（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（四十三）光的折射 全反射（含解析）

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1、課時(shí)跟蹤檢測（四十三） 光的折射 全反射 [A級——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．(多選)關(guān)于光的現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．如果某單色光線從空氣射入普通玻璃，光線傳播速度一定減小 B．發(fā)生全反射時(shí)，反射光的能量幾乎等于入射光的能量 C．光導(dǎo)纖維傳輸信號和全息照相利用的都是光的全反射現(xiàn)象 D．刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的干涉現(xiàn)象 解析：選AB　根據(jù)v＝，光從空氣射入普通玻璃中，折射率n>1，則傳播速度減小，選項(xiàng)A正確；發(fā)生全反射時(shí)，折射光線完全消失，反射光的能量幾乎等于入射光的能量，選項(xiàng)B正確；全息照相利用了激光相干性好的特性，運(yùn)用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

2、刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2．(多選)彩虹是由陽光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側(cè)射入水滴，a、b是白光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線(a、b是單色光)。下列關(guān)于a光與b光的說法正確的是(　　) A．水滴對a光的折射率大于對b光的折射率 B．a(chǎn)光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度 C．用同一臺(tái)雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距 D．a(chǎn)、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要長 解析：選A

3、B　進(jìn)入水滴時(shí)，由折射定律n＝知，a光在水滴中的折射角小，折射率大，選項(xiàng)A正確；由v＝，a光在水滴中的傳播速度小，選項(xiàng)B正確；a光在水滴中的折射率大，頻率大，波長小，由Δx＝λ，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在真空和在水滴中，分別有c＝λ0f和v＝λf，則＝，故a、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．(2018·珠海模擬)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示。一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過折射和反射后從b點(diǎn)出射。設(shè)鱗片的折射率

4、為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t。 解析：設(shè)光在鱗片中的折射角為γ，由折射定律得 sin i＝nsin γ 在鱗片中傳播的路程l1＝，傳播速度v＝，傳播時(shí)間t1＝ 解得t1＝ 同理，在空氣中的傳播時(shí)間t2＝ 則t＝t1＋t2＝＋。 答案：＋ 4.(2019·濟(jì)南調(diào)研)有一透明柱體的截面是一個(gè)底角為30°的等腰三角形，D為AB中點(diǎn)。MN位于透明體正上方，是一個(gè)與AB平行且足夠長的屏?，F(xiàn)用一束寬為d的單色光，從D點(diǎn)左側(cè)垂直于AB邊向上照射透明體，如圖所示，結(jié)果MN上橫向?qū)挒榈牟糠直徽樟痢? (1)畫出光路圖； (

5、2)求透明體的折射率。 解析：(1)光路如圖所示。 (2)由折射定律，透明體的折射率為n＝ 由幾何關(guān)系θ＝30° dtan 30°tan β＝ 解得β＝30°，由幾何關(guān)系α＝60° 所以透明體的折射率為n＝。 答案：(1)光路圖見解析圖　(2) [B級——保分題目練通抓牢] 5.如圖所示，將一個(gè)折射率為n＝的正方體玻璃磚放在空氣中，正方形ABCD是它的一個(gè)截面，邊長l＝60 cm。一單色細(xì)光束以入射角θ＝60°投射到AB面上的E點(diǎn)，E點(diǎn)到BC的距離d＝5 cm，細(xì)光束在BC面上發(fā)生全反射，最后從CD面上射出，求： (1)光從E點(diǎn)射入玻璃磚后的折射角； (2)D點(diǎn)到從C

6、D邊射出的光線距離。(結(jié)果可以用根式表示) 解析：(1)光路圖如圖所示，設(shè)光從E點(diǎn)射入玻璃磚后，折射角為i，則 ＝n 解得光從E點(diǎn)射入玻璃磚后的折射角i＝30°。 (2)光在BC面上發(fā)生全反射， 且BF＝EBtan 60°＝15 cm 則CG＝(BC－BF)tan 30°＝15 cm 設(shè)光從CD面射出的折射角為γ，則＝n 解得γ＝60° 則DH＝DGcos γ＝(60－15)×0.5 cm＝(30－7.5)cm。 答案：(1)30°　(2)(30－7.5)cm 6.如圖所示，△ABC為一直角三棱鏡的截面，其頂角∠BAC＝30°，AB邊的長度為l，P為垂直于直線BCD的光屏

7、。一寬度也為l的平行單色光束垂直射向AB面，在屏上形成一條寬度等于l的光帶，求棱鏡的折射率。 解析：平行光束經(jīng)棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束，如圖所示。 圖中θ1、θ2為光在AC面上的入射角和折射角，根據(jù)折射定律，有n＝ 設(shè)出射光線與水平方向成α角，則：θ2＝θ1＋α 由于CC2＝A1A2＝l，可得C1C2＝l 而AC1＝BC＝ltan 30°， 由以上可解得：tan α＝，即α＝30°，θ2＝60° 則折射率為：n＝＝。 答案： 7.(2019·宿州模擬)如圖所示，兩塊半徑均為R的半圓形玻璃磚正對放置，沿豎直方向的兩條直徑BC、B′C′相互平行，兩圓心之間的距離為，一束單

8、色光正對圓心O從A點(diǎn)射入左側(cè)的玻璃磚，最后從右側(cè)玻璃磚上的P點(diǎn)(圖中未畫出)射出。已知∠AOB＝60°，玻璃的折射率n＝，光在真空中的速度大小為c。若不考慮光在各個(gè)界面的反射，求該單色光在第一塊半圓形玻璃磚中傳播的時(shí)間和從P點(diǎn)射出時(shí)出射角的大小。 解析：根據(jù)題意，作出光路圖，如圖所示： 根據(jù)公式n＝，解得：v＝， 則光在第一塊玻璃磚中傳播的時(shí)間為：t＝＝。 光在O點(diǎn)發(fā)生折射，由圖可知sin∠2＝nsin∠1， 解得：∠2＝45° 光在D點(diǎn)發(fā)生折射，由幾何關(guān)系可知入射角為45°，由光路可逆可知折射角∠3＝30° 在△O′DP中，由正弦定理有：＝ 而O′D＝O′O＝R，解得：sin

9、∠4＝ 所以∠4＝30°，可得光從P點(diǎn)射出時(shí)的出射角∠5＝45°。 答案：　45° [C級——難度題目適情選做] 8．(2018·全國卷Ⅱ)如圖，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝90°，∠B＝60°。一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。 (1)求出射光相對于D點(diǎn)的入射光的偏角； (2)為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？ 解析：(1)光線在BC面上發(fā)生折射，如圖所示，由折射定律有 n＝① 在AC面上發(fā)生全反射，i2＝r2② 在AB面上發(fā)生折射，n＝③

10、 由幾何關(guān)系得 i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④ F點(diǎn)的出射光相對于D點(diǎn)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，在AB面上不發(fā)生全反射，有i2≥C，i3＜C⑦ 式中C是全反射臨界角，滿足 sin C＝⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為 ≤n＜2。⑨ 答案：(1)60°　(2)≤n＜2 9．(2017·全國卷Ⅱ)一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長為l的正方形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過容器中心軸DD′、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右

11、側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料。在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源，已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的兩束光線相互垂直，求該液體的折射率。 解析：設(shè)從光源發(fā)出直接射到D點(diǎn)的光線的入射角為i1，折射角為r1。在剖面內(nèi)作光源相對于反光壁的鏡像對稱點(diǎn)C，連接C、D，交反光壁于E點(diǎn)，由光源射向E點(diǎn)的光線，反射后沿ED射向D點(diǎn)。光線在D點(diǎn)的入射角為i2，折射角為r2，如圖所示。設(shè)液體的折射率為n，由折射定律有 nsin i1＝sin r1① nsin i2＝sin r2② 由題意知 r1＋r2＝90°③ 聯(lián)立①②③式得 n2＝④ 由幾何關(guān)系可知 sin i1＝＝⑤ sin i2＝＝⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得 n＝1.55。 答案：1.55 7