2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)35 光的折射 全反射（含解析）.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)35 光的折射 全反射（含解析）一、選擇題1.如圖所示，紅色細(xì)光束a射到折射率為的透明球表面，入射角為45，在球的內(nèi)壁經(jīng)過(guò)一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角為為()A30 B45C60 D75解析：由折射定律有，得折射角30.畫(huà)出光路圖，由幾何關(guān)系知，夾角30，選項(xiàng)A正確答案：A2一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是()解析：紅光和紫光的折射率不同，紅光的折射率較小，對(duì)比各選項(xiàng)中的圖象可知選B.答案：B3多選如圖為一直角棱鏡的橫截面，BAC90，ABC60，一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于BC面的方向射入棱鏡已知棱鏡材料的折射率n，若不考慮原入射光在BC面上的反射光，則有光線()A從AB面射出B從AC面射出C從BC面射出，且與BC面斜交D從BC面射出，且與BC面垂直解析：由棱鏡材料的折射率n可知，全反射臨界角為45，平行細(xì)光束在AB面上入射角為60，大于臨界角，發(fā)生全反射，反射光在AC面上入射角為30，小于臨界角，既有反射又有折射，光線在BC面上垂直出射，選項(xiàng)B、D正確答案：BD4.如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角AOB60，一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰好平行于OB，以下對(duì)介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線能不能發(fā)生全反射的說(shuō)法正確的是()A.，不能發(fā)生全反射B.，能發(fā)生全反射C.，不能發(fā)生全反射D.，能發(fā)生全反射解析：畫(huà)出光路圖，并根據(jù)幾何關(guān)系標(biāo)出角度，如圖所示，由圖可知，介質(zhì)的折射率n；因?yàn)閟in30<sinC，所以折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)A正確答案：A5.高速公路上的標(biāo)志牌常用“回歸反光膜”制成，夜間行車(chē)時(shí)，它能將車(chē)燈照射出去的光逆向返回，標(biāo)志牌上的字特別醒目這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑為10 m的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車(chē)燈光線經(jīng)玻璃珠的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射時(shí)的入射角是()A60 B45C30 D15解析：設(shè)入射角為i，折射角為，作出光路圖如圖所示因?yàn)槌錾涔饩€恰好和入射光線平行，所以i2，根據(jù)折射定律有，所以30，i260.答案：A6一個(gè)等腰直角三棱鏡的截面如圖所示，一細(xì)束藍(lán)光從AC面的P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入棱鏡后，經(jīng)AB面反射，再?gòu)腂C面的Q點(diǎn)射出，且有PQAB(圖中未畫(huà)光在棱鏡內(nèi)的光路)如果將一細(xì)束綠光仍從P點(diǎn)沿平行底面AB方向射入三棱鏡，則從BC面射出的光線()A仍從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABB仍從Q點(diǎn)射出，出射光線不平行于ABC可能從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABD可能從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于AB解析：將藍(lán)光換成綠光，其折射率變小，在AC面的折射角變大，光路如圖所示，可能從Q點(diǎn)射出且平行于AB，故D正確答案：D7多選固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點(diǎn)為圓心，OO為直徑MN的垂線足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線與OO夾角較小時(shí)，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大角，當(dāng)時(shí)，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失；繼續(xù)增大角，當(dāng)時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則()A玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的大BA光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C<<時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑D<<時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑解析：當(dāng)較小時(shí)，屏上NQ區(qū)域有兩個(gè)光斑，這是兩種單色光折射后折射程度不同的結(jié)果，當(dāng)時(shí)NQ區(qū)域A光消失，說(shuō)明A光發(fā)生了全反射，A光發(fā)生全反射的臨界角為，同理，B光發(fā)生全反射的臨界角為，由于>，由n可知B光的折射率小，A項(xiàng)正確；由v可知，B光在半圓形玻璃磚中傳播速度較大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；<<時(shí)，NQ區(qū)域只有一個(gè)光斑，而由于光的反射，在NP區(qū)域還有一個(gè)光斑，<<時(shí)，兩種單色光全部發(fā)生全反射，在NQ區(qū)域沒(méi)有光斑，在NP區(qū)域有一個(gè)由全反射形成的光斑，D項(xiàng)正確答案：AD8.如圖所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90、半徑為R的扇形OAB.一束平行光平行于橫截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光若只考慮首次入射到圓弧上的光，則上有光透出部分的弧長(zhǎng)為()A.R B.RC.R D.R解析：作出如圖所示的幾何光路圖，其中N點(diǎn)為從O點(diǎn)入射的折射光線，故圓弧NB段沒(méi)有光線從AB圓弧射出，由折射定律n可知，即BON30.若在圓弧AB上的M點(diǎn)，折射光線發(fā)生了全反射，由sinC可得C45，由幾何關(guān)系則有AOM90453015，所以圓弧AB上有光透出的長(zhǎng)度為s2RR，正確選項(xiàng)為B.答案：B二、五選三型選擇題9光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知()A折射現(xiàn)象的出現(xiàn)不能說(shuō)明光是縱波B光總會(huì)分為反射光和折射光C折射光與入射光的傳播方向可能是相同的D發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同E光的反射光線、折射光線與入射光線不可能同線解析：光屬于電磁波，是一種橫波，另外光的折射現(xiàn)象的出現(xiàn)不能說(shuō)明光是縱波，故A選項(xiàng)正確；當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角足夠大時(shí)，會(huì)在分界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時(shí)只有反射光線而折射光線消失，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光垂直射到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)，折射光線與入射光線的傳播方向是相同的，光的反射光線、折射光線與入射光線同線，故C選項(xiàng)正確、E選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光射到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，這是因?yàn)椴煌橘|(zhì)對(duì)光的(絕對(duì))折射率n不同，即光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，故D選項(xiàng)正確答案：ACD10.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(shuō)法中正確的是()A當(dāng)1>45時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象B只有當(dāng)190時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射C無(wú)論入射角1是多大，折射角2都不會(huì)超過(guò)45D欲使折射角230，應(yīng)以145的角度入射E當(dāng)入射角1arctan時(shí)，反射光線和折射光線恰好互相垂直解析：發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角，所以，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；由折射率n可知，當(dāng)入射角最大為90時(shí)，折射角245，所以C正確；由折射率n可知，選項(xiàng)D、E均正確答案：CDE三、非選擇題11.直角玻璃三棱鏡的截面如圖所示，一條光線從AB面入射，ab為其折射光線，ab與AB面的夾角60.已知這種玻璃的折射率n，則：(1)這條光線在AB面上的入射角為_(kāi)；(2)圖中光線ab_(填“能”或“不能”)從AC面折射出去解析：由圖可知折射角為30，由折射定律可得這條光線在AB面上的入射角為45.圖中光線ab在AC面入射角等于60，大于臨界角45，發(fā)生全反射，不能從AC面折射出去答案：(1)45(2)不能12.如圖所示，ABC為一透明材料做成的柱形光學(xué)元件的橫截面，該種材料折射率n2，AC為一半徑為R的圓弧，D為圓弧面圓心，ABCD構(gòu)成正方形，在D處有一點(diǎn)光源若只考慮首次從圓弧AC直接射向AB、BC的光線，從點(diǎn)光源射入圓弧AC的光中，有一部分不能從AB、BC面直接射出，求這部分光照射圓弧AC的弧長(zhǎng)解析：設(shè)該種材料的臨界角為C，則：sinC1/n，解得C30.如圖所示，若沿DE方向射到AB面上的光線剛好發(fā)生全反射，則：ADF30.同理，若沿DG方向射入的光線剛好在BC面上發(fā)生全反射，則：CDG30.因此FDH30.據(jù)幾何關(guān)系可得：弧長(zhǎng)FH2R，解得：弧長(zhǎng)FHR/6.答案：R/613如圖所示，一束光線以60的入射角射到一水平放置的平面鏡上，反射后在正上方與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)A.現(xiàn)將一塊上下兩面平行的透明體平放在平面鏡上，如圖中虛線所示，則進(jìn)入透明體的光線經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)耐该黧w的上表面射出，打在光屏上的光點(diǎn)P與原來(lái)相比向左平移了3.46 cm，已知透明體對(duì)光的折射率為.(1)透明體的厚度為多大？(2)光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長(zhǎng)？解析：(1)由n，得30設(shè)透明體的厚度為d，由題意及光路有2dtan602dtan30s解得d1.5 cm(2)光在透明體里運(yùn)動(dòng)的速度v光在透明體里運(yùn)動(dòng)的路程s2故光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t s21010 s.答案：(1)1.5 cm(2)21010 s14.如圖所示，ABC為一直角三棱鏡的截面，其頂角30，P為垂直于直線的光屏現(xiàn)一寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面，在光屏P上形成一條光帶，已知棱鏡的折射率為，AB的長(zhǎng)度為d，求光屏P上形成的光帶的寬度解析：如圖所示，圖中1和2為AC面上入射角和折射角，根據(jù)折射定律，n，1，設(shè)出射光線與水平面方向成角，則21，tan，ABtan，聯(lián)立解得：d/3.則光屏P上形成的光帶的寬度為d2d/3.答案：2d/3