（課標(biāo)通用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 作業(yè)57 光的折射 全反射（含解析）-人教版高三全冊物理試題

作業(yè)57光的折射 全反射一、選擇題1一束單色光由空氣進(jìn)入水中，則該光在空氣和水中傳播時()A速度相同，波長相同 B速度不同，波長相同C速度相同，頻率相同 D速度不同，頻率相同解析：不同的單色光頻率不相同，同一單色光在不同的介質(zhì)內(nèi)傳播過程中，光的頻率不會發(fā)生改變；水的折射率大于空氣的折射率，由公式v可以判斷，該單色光進(jìn)入水中后傳播速度減小故選項D正確答案：D圖5712(多選)(邯鄲月考)如圖571所示，MN是空氣與某種液體的分界面，一束紅光由空氣射到分界面，一部分光被反射，一部分光進(jìn)入液體中當(dāng)入射角是45°時，折射角為30°.以下說法正確的是()A反射光線與折射光線的夾角為105°B該液體對紅光的折射率為C該液體對紅光的全反射臨界角為45°D當(dāng)紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角也是30°解析：根據(jù)光的反射定律可知，反射光線與折射光線的夾角為45°60°105°，選項A正確；根據(jù)光的折射定律可知，該液體對紅光的折射率為n，選項B錯誤；該液體對紅光的全反射臨界角為Carcsin45°，選項C正確；因紫光的折射率大于紅光，故當(dāng)紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面時，折射角小于30°，選項D錯誤答案：AC3如圖572所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進(jìn)入空氣當(dāng)出射角i和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為()圖572A.B.C. D.解析：設(shè)光線在AB面上的折射角為r，由幾何關(guān)系有2(ir)，2r，從而求出i，r，由折射定律n.只有選項A正確答案：A4中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識，唐人張志和在玄真子·濤之靈中寫道：“雨色映日而為虹”從物理學(xué)角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的圖573是彩虹成因的簡化示意圖，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光()圖573A在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于b光B以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大C分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應(yīng)，a光也一定能D以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是a光解析：A選項錯誤，由光路圖574可知，光從空氣進(jìn)入雨滴時a光偏折角度較大，因此a光的折射率較大，又因為v，在同種介質(zhì)中，a光的速度小于b光B選項錯誤，因為在同種介質(zhì)中a光的折射率較大，畫圖不難得出，以相同的角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，a光側(cè)移量較大C選項正確，因為a光的折射率大，a光的頻率高，b光的頻率低，如果b光能使某一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，a光也一定能D選項錯誤，根據(jù) sinC，光從水中射入空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角比b光發(fā)生全反射的臨界角小，因此如果一種光發(fā)生全反射，應(yīng)該是a光，而在空氣中看到的一定是b光圖574答案：C圖5755(商丘三模)(多選)如圖575所示，OMN為玻璃磚等腰三角形棱鏡的截面示意圖，a、b是兩束單色光從空氣中垂直射入棱鏡的底部MN，然后，在棱鏡的兩個側(cè)面OM、ON上發(fā)生反射和折射，由圖可知，下列說法中正確的是()Aa單色光的頻率高于b單色光的頻率Ba單色光的波長大于b單色光的波長C在棱鏡內(nèi)a單色光的折射率大于b單色光的折射率D在棱鏡內(nèi)a單色光的傳播速度大于b單色光的傳播速度解析：由題圖知當(dāng)入射角一樣時，b光發(fā)生全反射，故b在棱鏡內(nèi)的折射率大于a的折射率，折射率大的頻率高，A、C錯；由c知當(dāng)頻率大時，波長短，故B對；由v，折射率大的波速小，故D對答案：BD圖5766(達(dá)州聯(lián)考)(多選)如圖576所示是一個透明圓柱體的橫截面，一束單色光平行于直徑AB射向圓柱體，光線經(jīng)過折射后恰能射到B點已知入射光線到直徑AB的距離為R，R是圓柱體的半徑已知光在真空中的傳播速度為c，則()A該透明圓柱體介質(zhì)的折射率為B該單色光從C點傳播到B點的時間為C折射光線過B點時不可能發(fā)生全反射D改變?nèi)肷涔饩€到直徑AB的距離，折射光線仍然能夠射到B點圖577解析：如圖577所示，cos1，即130°，230°，r30°，i60°，折射率n，故A錯誤；該單色光從C到B的時間t，故B正確；若入射角為30°，出射角為60°，光線折射到B點不可能發(fā)生全反射，故C正確；改變光線到直徑AB的距離，折射光線不能射到B點，故D錯誤答案：BC7(石家莊一中檢測)(多選)直線P1P2過均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖578.a、b光相比()圖578A玻璃對a光的折射率較小B玻璃對a光的臨界角較大Cb光在玻璃中的傳播速度較小Db光在玻璃中的傳播時間較短E兩種光在玻璃中的傳播時間相等解析：由題圖可判斷出玻璃對光束b的折射率大于光束a，A正確；根據(jù)公式sinC，可知玻璃對a光的臨界角大于b光的臨界角，B正確；根據(jù)公式n，可知b光在玻璃中的傳播速度比a光小，C正確；根據(jù)以上分析可知，b光在玻璃中走過的距離比a光大，同時傳播速度比a光小，于是傳播時間比a光長，D、E錯誤答案：ABC圖5798如圖579所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€像試管模樣的玻璃管，中央插一塊兩面反光的玻璃板，入射光線在玻璃管內(nèi)壁與反光板之間來回發(fā)生反射，進(jìn)入到玻璃管底部，然后在另一側(cè)反射而出(與光纖原理相同)當(dāng)透明液體的折射率大于玻璃管壁的折射率時，就可以通過光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測出射光的強(qiáng)弱來判定玻璃管是否被液體包住了，從而了解液面的高度以下說法正確的是()A玻璃管被液體包住之后，出射光強(qiáng)度增強(qiáng)B玻璃管被液體包住之后，出射光消失C玻璃管被液體包住之后，出射光強(qiáng)度減弱D玻璃管被液體包住之后，出射光強(qiáng)度不變解析：玻璃管被液體包住之前，由于玻璃管之外是光疏介質(zhì)空氣，光線發(fā)生全反射，沒有光線從玻璃管中射出當(dāng)玻璃管被透明液體包住之后，液體的折射率大于玻璃管壁的折射率時，光線不再發(fā)生全反射，有一部分光線進(jìn)入液體，反射光的強(qiáng)度會減弱，故C正確答案：C二、非選擇題9(遵義航天中學(xué)模擬)如圖5710所示，一個足夠大的水池盛滿清水，水深h4 m，水池底部中心有一點光源A，其中一條光線斜射到水面上距A為l5 m的B點時，它的反射光線與折射光線恰好垂直圖5710(1)求水的折射率n；(2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面積(圓周率用表示)解析：(1)設(shè)射向B點的光線入射角與折射角分別為i和r，由題意得sini，ir90°故水的折射率為ncoti1.33.圖5711(2)設(shè)射向水面的光發(fā)生全反射的臨界角為C(如圖5711所示)，則有sinC水面上被光源照亮的部分為圓形光斑，圓形光斑的半徑為RhtanC圓形光斑的面積為SR2聯(lián)立可解得S.答案：(1)1.33(2)圖571210(濟(jì)南模擬)如圖5712所示，某透明材料制成的半球形光學(xué)元件直立放置，其直徑與水平光屏垂直接觸于M點，球心O與M間的距離為10 cm.一束激光與該元件的直徑成30°角射向圓心O，結(jié)果在光屏上出現(xiàn)間距為d40 cm的兩個光斑，請完成光路圖并求該透明材料的折射率圖5713解析：光屏上的兩個光斑分別是激光經(jīng)光學(xué)元件反射與折射的光線形成，其光路圖如圖5713所示：依題意，R10 cm，據(jù)反射規(guī)律與幾何關(guān)系知，反射光線形成的光斑P1與M點的距離為d1Rtan30°激光束的入射角i60°，設(shè)其折射角為，由幾何關(guān)系可知，折射光線形成的光斑P2與M點間距為d2Rcot據(jù)題意有：d1d2d聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得cot，即30°折射率：n.答案：光路圖如圖571311(開封質(zhì)檢)如圖5714所示，等腰三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC中點，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角度i入射，第一次到達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射已知15°，BC邊長為2L，該介質(zhì)的折射率為.求：圖5714(1)入射角i；(2)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin75°或tan15°2)解析：(1)如圖5715，根據(jù)全反射定律可知，光線在AB面上P點的入射角等于臨界角C，由折射定律得：sinC，代入數(shù)據(jù)得C45°圖5715設(shè)光線在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得r30°由折射定律得n，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得i45°.(2)在OPB中，根據(jù)正弦定理得，設(shè)光線從入射到第一次發(fā)生全反射所用時間為t，光線在介質(zhì)中的速度為v，得OPvt，光在玻璃中的傳播速度v，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得t.答案：(1)45°(2)12一組平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖5716所示已知光線沿直線穿過玻璃，它的入射點為O，光線的入射點為A，穿過玻璃后兩條光線交于一點已知半圓柱玻璃橫截面的半徑為R，OA，玻璃的折射率n.求兩條光線射出玻璃后的交點與O點的距離圖5716解析：兩條光線的光路如圖5717所示，設(shè)射出玻璃后兩光線的交點是P，光線從玻璃射出時的入射角為i，折射角為r，根據(jù)折射定律得：n.圖5717由幾何關(guān)系可得i30°代入得r60°由幾何關(guān)系可得OP2Rcos30°R.答案：R13如圖5718所示，直角三棱鏡ABC的折射率n，其中A30°.一束單色光從O點射入棱鏡，從AC面上O點射出，該單色光與BC面成30°.求從O點射出的光線的方向圖5718解析：光從O點射入，折射角為r1nsinC解得r130°，sinC，C45°i290°r160°C，故光在AB面發(fā)生全反射圖5719光在AC面折射，i330°n解得r360°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i4i3，由對稱性知r4r360°則從O點射出的光線與AC的夾角為30°.答案：與AC的夾角為30°