高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十五）光的折射 全反射（含解析）-人教版高三物理試題

光的折射全反射對點訓(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()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，光的頻率不會發(fā)生改變；由公式v＝eq\f(c,n)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，光線的入射點為C，且∠AOC＝30°。已知該玻璃對紅光的折射率n＝eq\r(3)。求光線從底面射出時出射點與O點間的距離。解析：光路如圖所示：由圖可知i＝60°由n＝eq\f(sini,sinγ)解得：γ＝30°由幾何關(guān)系知△OCD為等腰三角形，故eq\x\to(OD)＝eq\f(R,2cos30°)＝eq\f(\r(3)R,3)。答案：eq\f(\r(3)R,3)3．(2018·南京三模)如圖所示是一個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)小組通過實驗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eq\f(\r(3),2)R的入射光線經(jīng)折射后恰經(jīng)過B點。已知光在真空中的傳播速度為c，求：(1)這個圓柱體的折射率；(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，光路如圖所示：根據(jù)折射定律n＝eq\f(sinα,sinβ)由幾何關(guān)系知sinα＝eq\f(\r(3)R/2,R)＝eq\f(\r(3),2)，解得α＝60°又α＝2β，得β＝30°聯(lián)立求解可得n＝eq\r(3)。(2)由n＝eq\f(c,v)，得光在圓柱體中傳播的速度為v＝eq\f(\r(3),3)c。答案：(1)eq\r(3)(2)eq\f(\r(3),3)c4．(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，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eq\r(3)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點光線的入射角為θ1，折射角為θ2則sinθ1＝eq\f(\r(3),2)，θ1＝2θ2由折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)解得n＝eq\r(3)。答案：(1)光路圖見解析(2)eq\r(3)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，從A點沿AB方向能看到對邊上的點E；當(dāng)容器內(nèi)裝滿水時，仍沿AB方向看去，恰好看到底面直徑CD上的點D。測得容器直徑CD＝12cm，高BC＝16cm，DE＝7cm。已知光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108m/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：tani＝eq\f(CD,BC－DE)＝eq\f(4,3)，則sini＝0.8；tanr＝eq\f(CD,BC)＝eq\f(3,4)，則sinr＝0.6折射率：n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(4,3)。(2)由n＝eq\f(c,v)可得光在水中的速度：v＝eq\f(c,n)＝2.25×108m/s。答案：(1)eq\f(4,3)(2)2.25×108m/s對點訓(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，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率與外套相同，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的折射率大于b的折射率，由v＝eq\f(c,n)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錯誤，D正確。9.如圖所示，一個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，光線OC沿與豎直方向成45°角射出。(已知光速c＝3×108m/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，OC光線剛好能夠完全消失。解析：(1)玻璃的折射率為：n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin45°,sin90°－60°)＝eq\r(2)光在玻璃中的傳播速度為v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(2),2)c＝2.1×108m/s。(2)當(dāng)光線發(fā)生全反射時，入射角滿足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，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)2.1×108m/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)水面的最短時間t；(2)光斑的半徑R。解析：(1)光在水中傳播的速度v＝eq\f(c,n)當(dāng)光豎直向上傳播時間最短，最短時間t＝eq\f(H,v)＝eq\f(nH,c)。(2)發(fā)生全反射的臨界角為C，有：sinC＝eq\f(1,n)則水面光斑的半徑為：R＝r＋HtanC＝r＋eq\f(H,\r(n2－1))。答案：(1)eq\f(nH,c)(2)r＋eq\f(H,\r(n2－1))對點訓(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；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，且比實際的位置深些B．綠色燈位置最深，且比實際的位置深些C．紫色燈位置最深，且比實際的位置淺些D．紅色燈位置最深，且比實際的位置淺些解析：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際位置淺。13．[多選]如圖所示，從點光源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