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
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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α為( ) A.30 B.45 C.60 D.75 解析:由折射定律有=,得折射角θ=30.畫出光路圖,由幾何關(guān)系知,夾角α=30,選項(xiàng)A正確. 答案:A 2.一束由紅、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:B 3.[多選] 如圖為一直角棱鏡的橫截面,∠BAC=90,∠ABC=60,一平行細(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:BD 4. 如圖所示,扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面,圓心角∠AOB=60,一束平行于角平分線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:A 5. 高速公路上的標(biāo)志牌常用“回歸反光膜”制成,夜間行車時(shí),它能將車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 μm的細(xì)玻璃珠,所用玻璃的折射率為,為使入射的車燈光線經(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( ) A.60 B.45 C.30 D.15 解析: 設(shè)入射角為i,折射角為θ,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i=2θ,根據(jù)折射定律有==,所以θ=30,i=2θ=60. 答案:A 6.一個(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PQ∥AB(圖中未畫光在棱鏡內(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AB B.仍從Q點(diǎn)射出,出射光線不平行于AB C.可能從Q′點(diǎn)射出,出射光線平行于AB D.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:D 7.[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θ較小時(shí),光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑,逐漸增大θ角,當(dāng)θ=α?xí)r,光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失;繼續(xù)增大θ角,當(dāng)θ=β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 B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C.α<θ<β時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑 D.β<θ<時(shí),光屏上只有1個(gè)光斑 解析:當(dāng)θ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)θ=α?xí)rNQ區(qū)域A光消失,說明A光發(fā)生了全反射,A光發(fā)生全反射的臨界角為α,同理,B光發(fā)生全反射的臨界角為β,由于β>α,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;α<θ<β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,β<θ<時(shí),兩種單色光全部發(fā)生全反射,在NQ區(qū)域沒有光斑,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:AD 8. 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.πR B.πR C.πR D.πR 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段沒有光線從AB圓弧射出,由折射定律=n可知=,即∠BON=30.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C=45,由幾何關(guān)系則有∠AOM=90-45-30=15,所以圓弧AB上有光透出的長(zhǎng)度為s=2πR=πR,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:ACD 10. 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,θ1表示入射角,則下列說法中正確的是( ) A.當(dāng)θ1>45時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 B.只有當(dāng)θ1=90時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射 C.無論入射角θ1是多大,折射角θ2都不會(huì)超過45 D.欲使折射角θ2=30,應(yīng)以θ1=45的角度入射 E.當(dāng)入射角θ1=arctan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θ2=45,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α=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________; (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n=2,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:sinC=1/n,解得C=30. 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:∠ADF=30. 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:∠CDG=30. 因此∠FDH=30.據(jù)幾何關(guān)系可得:弧長(zhǎng)FH=2πR,解得:弧長(zhǎng)FH=πR/6. 答案:πR/6 13.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β=30 設(shè)透明體的厚度為d,由題意及光路有 2dtan60-2dtan30=Δs 解得d≈1.5 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s=2 故光在透明體里運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=== s=210-10 s. 答案:(1)1.5 cm (2)210-10 s 14. 如圖所示,△ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角θ=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θ1和θ2為AC面上入射角和折射角,根據(jù)折射定律,n=,θ1=θ, 設(shè)出射光線與水平面方向成α角,則θ2=θ1+α,tanα=,==ABtanθ, 聯(lián)立解得:=d/3. 則光屏P上形成的光帶的寬度為 ==d-=2d/3. 答案:2d/3- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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