高考物理總復習一輪課后跟蹤訓練43光的折射全反射 習題答案解析

高考綜合復習課后跟蹤訓練課后跟蹤訓練(四十三)光的折射全反射[基礎(chǔ)鞏固]1．(2020·南京模擬)下列關(guān)于折射的說法正確的是()A．折射是指光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象B．光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，方向一定發(fā)生改變C．光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，頻率不變D．光從空氣進入其他介質(zhì)，折射角大于入射角[解析]光發(fā)生反射時傳播方向也會發(fā)生改變，光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象叫折射，A錯誤；當光線沿法線方向入射到另一種介質(zhì)中時，光線方向不發(fā)生改變，B錯誤；光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，頻率不變，C正確；如果光線從空氣進入其他介質(zhì)時，因為空氣和真空的折射率可認為相等且等于1，其他介質(zhì)的折射率都大于1，則折射角小于入射角，故D錯誤．[答案]C2．(2020·黑龍江哈爾濱模擬)關(guān)于全反射下列說法中正確的是()A．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時可能發(fā)生全反射B．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時可能發(fā)生全反射C．光從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時一定發(fā)生全反射D．光從其傳播速度大的介質(zhì)射向其傳播速度小的介質(zhì)時可能發(fā)生全反射[解析]當光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時有可能發(fā)生全反射，A正確；B錯誤；發(fā)生全反射必須滿足入射角大于等于臨界角，C錯誤；由n＝eq\f(c,v)可知，光傳播速度越大的介質(zhì)，折射率越小，傳播速度越小的介質(zhì)，折射率越大，故D錯誤．[答案]A3．一束復色光由空氣斜射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b.已知a光的頻率小于b光的頻率，下列光路圖正確的是()[解析]兩種單色光射入玻璃磚時的折射角小于入射角，據(jù)此可排除選項A、B；已知a光的頻率小于b光的頻率，那么a光在玻璃磚中的折射率較小，入射角相同時，折射角較大，選項D正確，C錯誤．[答案]D4．(多選)(2020·河北名校聯(lián)盟)如圖所示，從點光源S發(fā)出的一細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．下列說法中正確的是()A．a(chǎn)側(cè)是紅光，b側(cè)是紫光B．在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C．三棱鏡對a側(cè)光的折射率大于對b側(cè)光的折射率D．在三棱鏡中a側(cè)光的速率比b側(cè)光小E．在三棱鏡中a、b兩側(cè)光的速率相同[解析]由題圖可以看出，a側(cè)光偏折得較厲害，三棱鏡對a側(cè)光的折射率較大，所以a側(cè)光是紫光，波長較短，b側(cè)光是紅光，波長較長，A錯誤，B、C正確；又v＝eq\f(c,n)，所以三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率小于b側(cè)光的傳播速率，D正確，E錯誤．[答案]BCD5.(多選)(2020·貴州遵義航天高中三模)如圖所示，MN是空氣與某種液體的分界面，一束紅光由空氣射到分界面，一部分光被反射，一部分光進入液體中．當入射角為45°時，折射角為30°，以下說法正確的是()A．反射光線與折射光線的夾角為105°B．該液體對紅光的折射率為eq\f(\r(2),2)C．該液體對紅光的全反射臨界角為45°D．當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角也是30°E．當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角小于30°[解析]根據(jù)反射定律可得反射角為45°，所以反射光線與折射光線的夾角為105°，A正確；根據(jù)折射定律可得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，所以全反射臨界角滿足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，即C為45°，B錯誤，C正確；紫光波長要比紅光的小，所以該液體對紫光的折射率要比紅光的大，故折射角小于30°，D錯誤，E正確．[答案]ACE6.(2020·浙江卷)如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角θ＝60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行．已知真空中的光速為c，則()A．玻璃磚的折射率為1.5B．O、P之間的距離為eq\f(\r(2),2)RC．光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為eq\f(\r(3),3)cD．光從玻璃到空氣的臨界角為30°[解析]光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，則sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(OP,R)，當入射角θ＝60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，作出光路圖如圖所示，出射光線剛好經(jīng)過玻璃磚圓形表面的最高點Q，設(shè)在P點的折射角為θ1，則n＝eq\f(sinθ,sinθ1)，由幾何關(guān)系可知，OP＝Rtanθ1，聯(lián)立解得n＝eq\r(3)，A錯誤；O、P之間的距離為eq\f(\r(3),3)R，B錯誤；光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(3),3)c，C正確；光從玻璃到空氣的臨界角C滿足sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，D錯誤．[答案]C7．(2020·山東菏澤一中月考)如圖所示，橫截面為eq\f(1,4)圓的柱狀玻璃棱鏡，有一束單色光垂直于截面OA射入棱鏡，經(jīng)棱鏡反射和折射后有一束光線從OC面射出棱鏡，已知這條光線和射入棱鏡的光線夾角為150°，eq\x\to(OP)＝eq\f(1,2)eq\x\to(OA)(只考慮光在棱鏡的每一個面上發(fā)生一次反射和折射的情形)，求玻璃棱鏡的折射率．[解析]本題考查折射率的計算．作出光路圖如圖所示，由折射定律可得n＝eq\f(sinβ,sinα)，由幾何關(guān)系可得sin∠PQO＝eq\f(OP,OQ)＝eq\f(1,2)，解得∠PQO＝30°，入射光線的延長線與出射光線的反向延長線交于N點，由題意可知∠PNM＝30°，因此OQ與MN平行，則∠NMC＝∠QOC＝30°，可知β＝60°，由反射定律可得∠OQM＝∠PQO＝30°，則α＝90°－∠PQM＝30°，聯(lián)立可得n＝eq\r(3).[答案]eq\r(3)[能力提升]8．(多選)(2020·山東卷)截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示．DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點．圖乙為圖甲中ABC面的正視圖．三棱鏡對該單色光的折射率為eq\r(2)，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA′C′C的光線．下列說法正確的是()A．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(1,2)B．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(2,3)C．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大D．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小[解析]D點光源在AC邊上的出射區(qū)域PQ的長度占AC長度的比例等于線狀光源DE在AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的比例．由sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，可得C＝45°，可知Q、C重合，P在AC的中點，eq\f(LPQ,LAC)＝eq\f(1,2)，故A正確．若單色光頻率變小，則三棱鏡對該光的折射率n變小，由sinC＝eq\f(1,n)，知臨界角C變大，PQ長度變大，出射光區(qū)域的面積增大，故C正確．B、D錯誤．[答案]AC9．某同學為了測量截面為正三角形的玻璃三棱鏡的折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的右側(cè)觀察到P1和P2的像，當P1的像恰好被P2的像擋住時，插上大頭針P3和P4，使P3擋住P1、P2的像，P4也擋住P1、P2的像，在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示．(1)在圖上畫出對應的光路．(2)為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB為分界面，需要測量的量是____________________，在圖上標出它們．(3)三棱鏡玻璃材料折射率的計算公式是n＝_______________________________________________.(4)若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移(移至圖中的虛線位置，底邊仍重合)，若仍以AB為分界面，則三棱鏡玻璃材料折射率的測量值________真實值(填“大于”“小于”或“等于”)．[解析](1)光路圖如圖所示．(2)若以AB為分界面，需要測量的量為入射角θ1、折射角θ2.(3)該三棱鏡玻璃材料的折射率的計算公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(4)若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，仍以AB為分界面，將入射光線與AB的交點和出射光線與BC的交點連接起來，從而可知該連接線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導致折射角變小，所以測量值比真實值大．[答案](1)如解析圖所示(2)入射角θ1、折射角θ2(3)eq\f(sinθ1,sinθ2)(4)大于10．(2020·全國卷Ⅱ)直角棱鏡的折射率n＝1.5，其橫截面如圖所示，圖中∠C＝90°，∠A＝30°.截面內(nèi)一細束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的D點射入，經(jīng)折射后射到BC邊上．(1)光線在BC邊上是否會發(fā)生全反射？說明理由；(2)不考慮多次反射，求從AC邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值．[解析](1)如圖，設(shè)光線在D點的入射角為i，折射角為r，折射光線射到BC邊上的E點．設(shè)光線在E點的入射角為θ，由幾何關(guān)系，有θ＝90°－(30°－r)>60°①根據(jù)題給數(shù)據(jù)得sinθ>sin60°>eq\f(1,n)②即θ大于全反射臨界角，因此光線在E點發(fā)生全反射．(2)