（江蘇專版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（四十五）光的折射 全反射（含解析）

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1、光的折射 全反射 對點(diǎn)訓(xùn)練：折射定律與折射率的應(yīng)用 1．(2016·上海高考)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(shí)(　　) 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：選D　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(huì)發(fā)生改變；由公式v＝可以判斷，水的折射率大于空氣的，所以該單色光進(jìn)入水中后傳播速度減小。故選項(xiàng)D正確。 2．(2018·鹽城三模)如圖所示，半徑為R的玻璃半圓柱體的圓心為O。單色紅光射向圓柱面，方向與底面垂直，光線的入射點(diǎn)為C，且∠AOC＝30°。已知該玻璃對

2、紅光的折射率n＝。求光線從底面射出時(shí)出射點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離。 解析：光路如圖所示： 由圖可知i＝60° 由n＝ 解得：γ＝30° 由幾何關(guān)系知△OCD為等腰三角形， 故＝＝。 答案： 3．(2018·南京三模)如圖所示是一個(gè)透明圓柱體的橫截面，其半徑為R，AB是一條直徑。某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)去測定該圓柱體的折射率，他們讓一束平行光沿AB方向射向圓柱體，發(fā)現(xiàn)與AB相距 R的入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過B點(diǎn)。已知光在真空中的傳播速度為c，求： (1)這個(gè)圓柱體的折射率； (2)光在透明圓柱體中傳播的速度。 解析：(1)設(shè)光線經(jīng)折射后經(jīng)過B點(diǎn)，光路如圖所示： 根據(jù)折射定律n＝ 由幾何

3、關(guān)系知sin α＝＝， 解得α＝60° 又α＝2β，得β＝30° 聯(lián)立求解可得n＝。 (2)由n＝，得光在圓柱體中傳播的速度為v＝c。 答案：(1)　(2)c 4．(2019·南通一模)反光膜是一種廣泛用于道路交通標(biāo)志的材料?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，光照射到反光膜的玻璃珠上時(shí)，經(jīng)折射后射到反射層反射，最終平行于原入射方向反向射出玻璃珠，玻璃珠是半徑為R的均勻球體，AB是入射光線，其出射光線與光線AB的間距為R。 (1)請作出光線AB從射入到射出玻璃珠的完整光路圖； (2)求玻璃珠的折射率n。 解析：(1)光路圖如圖所示： (2)設(shè)射入B點(diǎn)光線的入射角為θ1，折射角為θ2 則si

4、n θ1＝，θ1＝2θ2 由折射定律n＝ 解得n＝。 答案：(1)光路圖見解析　(2) 5．(2019·南京調(diào)研)如圖所示裝置可用來測定水的折射率，當(dāng)圓柱形容器內(nèi)未裝水時(shí)，從A點(diǎn)沿AB方向能看到對邊上的點(diǎn)E；當(dāng)容器內(nèi)裝滿水時(shí)，仍沿AB方向看去，恰好看到底面直徑CD上的點(diǎn)D。測得容器直徑CD＝12 cm，高BC＝16 cm，DE＝7 cm。已知光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108 m/s，求： (1)水的折射率n； (2)光在水中的傳播速度v。 解析：(1)做出光路圖，設(shè)入射角為r、折射角為i， 則：tan i＝＝， 則sin i＝0.8； tan r＝＝，則sin r＝

5、0.6 折射率：n＝＝。 (2)由n＝可得光在水中的速度：v＝＝2.25×108 m/s。 答案：(1)　(2)2.25×108 m/s 對點(diǎn)訓(xùn)練：光的全反射 6．(2018·連云港二模)2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國華裔物理學(xué)家高錕，以表彰他在光纖通信研究中的突出貢獻(xiàn)。光纖通信是利用了光的全反射的原理，光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成。下列有關(guān)光導(dǎo)纖維的說法中正確的是(　　) A．內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 B．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射 D．內(nèi)芯的折

6、射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以對內(nèi)芯起保護(hù)作用 解析：選A　全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角。所以內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，A正確。 7．[多選]光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是(　　) A．a(chǎn)是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì) B．光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度 C．光的入射角必須大于或等于臨界角 D．必須是單色光 解析：選AC　光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，則a是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)，故A正確。由以上分析得知，a的折

7、射率大于b的折射率，由v＝得知，光在介質(zhì)a中的速度小于在介質(zhì)b中的速度，故B錯(cuò)誤。要發(fā)生全反射，則光的入射角必須大于或等于臨界角，故C正確。此光可以是單色光，也可以是復(fù)色光，故D錯(cuò)誤。 8．如圖所示，在空氣中，一束單色光由兩面平行的玻璃板的a表面射入，從b表面射出。以下說法正確的是(　　) A．出射光線不一定與入射光線平行 B．隨著θ角的增大，光可能在a表面發(fā)生全反射 C．隨著θ角的增大，光可能在b表面發(fā)生全反射(θ<90°) D．無論如何改變θ角，光線從a表面射入，都不可能在b表面發(fā)生全反射 解析：選D　由于a、b兩表面平行，光線在a表面的折射角等于在b表面的入射角，根據(jù)光路

8、的可逆性可知，光線在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由幾何關(guān)系可知出射光線一定與入射光線平行，故A錯(cuò)誤。根據(jù)幾何知識可知：光經(jīng)過表面b上的入射角與在表面a上的折射角相等，根據(jù)光路可逆性可知：不管入射角多大，都不可能在b表面和a表面發(fā)生全反射，故B、C錯(cuò)誤，D正確。 9.如圖所示，一個(gè)半圓形玻璃磚放在真空中，入射光線AO正對玻璃磚圓心方向入射，當(dāng)AO與水平方向成60°角時(shí)，光線OC沿與豎直方向成45°角射出。(已知光速c＝3×108 m/s)求： (1)光在玻璃中傳播的速度； (2)當(dāng)AO、OB光線的夾角為多大時(shí)，OC光線剛好能夠完全消失。 解析：(1)玻璃的折射率為：n＝＝＝ 光

9、在玻璃中的傳播速度為v＝＝c＝2.1×108 m/s。 (2)當(dāng)光線發(fā)生全反射時(shí)，入射角滿足sin C＝＝， 求得C＝45° 根據(jù)反射角等于入射角，可得OA、OB光線的夾角為90°。 答案：(1)2.1×108 m/s　(2)90° 10．(2019·蘇北四市一模)如圖所示，水深為H的池底有一半徑為r的圓形光源，在水面上形成圓形光斑，已知水的折射率為n，真空中的光速為c，求： (1)光到達(dá)水面的最短時(shí)間t； (2)光斑的半徑R。 解析：(1)光在水中傳播的速度v＝ 當(dāng)光豎直向上傳播時(shí)間最短，最短時(shí)間t＝＝。 (2)發(fā)生全反射的臨界角為C，有：sin C＝ 則水面光斑的半徑

10、為：R＝r＋Htan C＝r＋。 答案：(1)　(2)r＋ 對點(diǎn)訓(xùn)練：色散現(xiàn)象 11．[多選]以下說法中正確的有(　　) A．陽光下肥皂膜上的彩色條紋屬于光的衍射現(xiàn)象 B．太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋是由于折射造成的 C．一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上可能只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象 D．水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，這說明了光是一種波 解析：選BCD　陽光下肥皂膜上的彩色條紋，屬于薄膜干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生彩色條紋，是由于光發(fā)生了色散現(xiàn)象即屬于光的折射現(xiàn)象，故B正確；一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上若發(fā)生全反射，則只有反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象，故C正確；

11、水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是由于光的薄膜干涉產(chǎn)生的，是光的干涉現(xiàn)象，這說明了光是一種波，故D正確。 12．人在水面上分別觀察正下方水中同一深度的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的小彩燈，可以觀測到的現(xiàn)象是(　　) A．紫燈位置最深，且比實(shí)際的位置深些 B．綠色燈位置最深，且比實(shí)際的位置深些 C．紫色燈位置最深，且比實(shí)際的位置淺些 D．紅色燈位置最深，且比實(shí)際的位置淺些 解析：選D　紅光的頻率最低，折射率最小，則從水中射入空氣時(shí)偏折程度小，我們逆著折射光線看去，紅色燈位置最深，我們看到的水中燈比實(shí)際位置淺。 13．[多選]如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶。下面的說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光 B．在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長 C．三棱鏡對a側(cè)光的折射率大于對b側(cè)光的折射率 D．在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速度大于b側(cè)光的傳播速度 解析：選BC　由于玻璃對各色光的折射率不同，導(dǎo)致色散的形成，玻璃對紫光的折射率最大，對紅光的最小，可以得出a側(cè)為紫光，b側(cè)為紅光，紅光的波長大于紫光的波長，由v＝可以分析出紅光在三棱鏡中的傳播速度大于紫光的傳播速度。 6