C欲使折射角230°，應以145°的角度入射D當入射角1arctan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245°，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邊與軸線的夾角切磨在1<<2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>2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B若>2，光線會從OQ邊射出C若<1，光線會從OP邊射出D若<1，光線會在OP邊發(fā)生全反射解析：選D.題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90°2.從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角大于90°(180°31)3190°可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射若>2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若<1，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：A2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：D3(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：C4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()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 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CA、B兩種光在水中的速度一樣大DA、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n1n2B內芯和外套的折射率應滿足n1n2C從左端面入射的光線，其入射角必須大于某值，全部光才能被傳導D從左端面入射的光線，其入射角必須小于某值，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n1n2.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)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n1，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，n1，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，、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當入射角適當減小時，光線c、d都可能會消失B當入射角適當增大時，光線d可能會消失C對于三種介質，光在介質中的傳播速度最小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正確介質折射率最大，光在中速度最小，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，ABC是一直角三棱鏡的橫截面，A90°，B60°.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 i1nsin r1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i2r2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nsin i3sin r3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i2r260°，r1i330°F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為(r1i1)(180°i2r2)(r3i3)由式得60°.(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 i2nsin C>nsin i3式中C是全反射臨界角，滿足nsin C1由式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應為n<2.答案： 見解析- 8 -