課時跟蹤檢測（四十二） 光的折射、全反射

課時跟蹤檢測（四十二）光的折射、全反射1.如圖所示，一束單色光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2，在介質(zhì)1、2中的波長分別為λ1、λ2，頻率分別為f1、f2，則()A．λ1<λ2 B．λ1>λ2C．f1<f2 D．f1>f2解析：選B根據(jù)折射定律可知折射率小的介質(zhì)光線與法線的夾角大，因此n1<n2，由n＝eq\f(c,v)，可得v1>v2，因?yàn)楣鈴囊环N介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變，即f1＝f2，根據(jù)v＝λf，可知波長與波速成正比，即λ1>λ2。2．如圖所示，一束激光照射在橫截面為正方形的透明玻璃柱上，光線與橫截面平行，則透過玻璃柱的光線可能是圖中的()A．① B．②C．③ D．④解析：選C根據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini1,sinr1)，n>1，解得i1>r1，所以折射光線向右偏折；根據(jù)折射定律有n＝eq\f(sini2,sinr2)，r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光線與入射光線平行，故選項(xiàng)C正確。3．(2023·浙江1月選考)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細(xì)黃光束從直角邊AB以角度θ入射，依次經(jīng)AC和BC兩次反射，從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)了α角，則α()A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．與棱鏡的折射率有關(guān)解析：選A做出光路圖，標(biāo)出各角度值分別為θ1、θ2、θ3、θ4、θ5，由幾何關(guān)系可得：θ1＋θ2＝90°，θ1＝θ4，θ2－θ3＝45°，由于n＝eq\f(sinθ,sinθ1)＝eq\f(sinθ5,sinθ4)，得θ＝θ5，則α＝－(θ－θ1)－(180°－2θ2)＋(180°－2θ3)＋(θ5－θ4)＝90°，故A正確。4.(多選)a、b兩種單色光以相同的入射角從半圓形玻璃磚的圓心O射向空氣，其光路圖如圖所示。下列說法正確的是()A．由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時玻璃對a光的臨界角較大B．玻璃對a光的折射率較大C．a(chǎn)光在玻璃中傳播的波長較短D．b光的光子能量較大解析：選AD由光路圖可知，a、b光入射角相同，在分界面上a光發(fā)生反射及折射，而b光發(fā)生全反射，可知b光的臨界角小于a光的臨界角，根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，知a光的折射率小于b光的折射率，故A正確，B錯誤；折射率越大，頻率越大，波長越短，故b光的波長較短，C錯誤；b光的折射率大，知b光的頻率大，根據(jù)E＝hν知，b光的光子能量較大，故D正確。5.右圖是一段拉伸速度不均勻而形成的不合格光纖產(chǎn)品，呈圓臺形。一單色光射到上邊界O點(diǎn)并射出光纖，進(jìn)入真空中時，入射角為30°，折射角為53°(sin53°＝0.8)，則()A．此光纖的折射率為0.625B．該單色光在光纖中的傳播速度為1.875×108m/sC．減小單色光在O點(diǎn)的入射角可以提高光能傳輸效率D．同一單色光在此光纖內(nèi)的全反射臨界角比在圓柱形光纖中大解析：選B單色光的折射率n＝eq\f(sin53°,sin30°)＝1.6，A錯誤；光在介質(zhì)中的速度大小為v＝eq\f(c,n)＝1.875×108m/s，B正確；如果要提高光的傳輸效率，就要減小光的折射，應(yīng)增大單色光在O點(diǎn)的入射角，C錯誤；全反射臨界角由折射率和介質(zhì)決定，入射光和光纖材料不變，只是形狀發(fā)生改變時，全反射臨界角保持不變，D錯誤。6.(多選)水下一點(diǎn)光源，發(fā)出a、b兩單色光。人在水面上方向下看，看到的現(xiàn)象如圖所示，水面中心Ⅰ區(qū)域有a光、b光射出，Ⅱ區(qū)域只有a光射出。下列判斷正確的是()A．a(chǎn)、b光從Ⅰ區(qū)域某點(diǎn)傾斜射出時，a光的折射角小B．在真空中，a光的波長大于b光的波長C．水對a光的折射率大于對b光的折射率D．水下b光不能射到圖中Ⅱ區(qū)域解析：選AB根據(jù)題述，b光發(fā)生全反射的臨界角較小，由sinC＝eq\f(1,n)，可知水對b光的折射率較大，對a光的折射率較小，a、b光從Ⅰ區(qū)域某點(diǎn)傾斜射出時，a光的折射角小，選項(xiàng)A正確，C錯誤；由折射率隨光的頻率的增大而增大可知，a光的頻率較小，波長較長，選項(xiàng)B正確；水下b光能射到題圖中Ⅱ區(qū)域，由于在題圖中Ⅱ區(qū)域發(fā)生了全反射，Ⅱ區(qū)域只有a光射出，選項(xiàng)D錯誤。7.打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ保持在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是()A．若θ＞θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B．若θ＞θ2，光線會從OQ邊射出C．若θ＞θ1，光線會從OP邊射出D．若θ＜θ1，光線會在OP邊發(fā)生全反射解析：選D光線發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，入射角i大于臨界角C，光線從題圖所示位置入射，到達(dá)OP邊時入射角i1＝eq\f(π,2)－θ，θ越小，i1越大，發(fā)生全反射的可能性越大，根據(jù)題意，要在OP邊上發(fā)生全反射，應(yīng)滿足θ＜θ2，A、B錯誤。若光線在OP邊上發(fā)生全反射后到達(dá)OQ邊，入射角i2＝3θ－eq\f(π,2)，θ越大，i2越大，發(fā)生全反射的可能性越大，根據(jù)題意，要在OQ邊上發(fā)生全反射，應(yīng)滿足θ＞θ1，C錯誤，D正確。8．(2022·廣東高考)一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點(diǎn)沿著罐體的內(nèi)壁向上移動，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點(diǎn)。當(dāng)光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度v。解析：當(dāng)光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束，說明光恰好發(fā)生全反射，其臨界角為C＝45°由sinC＝eq\f(1,n)，解得n＝eq\r(2)該激光在液體中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(2),2)c。答案：eq\r(2)eq\f(\r(2),2)c9.如圖所示，救生員坐在泳池旁邊凳子上，其眼睛到地面的高度h0為1.2m，到池邊的水平距離L為1.6m，池深H為1.6m，池底有一盲區(qū)。設(shè)池水的折射率為eq\f(4,3)。當(dāng)池中注水深度h為1.2m和1.6m時，池底盲區(qū)的寬度分別是多少。解析：當(dāng)池中注水深度h為1.2m，光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系知：sini＝eq\f(1.6,\r(1.22＋1.62))＝eq\f(4,5)，即i＝53°根據(jù)折射率可求得：sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\