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江苏专用高考物理一轮复习课后练习40光的折射全反射含答案
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这是一份江苏专用高考物理一轮复习课后练习40光的折射全反射含答案
光的折射 全反射建议用时：45分钟1．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是( )A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于eq \r(2)C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于60°时可发生全反射现象D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象B [由题图及折射率定义得，n＝eq \f(sin 45°,sin 30°)＝eq \r(2)，选项A错，B对；当光线从介质射向真空中时，发生全反射的临界角C满足sin C＝eq \f(1,n)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时可发生全反射现象，选项C、D错。]2．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是( )A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域A [根据题述可知，b光发生全反射的临界角较小，由sin C＝eq \f(1,n)可知，水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小，A正确，C错误；由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B错误；水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于水下b光在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误。]3．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则( )A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．在真空中，a光的波长大于b光的波长D．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B [通过题图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项D错误；a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确，C错误；由n＝eq \f(c,v)知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A错误。]4．(2021·江苏省新高考适应性考试)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的( )A．① B．② C．③ D．④C [根据折射定律n＝eq \f(sin i1,sin r1)，n>1，解得i1>r1，所以折射光线向右偏折；根据折射定律n＝eq \f(sin i1,sin r1)，n＝eq \f(sin i2,sin r2)，r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光线与入射光线平行。故选C。]5．(2020·武汉模拟)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABM的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BM的中点，则( )A．该三棱镜对该单色光的折射率为eq \r(3)B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变长D．从F点出射的光束与入射到E点的光束可能平行A [在E点作出法线可知入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，由折射定律可知折射率n＝eq \f(sin i,sin r)＝eq \r(3)，A正确；由sin C＝eq \f(1,n)可知全反射的临界角大于30°，由光路可知，在边BM上的入射角等于30°，小于全反射的临界角，故不会发生全反射，B错误；根据公式n＝eq \f(c,v)＝eq \f(λ空f,λ介f)＝eq \f(λ空,λ介)，得λ介＝eq \f(λ空,n)，可知光从空气进入棱镜，波长变短，C错误；三棱镜两次折射使得光线都向AM边偏折，不会与入射到E点的光束平行，D错误。]6．(2018·江苏常州期末)在安静的夜晚钓鱼是一种乐趣。如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边水面正上方h1＝0.9 m的高度处，浮标Q离岸边P点s1＝1.2 m远，当鱼饵灯M与浮标的水平距离s2＝1.8 m时，垂钓者恰好观察到Q挡住了M的像，已知水的折射率n＝eq \f(4,3)。求：(1)鱼饵灯离水面的深度h2；(2)如果鱼饵被鱼拖着下沉，则被鱼饵灯照亮的水面范围将变大还是变小？[解析] (1)作出折射光路图如图所示：由折射定律得n＝eq \f(sin i,sin γ)＝eq \f(\f(s1,\r(h\o\al(2,1)＋s\o\al(2,1))),\f(s2,\r(h\o\al(2,2)＋s\o\al(2,2))))解得：h2＝2.4 m。(2)当鱼饵灯发出的光恰好射出时，鱼饵灯与P点的连线和竖直方向夹角为临界角C，则sin C＝eq \f(1,n)可知全反射的临界角一定，而tan C＝eq \f(s,h)可知h变大时，s变大；故鱼饵灯照亮的水面范围将变大。[答案] (1)2.4 m (2)变大7．(2019·泰安二模)如图为用一个折射率为n＝eq \r(2)的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°。现有一条光线从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，请回答下列问题：(1)画出完整的光路图，确定射出的光线。(标注好角的度数)(2)为实现上述光路，该透明介质的折射率取值应该在什么范围？[解析] (1)光路图如图所示。(2)为满足和原光路图相一致，即必须满足在CD边能发生折射，AB边发生全反射即临界角30°
光的折射 全反射建议用时：45分钟1．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是( )A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于eq \r(2)C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于60°时可发生全反射现象D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象B [由题图及折射率定义得，n＝eq \f(sin 45°,sin 30°)＝eq \r(2)，选项A错，B对；当光线从介质射向真空中时，发生全反射的临界角C满足sin C＝eq \f(1,n)，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时可发生全反射现象，选项C、D错。]2．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是( )A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域A [根据题述可知，b光发生全反射的临界角较小，由sin C＝eq \f(1,n)可知，水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小，A正确，C错误；由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B错误；水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于水下b光在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误。]3．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则( )A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．在真空中，a光的波长大于b光的波长D．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率B [通过题图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项D错误；a光的频率大于b光的频率，波长小于b光的波长，选项B正确，C错误；由n＝eq \f(c,v)知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A错误。]4．(2021·江苏省新高考适应性考试)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的( )A．① B．② C．③ D．④C [根据折射定律n＝eq \f(sin i1,sin r1)，n>1，解得i1>r1，所以折射光线向右偏折；根据折射定律n＝eq \f(sin i1,sin r1)，n＝eq \f(sin i2,sin r2)，r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光线与入射光线平行。故选C。]5．(2020·武汉模拟)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABM的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BM的中点，则( )A．该三棱镜对该单色光的折射率为eq \r(3)B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变长D．从F点出射的光束与入射到E点的光束可能平行A [在E点作出法线可知入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，由折射定律可知折射率n＝eq \f(sin i,sin r)＝eq \r(3)，A正确；由sin C＝eq \f(1,n)可知全反射的临界角大于30°，由光路可知，在边BM上的入射角等于30°，小于全反射的临界角，故不会发生全反射，B错误；根据公式n＝eq \f(c,v)＝eq \f(λ空f,λ介f)＝eq \f(λ空,λ介)，得λ介＝eq \f(λ空,n)，可知光从空气进入棱镜，波长变短，C错误；三棱镜两次折射使得光线都向AM边偏折，不会与入射到E点的光束平行，D错误。]6．(2018·江苏常州期末)在安静的夜晚钓鱼是一种乐趣。如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边水面正上方h1＝0.9 m的高度处，浮标Q离岸边P点s1＝1.2 m远，当鱼饵灯M与浮标的水平距离s2＝1.8 m时，垂钓者恰好观察到Q挡住了M的像，已知水的折射率n＝eq \f(4,3)。求：(1)鱼饵灯离水面的深度h2；(2)如果鱼饵被鱼拖着下沉，则被鱼饵灯照亮的水面范围将变大还是变小？[解析] (1)作出折射光路图如图所示：由折射定律得n＝eq \f(sin i,sin γ)＝eq \f(\f(s1,\r(h\o\al(2,1)＋s\o\al(2,1))),\f(s2,\r(h\o\al(2,2)＋s\o\al(2,2))))解得：h2＝2.4 m。(2)当鱼饵灯发出的光恰好射出时，鱼饵灯与P点的连线和竖直方向夹角为临界角C，则sin C＝eq \f(1,n)可知全反射的临界角一定，而tan C＝eq \f(s,h)可知h变大时，s变大；故鱼饵灯照亮的水面范围将变大。[答案] (1)2.4 m (2)变大7．(2019·泰安二模)如图为用一个折射率为n＝eq \r(2)的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°。现有一条光线从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，请回答下列问题：(1)画出完整的光路图，确定射出的光线。(标注好角的度数)(2)为实现上述光路，该透明介质的折射率取值应该在什么范围？[解析] (1)光路图如图所示。(2)为满足和原光路图相一致，即必须满足在CD边能发生折射，AB边发生全反射即临界角30°
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