2023一輪復(fù)習(xí)課后速練65 15.1 光的折射與全反射

這是一份2023一輪復(fù)習(xí)課后速練65 15.1 光的折射與全反射，共12頁。試卷主要包含了選擇題，非選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2023一輪復(fù)習(xí)課后速練(六十五)一、選擇題1.(2022·江蘇模擬)在“測量玻璃的折射率”實驗中，某次的入射光線從O點入射，從O′點射出，如圖所示．若入射點不變，僅增大入射角，則出射光線的方向可能沿圖中的(　　)A．①　　　　　　　　　　　 B．②C．③   D．④【答案】　D【思維分析】 由光路圖可知，當(dāng)增大入射角后，由于折射率不變，故其折射角也會變大，光線的射出點會向右移動，且射出的光線更向右偏，A、B、C三項錯誤，D項可能正確．故選D項．2．(2021·浙江模擬)據(jù)國家礦山安監(jiān)局統(tǒng)計，2020年全國共發(fā)生煤礦瓦斯事故7起，死亡30人，與2019年相比分別下降74.1%和74.6%.瓦斯是無色、無味、透明的氣體，折射率比空氣大．如圖所示的是煤礦安保系統(tǒng)中常用的一種邏輯判斷元件，這種元件的“核心構(gòu)件”是兩個完全相同的、截面為等腰直角三角形的棱鏡，兩棱鏡被平行拉開一小段距離，形成的通道與礦道大氣相通．棱鏡對紅光的折射率為1.5，一束紅光從棱鏡1的左側(cè)垂直射入，下列說法正確的是(　　)A．正常情況下這束紅光能通過棱鏡2射出B．將入射光改成綠光能提高瓦斯檢測的靈敏度C．只要礦道空氣中存在瓦斯氣體這束紅光便不能從棱鏡2射出D．只有礦道空氣中瓦斯氣體達(dá)到危險濃度時，這束紅光才能從棱鏡2射出【答案】　D【思維分析】 因為棱鏡對紅光的折射率為1.5，所以當(dāng)一束紅光從棱鏡1的左側(cè)垂直射入時，正常情況下這束紅光不能通過棱鏡2射出，A項錯誤；因為綠光的折射率比紅光大，故將入射光改成綠光不能提高瓦斯檢測的靈敏度，B項錯誤；當(dāng)?shù)V道空氣中存在瓦斯氣體的濃度夠大時，這束紅光才能從棱鏡2射出，C項錯誤，D項正確．故選D項．3.(2022·北京模擬)如圖所示，一束白光通過三棱鏡發(fā)生色散，a、b是其中的兩束單色光，這兩束光相比較(　　)A．在真空中，a光的速度大B．在真空中，a光的波長大C．三棱鏡對b光的折射率小D．光從三棱鏡中射向空氣，b光的臨界角大【答案】　B【思維分析】 由題圖可看出，a光的折射角大于b光的折射角，根據(jù)折射定律有sin i1＝nsin i2得出na<nb，C項錯誤；在真空中光速都相同，都為3.0×108 m/s，A項錯誤；由C項分析可知na<nb，則λa>λb，B項正確；根據(jù)sin C＝可知Ca>Cb，D項錯誤．故選B項．4.(2021·四川模擬)(多選)由紅光和藍(lán)光組成的復(fù)色光以相同的入射角射到介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ的界面MN，折射后分為a、b兩束光．下列說法正確的是(　　)A．a為紅光，b為藍(lán)光B．a為藍(lán)光，b為紅光C．在介質(zhì)Ⅱ中傳播相同距離，b光所用時間短D．增大復(fù)色光的入射角，b光先發(fā)生全反射【答案】　BC【思維分析】 由圖可知a光的折射角大，則a光的折射率大，a為藍(lán)光，b為紅光，A項錯誤，B項正確；a光的折射率大，根據(jù)n＝可知a光在介質(zhì)中的傳播速度小，在介質(zhì)Ⅱ中傳播相同距離所用時間長，b光所用時間短，C項正確；a光的折射率大，根據(jù)sin C＝可知a光的臨界角小，增大復(fù)色光的入射角，a光先達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射，D項錯誤．故選B、C兩項．5.(2021·山東模擬)(多選)如圖所示，一束單色光從A點射入玻璃球內(nèi)，已知入射角為θ＝45°.現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有光線恰好能經(jīng)過A點從玻璃球內(nèi)折射回空氣，且此光線在球內(nèi)經(jīng)過兩次反射．已知玻璃球的半徑為5 cm，光在真空中傳播速度為3×108 m/s.下列選項正確的是(　　)A．玻璃球?qū)υ搯紊獾恼凵渎蕿?/span>B．從玻璃球射出的光線相對從A點入射光線的偏向角一定為30°C．經(jīng)過A點從玻璃球內(nèi)折射回空氣的光在玻璃球內(nèi)的傳播時間為×10－9 sD．一定有部分單色光在玻璃球內(nèi)的傳播時間超過3×10－9 s【答案】　AB【思維分析】 作出光路如圖所示．由對稱性及光路可逆可知，第一次折射的折射角為30°，則由折射定律可知n＝＝＝，故A項正確；由幾何關(guān)系可知，光線第一次從玻璃球內(nèi)出射時相對于射入玻璃球的光線的偏向角為α＝2(θ－r)＝30°，故B項正確；光線從A點進(jìn)入及第一次從A點射出時在玻璃球中傳播的距離為s＝3×2Rcos 30°＝45 cm，在玻璃球中傳播的速度為v＝，可得經(jīng)過A點從玻璃球內(nèi)折射回空氣的光在玻璃球內(nèi)的傳播時間為t＝＝3×10－9 s，故C項錯誤；只要入射角和折射角不變，則路程s就不變，時間也不變，故D項錯誤．故選A、B兩項．6.(2022·安徽模擬)(多選)如圖所示為光線在A、B、C三種介質(zhì)中傳播時發(fā)生反射和折射的情況，下列說法中正確的是(　　)A．介質(zhì)A的折射率比介質(zhì)B的折射率大B．介質(zhì)B的折射率比介質(zhì)C的折射率大C．若增大光線的入射角θ，在介質(zhì)A、B的分界面處可能會發(fā)生折射現(xiàn)象D．若增大光線的入射角θ，在介質(zhì)B、C的分界面處可能會發(fā)生全反射現(xiàn)象【答案】　BD【思維分析】 光線從B射向A時發(fā)生全反射，可知介質(zhì)A的折射率比介質(zhì)B的折射率小，A項錯誤；光線從B射向C時，折射角大于入射角，可知介質(zhì)B的折射率比介質(zhì)C的折射率大，B項正確；因當(dāng)入射角為θ時光線已經(jīng)在AB界面發(fā)生了全反射，則若增大光線的入射角θ，在介質(zhì)AB的分界面處仍然發(fā)生全反射，不可能會發(fā)生折射現(xiàn)象，C項錯誤；若增大光線的入射角θ，則在BC界面的入射角變大，當(dāng)入射角大于臨界角時能在介質(zhì)B、C的分界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，D項正確．故選B、D兩項．7.(2022·西安模擬)(多選)如圖所示，一束復(fù)合光垂直玻璃磚界面進(jìn)入球形氣泡后分為a、b兩種色光，下列說法正確的是(　　)A．玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象B．a光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度小C．a光的頻率比b光的頻率小D．若保持復(fù)合光的方向不變僅將入射點上移，則a光先消失【答案】　ABD【思維分析】 光線從玻璃磚的氣泡缺陷處射入氣泡時發(fā)生全反射，這會導(dǎo)致氣泡看起來顯得更亮，A項正確；光線從玻璃射入氣泡時入射角r相同，a光的折射角i較大，據(jù)n＝＝可知，a光的折射率n較大，a光在玻璃中的傳播速度較小，a光的頻率較大，B項正確，C項錯誤；由sin C＝可知，a光的臨界角較小，故保持復(fù)合光的方向不變僅將入射點上移，會使入射角增大，a光先發(fā)生全反射而消失，D項正確．故選A、B、D三項．8.(2021·青海模擬)(多選)如圖所示，O點為半圓柱形玻璃磚截面的圓心，直徑MN與屏X1X2垂直，半徑OO′與屏X1X2平行，∠P1OM＝∠P2OM＝45°，黃光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角C＝45°.不考慮光在玻璃磚中的多次反射．下列說法正確的是(　　)A．若紫光沿P1O方向射入玻璃磚，則在屏上形成一個光斑B．若紅光沿P1O方向射入玻璃磚，則在屏上形成一個光斑C．若紫光沿P2O方向射入玻璃磚，則對應(yīng)的折射角為30°D．若紅光沿P2O方向射入玻璃磚，則對應(yīng)的折射角大于30°E．紅光在玻璃磚中的傳播速度比紫光在玻璃磚中的傳播速度大【答案】　ADE【思維分析】 該玻璃磚對黃光的折射率n＝＝，故該玻璃磚對紅光的折射率小于，對紫光的折射率大于，若紫光沿P1O方向射入玻璃磚，會發(fā)生全反射，在屏上形成一個光斑，A項正確；若紅光沿P1O方向射入玻璃磚，在界面上會同時發(fā)生反射和折射，在屏上形成兩個光斑，B項錯誤；設(shè)當(dāng)黃光沿P2O方向射入玻璃磚時，對應(yīng)的折射角為r，則有n＝，其中i＝45°，解得r＝30°，故當(dāng)紫光沿P2O方向射入玻璃磚時，對應(yīng)的折射角小于30°，當(dāng)紅光沿P2O方向射入玻璃磚時，對應(yīng)的折射角大于30°，C項錯誤，D項正確；由v＝可知，紅光在玻璃磚中的傳播速度比紫光在玻璃磚中的傳播速度大，E項正確．故選A、D、E三項．9.(2022·天津模擬)如圖所示，邊長為L的等邊三棱鏡ABC，BC面鍍有反光膜(厚度不計)，一單色光從AB面上的D點與AB面成30°角射入三棱鏡，經(jīng)BC鏡面反射后，從AC邊上的E點射出，已知B點到D點的距離LBD＝，C點到E點的距離LCE＝，光在真空中的傳播速度為c，則(　　)A．三棱鏡的折射率為B．該單色光從AC邊射出時的折射角為45°C．該單色光在三棱鏡中的傳播速度為D．該單色光在三棱鏡中的傳播時間為【答案】　A【思維分析】 根據(jù)題意，由反射光線的對稱性畫出光路圖如圖所示．由幾何關(guān)系可知，入射角i＝90°－30°＝60°，由B點到D點的距離LBD＝、C點到E點的距離LCE＝可知，三角形BDF和三角形ECF均為等邊三角形，折射角r＝30°，根據(jù)折射定律得n＝，解得三棱鏡的折射率n＝＝，A項正確；由幾何關(guān)系可知，光在AC邊上射出時的入射角i′＝30°，根據(jù)折射定律得n＝，解得r′＝60°，B項錯誤；光在棱鏡中的傳播速度v＝，解得v＝，C項錯誤；光在棱鏡中的傳播距離s＝L＝vt，則光在棱鏡中的傳播時間t＝，D項錯誤．故選A項．10.(2021·湖北模擬)(多選)某玻璃磚的橫截面是底角為45°的等腰梯形，如圖，一束由紅綠兩色組成的復(fù)色光從AB邊中點E平行于BC邊射入后，兩種色光在BC邊均發(fā)生全反射后再從CD邊射出玻璃磚，其中的紅光的射出點是CD邊中點F.除了全反射，不考慮光在玻璃磚內(nèi)的多次反射，則下列說法正確的是(　　)A．綠光在CD邊的出射點在F點下方B．綠光在CD邊出射的方向與BC平行C．綠光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間一定比紅光要長D．綠光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間可能和紅光相等【答案】　BD【思維分析】 畫出光路圖，由于紅光經(jīng)過左邊中點E，又經(jīng)過右邊中點F，根據(jù)對稱性可知，紅光從AB邊進(jìn)入棱鏡后射到BC邊的中點G，發(fā)生全反射，平行于BC邊射出，同一介質(zhì)對綠光的折射率大于對紅光的折射率，所以綠光在E點出射角小于紅光E點的出射角；畫出光路圖，容易看出綠光從右邊射出的出射點在F的上方，A項錯誤；由光路圖可知，出介質(zhì)時，折射率不變，由幾何關(guān)系可知F點出射角與E點入射角相等，所以綠光也平行于BC邊射出，B項正確；作出E點關(guān)于BC的對稱點E′，根據(jù)幾何關(guān)系可知，綠光在玻璃中通過的光程等于E′I，紅光在玻璃中通過的光程等于E′F，可知，E′I<E′F.玻璃對綠光的折射率大于對紅光的折射率，由公式n＝可知，在玻璃中綠光的速度小于紅光的速度，根據(jù)t＝知綠光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間可能和紅光相等，故C項錯誤，D項正確．二、非選擇題11.(2022·衡水模擬)如圖所示，某透明介質(zhì)的橫截面是由半徑為R的四分之一圓和長為1.5R的矩形構(gòu)成，P是AB弧上的一點，且AP弧的長度是PB弧長度的2倍．現(xiàn)讓一束單色光平行于AD邊從P點射入介質(zhì)中，已知介質(zhì)材料對入射光的折射率為，真空中的光速為c，則光束射入介質(zhì)后________(填“能”或“不能”)從AD邊射出，光束在介質(zhì)材料中的傳播時間為________．【答案】　不能　【思維分析】 由幾何關(guān)系知光線射入時的入射角i＝60°由折射定律得：n＝解得：r＝30°由幾何關(guān)系知光線射到AD邊的入射角θ＝60°因為sin 60°＝＞sin C＝＝，光線在AD邊發(fā)生全反射，不能從AD邊射出，由幾何關(guān)系知△POE為等腰三角形，PO＝EO＝R，ED＝1.5R－R＝0.5R光線在玻璃中傳播的距離s＝2Rcos 30°＋＝光在玻璃中的傳播速度：v＝光束在介質(zhì)材料中的傳播時間：t＝解得：t＝.12.(2022·云南一模)為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克壁上開了一個小孔．假定坦克壁厚20 cm，孔左右兩邊的距離為30 cm.孔內(nèi)安裝一玻璃，厚度與坦克壁厚相同，ABCD為玻璃的截面，如圖所示．用一束激光從A點與水平方向成37°角射入玻璃，恰好從CD邊中點射出，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)玻璃的折射率；(2)坦克內(nèi)的人從AB中點向外觀察能看到的外界角度范圍．【答案】　(1)　(2)106°【思維分析】 (1)光線從A點射入時的折射角為tan r＝＝則r＝37°在A點由光的折射定律可知n＝＝.(2)坦克內(nèi)的人從AB中點向外觀察時，從邊緣CD射入的光的折射角為37°，則入射角為53°，則能看到的外界角度范圍是106°.13．(2021·河北模擬)如圖所示，有一塊兩個光學(xué)表面平行的光學(xué)元件，它對紅光和紫光的折射率分別為n1＝、n2＝.現(xiàn)有一束寬度為a＝3 cm的紅、紫混合光從其上表面以θ＝53°的入射角入射，問此元件的厚度d至少為多大時，從元件下表面射出的紅、紫兩種光能分離？(已知sin 53°＝，結(jié)果保留2位小數(shù))【答案】　28.96 cm【思維分析】 作出如圖所示光路圖對紅光，有＝n1可得α＝37°對紫光，有＝n2可得β＝30°令AB間距離為l，若恰好分開，則CD間距離也為l，由幾何關(guān)系知dtan α－dtan β＝l而l＝＝5 cm由以上各式解得d＝ cm≈28.96 cm.