高考物理一輪復(fù)習(xí)第14章機(jī)械振動(dòng)和光學(xué)第3講光的折射全反射訓(xùn)練（含解析）

第3講光的折射全反射知識(shí)鞏固練習(xí)1．(2021年北京名校模擬)a、b兩種單色光以相同的入射角從空氣斜射向某種玻璃中，光路如圖所示．關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是()A．該種玻璃對(duì)a光的折射率較大B．b光在該玻璃中傳播時(shí)的速度較大C．a(chǎn)光的頻率較小D．兩種單色光從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小【答案】C【解析】由圖看出，b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大．根據(jù)折射定律可知，玻璃對(duì)b光的折射率大于對(duì)a光的折射率，故A錯(cuò)誤．由v＝eq\f(c,n)可知，在該玻璃中a光的傳播速度較大，故B錯(cuò)誤．a(chǎn)光的折射率較小，則a光的頻率較小，故C正確．由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，折射率越大，臨界角越小．可知a光的全反射臨界角較大，故D錯(cuò)誤．2．(2021年日照模擬)如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)．已知入射方向與邊AB的夾角θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則()A．該棱鏡的折射率為eq\r(3)B．光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變大D．從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行【答案】A【解析】由幾何知識(shí)得：光線在AB面上入射角為i＝60°，折射角為r＝30°，則折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(3)，故A正確．光線在F點(diǎn)的入射角與AB面上的折射角相等，根據(jù)光路可逆原理，知光在F點(diǎn)不可能發(fā)生全反射，而且從F點(diǎn)出射的光束與BC的夾角為θ，所以從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束不平行，故B、D錯(cuò)誤．光從空氣進(jìn)入棱鏡，頻率不變，波速變小，由公式v＝λf可知，波長(zhǎng)變小，故C錯(cuò)誤．3．(2021屆天津名校月考)如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb，則()A．λa<λb，na>nbB．λa<λb，na<nbC．λa>λb，na<nbD．λa>λb，na>nb【答案】C【解析】由光路圖可知，a光的偏折程度較小，b光的偏折程度較大，則玻璃對(duì)b光的折射率大，即na<nb；折射率越大，頻率越大，波長(zhǎng)越小，則可知λa>λb，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．4．(2021年涼山州模擬)某同學(xué)將一枚大頭針從一邊長(zhǎng)為6cm的正方形不透光的輕質(zhì)薄板正中心垂直于板插入，制作成了一個(gè)測(cè)定液體折射率的簡(jiǎn)單裝置．他將該裝置放在某種液體液面上，調(diào)整大頭針插入深度，當(dāng)插入液體的深度為4cm時(shí)，恰好無(wú)論從液面上方哪個(gè)方向都看不到液體中的大頭針．則該液體的折射率為()A．eq\f(5,3) B．eq\f(4,5)C．eq\f(5,4) D．eq\f(3,4)【答案】A【解析】要在液面上各處均看不到大頭針，要求光線射到薄板邊緣界面處恰好發(fā)生全反射．設(shè)臨界角為C．由臨界角與折射率的關(guān)系得sinC＝eq\f(1,n)①，由幾何關(guān)系得sinC＝eq\f(r,\r(r2＋h2))＝eq\f(3,\r(32＋42))＝eq\f(3,5)②，聯(lián)立①②式可得n＝eq\f(5,3).故A正確．5．(2021年上海模擬)在水面下同一深處有兩個(gè)點(diǎn)光源P、Q發(fā)出不同顏色的光．當(dāng)它們發(fā)光時(shí)，在水面上看到P光照亮的水面區(qū)域大于Q光．以下說(shuō)法正確的是()A．P光的頻率大于Q光B．P光在水中的傳播速度小于Q光C．讓P光和Q光通過(guò)同一單縫裝置，P光的中心條紋寬度大于Q光的中心條紋寬度D．讓P光和Q光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，P光的條紋間距小于Q光【答案】C【解析】由題意可知，P光照亮的水面區(qū)域大于Q光照亮的水面區(qū)域，則P光的臨界角大于Q光的臨界角．由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)知，P光的折射率小于Q光的折射率，那么P光在水中的速度大于Q光的速度，P光的頻率也小于Q光的頻率，故A錯(cuò)誤．由v＝eq\f(c,n)知，P光的折射率小于Q光的折射率，則P光在水中的速度大于Q光的速度，故B錯(cuò)誤．P光的折射率小于Q光的折射率，則P光的波長(zhǎng)大于Q光的波長(zhǎng)，P光的衍射現(xiàn)象比較顯著，P光的中心條紋寬度大于Q光的中心條紋寬度，故C正確，D錯(cuò)誤．綜合提升練習(xí)6．(2021年鄭州質(zhì)檢)某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定平行玻璃磚的折射率，在坐標(biāo)紙上記錄的情況如圖所示．虛線為以入射點(diǎn)O為圓心作出的圓．由此計(jì)算出玻璃磚的折射率為_(kāi)_______，光在玻璃中的傳播速度為_(kāi)_______m/s.(光在真空中的傳播速度c＝3.0×108【答案】1.52.0×108【解析】玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(x1,R),\f(x2,R))＝eq\f(x1,x2)＝eq\f(3,2)＝1.5，光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3.0×108,1.5)m/s＝2.0×108m/s.7．(2021年沈陽(yáng)名校質(zhì)檢)如圖，半徑為R的半球形玻璃對(duì)a、b兩束光的折射率分別為eq\r(2)、eq\r(3)，這兩束光分別由直徑的兩個(gè)端點(diǎn)A點(diǎn)、C點(diǎn)同時(shí)射入，入射角均為45°.已知光在真空中傳播的速度為c.(1)哪一束光最先照到半球面發(fā)生反射？(2)a光束從射入半球形玻璃到射出所用的時(shí)間為多少？【答案】(1)同時(shí)到達(dá)(2)eq\f(3\r(2)R,c)【解析】(1)如圖．光從A傳到半球面的時(shí)間t＝eq\f(2OAsinr,v). ①又v＝eq\f(c,n)，在A點(diǎn)，由折射定律得n＝eq\f(sini,sinr). ②聯(lián)立①②得t＝eq\f(2Rsini,c).所以同時(shí)傳達(dá)．(2)a光在A點(diǎn)，由折射定律得n＝eq\f(s