2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練42 光的折射、全反射

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練42 光的折射、全反射 一、選擇題 1．(xx·福建卷)如圖所示，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖中能正確描述其光路的是(　　) 解析：當(dāng)光線(xiàn)從空氣射向半圓柱體玻璃磚時(shí)，光線(xiàn)一定會(huì)進(jìn)入玻璃磚，B錯(cuò)誤．當(dāng)光線(xiàn)從半圓柱體玻璃磚射向空氣時(shí)，可能發(fā)生全反射，A正確．當(dāng)發(fā)生折射時(shí)，由折射定律可知，玻璃中光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角小于空氣中光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角，C、D錯(cuò)誤． 答案：A 2．(xx·四川卷) 如圖所示，口徑較大、充滿(mǎn)水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則(　　) A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B．

2、小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 解析：無(wú)論小球在哪個(gè)位置，小球與玻璃缸圓心的連線(xiàn)上的光均與玻璃缸側(cè)面垂直，光線(xiàn)一定能射出，A錯(cuò)誤．小球發(fā)出的光在進(jìn)入空氣時(shí)，如果發(fā)生全反射，則光不可能射出，B錯(cuò)誤．光線(xiàn)在不同介質(zhì)中，光的頻率不變，C錯(cuò)誤．由光在介質(zhì)中的速度v＝可知，光進(jìn)入空氣后，傳播速度變大，D正確． 答案：D 3．(多選)(xx·浙江海寧質(zhì)檢)幻日是一種非常罕見(jiàn)的光學(xué)現(xiàn)象如圖(甲)為2012年12月10日，上海出現(xiàn)的“三個(gè)太陽(yáng)”(即幻日現(xiàn)象)．在天空出現(xiàn)的半透明薄云里面，有許多漂浮在空中的六角形

3、柱狀的冰晶體，偶爾它們會(huì)整整齊齊地垂直排列在空中．當(dāng)太陽(yáng)光射在這一根根六角形冰柱上，就會(huì)發(fā)生非常規(guī)律的折射現(xiàn)象如圖(乙)．有人在實(shí)驗(yàn)室用白光束和轉(zhuǎn)動(dòng)的六角棱鏡模擬了幻日現(xiàn)象如圖(丙)． 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．人造幻日接近太陽(yáng)一側(cè)的光線(xiàn)在冰晶中折射率較大 B．光線(xiàn)從冰晶側(cè)面入射時(shí)，入射角一定大于或等于折射角 C．形成幻日的光線(xiàn)可能是經(jīng)過(guò)冰晶的一個(gè)側(cè)面射入，又從與之平行的另一側(cè)面射出進(jìn)入觀(guān)察者眼中 D．圖(丙)中二個(gè)人造幻日是六角棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)入射光線(xiàn)從棱鏡側(cè)面不同方向射入時(shí)分別產(chǎn)生的 解析：人造幻日接近太陽(yáng)一側(cè)的光線(xiàn)偏折較小，即冰晶對(duì)這些光線(xiàn)折射率較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光線(xiàn)從

4、冰晶側(cè)面入射時(shí)，入射角一定大于或等于折射角，選項(xiàng)B正確；若光線(xiàn)從一個(gè)側(cè)面射入，再?gòu)呐c之平行的側(cè)面射出，光線(xiàn)方向不發(fā)生變化，不會(huì)形成幻日，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖(丙)中二個(gè)人造幻日是六角棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)入射光線(xiàn)從棱鏡側(cè)面不同方向射入時(shí)分別產(chǎn)生的，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 4. “B超”可用于探測(cè)人體內(nèi)臟的病變狀況．如圖是超聲波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最后從肝臟表面射出的示意圖．超聲波在進(jìn)入肝臟發(fā)生折射時(shí)遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類(lèi)似，可表述為＝(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度)，超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時(shí)遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同．已知v2＝0.9

5、v1，入射點(diǎn)與出射點(diǎn)之間的距離是d，入射角為i，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行，則腫瘤離肝臟表面的深度h為(　　) A.　　　　 B. C. D. 解析： 如圖所示，由題意知 ＝＝① 由幾何關(guān)系知sinr＝② 聯(lián)立①②式解得 h＝，故選項(xiàng)D正確． 答案：D 5. 如圖所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光．若只考慮首次入射到圓弧AB上的光，則A上有光透出部分的弧長(zhǎng)為(　　) A.πR B.πR C.πR D.πR 解析： 假設(shè)平行

6、光束恰好能透出圓弧的臨界點(diǎn)分別為D、E，光路圖如圖所示，由折射率公式可求得光從OA邊射入玻璃時(shí)的折射角為30°，由臨界角定義式可求得D處發(fā)生全反射的臨界角為C＝45°，則圓弧DE對(duì)應(yīng)的圓心角為45°，所以有光透出的弧長(zhǎng)為πR，選項(xiàng)B正確． 答案：B 6．(xx·成都市三模)(甲)為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃折射率n的裝置示意圖．他讓光從空氣射向玻璃磚，在正確操作后，他利用測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了圖(乙)所示的折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該玻璃的折射率n＝ B．該玻璃的折射率n＝1.5 C．光由空氣進(jìn)入該玻璃磚中傳播時(shí)，光波

7、頻率變?yōu)樵瓉?lái)的倍 D．光由空氣進(jìn)入該玻璃磚中傳播時(shí)，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍 解析：由折射定律n＝sini/sinr可知折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象斜率的倒數(shù)表示折射率，所以n＝3/2＝1.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；光由空氣進(jìn)入該玻璃磚中傳播時(shí)，光波頻率不變，由n＝，v＝fλ可知，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 答案：B 7. (多選)(xx·石家莊一模)如圖所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，直線(xiàn)OO′與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)．

8、下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 B．在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 C．玻璃對(duì)a光的折射率小于玻璃對(duì)b光的折射率 D．同時(shí)增大入射角，則b光在下表面先發(fā)生全反射 E．通過(guò)玻璃磚后a、b光均沿原來(lái)的方向傳播 解析：由于光在真空中傳播速度均相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖知，b光偏折的較大，所以b光的折射率較大、傳播速度較小，選項(xiàng)B、C正確．由折射定律可知，a、b光在下表面入射角均小于臨界角，a、b光均能在下表面射出去，不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；光線(xiàn)通過(guò)平行玻璃磚后傳播方向不會(huì)改變，而只發(fā)生側(cè)移，故選項(xiàng)E正確． 答案：BCE 8.

9、 (多選)如圖所示，一細(xì)束白光由空氣斜射到橫截面為矩形的玻璃磚abdc的ab邊上(入射光的延長(zhǎng)線(xiàn)沿Od方向)，則關(guān)于λ射光和折射光說(shuō)法正確的是(　　) A．不可能在ab界面發(fā)生全反射 B．可能射到bd面，并在bd界面發(fā)生全反射 C．一定能到達(dá)cd面，并可能在cd界面發(fā)生全反射 D．一定能到達(dá)cd面并從cd射出，射出的各種色光一定互相平行 E．光進(jìn)入玻璃磚后的速度減小 解析：根據(jù)全反射的條件(光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)且入射角大于等于臨界角)，入射光不可能在ab界面發(fā)生全反射，選項(xiàng)A正確；入射光進(jìn)入玻璃磚后，折射光線(xiàn)向法線(xiàn)靠近，不可能射到bd面上，一定射到cd面上；由于其入射角小于臨界

10、角，所以不可能在cd界面發(fā)生全反射，一定能從cd面射出，射出的各種色光一定互相平行，選項(xiàng)D正確，B、C錯(cuò)誤；由n＝可知，光進(jìn)入玻璃磚后的速度減小，選項(xiàng)E正確． 答案：ADE 二、非選擇題 9. 某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率．開(kāi)始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線(xiàn)所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線(xiàn)上，該直線(xiàn)垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀(guān)察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀(guān)察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線(xiàn)位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失．此時(shí)只須測(cè)量出________，即可計(jì)算玻璃磚的折射率．請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射

11、率n＝________. 解析：當(dāng)恰好看不見(jiàn)P1、P2的像時(shí)，說(shuō)明沿P1、P2的光剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時(shí)玻璃磚直徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ即為臨界角，則折射率n＝. 答案：玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ　 10．在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖(1)、(2)和(3)所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚．他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫(huà)光路圖，則 甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)； 乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比______

12、__(填“偏大”、“偏小”或“不變”)． 丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________． 解析：甲同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖(甲)所示，真實(shí)值n＝，測(cè)量值n′＝，因r′>r，故n>n′，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏?。灰彝瑢W(xué)測(cè)量的光路圖如圖(乙)所示，測(cè)量值n＝，與真實(shí)值相等． 丙同學(xué)的測(cè)量可能出現(xiàn)三種可能，光路圖如圖(丙)所示，當(dāng)出射點(diǎn)為c時(shí)，測(cè)量值與真實(shí)值相同，當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)左側(cè)時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值，當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)右側(cè)時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值，故丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比可能偏大，可能偏小，也可能不變． 答案：偏小　不變　可能偏大，可能偏小，也可能不變 11. (x

13、x·遼寧省東北三省高三第二次模擬考試)一玻璃三棱柱豎直放在水平桌面上，其底面A1B1C1是邊長(zhǎng)a＝12 cm的等邊三角形，柱高L＝12 cm.現(xiàn)在底面的中心O處放置一點(diǎn)光源，不考慮三棱柱內(nèi)的反射光，玻璃的折射率為，求三個(gè)側(cè)面的發(fā)光的總面積． 解析：因光源在底面的中點(diǎn)，可知光源到三個(gè)側(cè)面的距離相等，根據(jù)幾何知識(shí)可知光源到三個(gè)側(cè)面的距離為a.① 根據(jù)折射定律，sinC＝＝＝② 求得臨界角C＝45°③ 根據(jù)幾何知識(shí)可求得每個(gè)側(cè)面的發(fā)光的面積為半徑是a圓面積的一半．④ 三個(gè)側(cè)面的發(fā)光面積為S＝π2＝18πcm2⑤ 答案：18πcm2 12．(xx·陜西省西工大附中高三訓(xùn)練)桌面上有一玻璃圓錐，圓錐的軸(圖中虛線(xiàn))與桌面垂直，過(guò)軸線(xiàn)的截面為等邊三角形，此三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖所示，有一半徑為的圓柱形平行光束垂直底面入射到圓錐上，光束 的中心軸與圓錐的軸重合．已知玻璃的折射率為，求： (1)光在玻璃中的傳播速度是多少？ (2)光束在桌面上形成的光斑的面積是多少？ 解析：(1)由n＝得，光在玻璃中的傳播速度為v＝＝×108 m/s (2)作出光路圖，如圖所示． 由幾何知識(shí)得到：入射角θ1＝60°， 根據(jù)折射定律得：n＝，代入解得，折射角θ2＝30°. 由幾何關(guān)系可知，產(chǎn)生的光斑直徑為d＝，面積S＝πd2＝ 答案：(1)×108 m/s　(2)