2022届高三物理一轮复习知能检测：13-1光的折射-全反射-.docx

随堂演练1一条光线以40的入射角从真空射到平板透亮材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是()A小于40B在50100之间C在100140之间D大于140解析：由n1，折射角2140，由反射定律得3140，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角180321402，则100140.答案：C2如图所示，红色细光束a射到折射率为的透亮球表面，入射角为45，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角为()A30B45C60 D75解析：由折射定律有，得折射角30.画出光路图，由几何关系知，夹角30，A正确答案：A3如图所示是一观看太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最终由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观看到太阳光谱的七色光带渐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将间续消逝，则此七色光带从上到下的排列挨次以及最先消逝的光分别是()A红光紫光，红光 B紫光红光，红光C红光紫光，紫光 D紫光红光，紫光解析：依据折射定律作出光路图可知，此七色光带从上到下的排列挨次是红光紫光；由于紫光的折射率n最大，依据公式sin C1/n可知，其从水中射向水平面时发生全反射的临界角最小，所以最先消逝综上分析，正确选项为C.答案：C4(2021年高考山东理综)如图所示，ABCD是始终角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入已知棱镜的折射率n，ABBC8 cm，OA2 cm，OAB60.(1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向(2)第一次的出射点与C点的距离为多少？解析：设发生全反射的临界角为C，由折射定律得sin C，代入数据得C45.光路图如图所示由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60，均发生全反射，设光线在CD边的入射角为，折射角为，由几何关系得30，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律得 n，代入数据得45.结合几何学问可知出射点距离C点的距离为cm答案： (1)与DC边成45角，斜向左下方(2) cm限时检测 (时间：45分钟，满分：100分)命题报告老师用书独具学问点题号对光的折射、全反射现象的生疏1、2、9光的折射定律的应用3、10、11全反射的条件及应用5、7光的色散现象4光的折射率的计算6光的折射和全反射的综合8、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1酷热的夏天，在平坦的柏油大路上，你会看到在确定距离之外，地面显得格外光明，仿佛是一片水面，好像还能看到远处车、人的倒影但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退对此现象正确的解释是()A毁灭的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度上升，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度上升，折射率小，发生全反射解析：酷热的夏天地面温度高，地面四周空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射答案：D2很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是() 解析：红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以红光发生全反射的临界角较蓝光大，蓝光发生全反射时，红光不愿定发生，故C正确答案：C3(2022年高考北京理综)一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的()A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长解析：单色光从空气射入玻璃，光的频率f不变；波长，其中0为光在空气中的波长，n为玻璃对空气的折射率，n1，故波长变短；光速vf，故光的速度变慢，所以选项A正确答案：A4雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光解析：由太阳光第一次进入水珠时的色散即可作出推断，把水珠看作三棱镜，向下偏折程度最大的光线确定是紫光，偏折程度最小的是红光，从图上可看出，a是紫光，d是红光，则b是蓝光，c是黄光，所以正确选项为B.答案：B5如图所示，激光器固定在转台上发出一束细光，转台在某液体中匀速转动，使激光束在竖直平面内扫描，扫描一周的时间为T32 s激光束转动方向如图中箭头所示，该液体的折射率为.一个周期T内在液面上方能观看到激光束的时间是()A4 s B8 sC16 s D32 s解析：光从水射向空气可能发生全反射，sin C，知全反射的临界角C45，入射角小于45的光线能射出水面，由对称性知，能射出水面的入射光的最小夹角90，故时间tT8 s，B正确答案：B6如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A为直角此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为()A. B.C. D.解析：如图所示，由折射定律可得n，若光线在AC边上的D点发生全反射，则sin ，由几何关系又有r90，结合以上三式可得n. 答案：A7如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为()A. B1.5C. D2解析：绘出光在玻璃体内的光路图，由几何关系可知，第一次折射时，折射角为30，则n，C正确 答案：C8(2021年高考天津理综改编)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线在OO夹角较小时，光屏NQ区域毁灭两个光斑，渐渐增大角，当时，光屏NQ区域A光的光斑消逝；连续增大角，当时，光屏NQ区域B光的光斑消逝，则()A玻璃砖对A光的折射率比对B光的小BA光在玻璃砖中传播速度比B光的大C时，光屏上只有1个光斑D时，光屏上只有1个光斑解析：由题意，A光发生全反射的临界角小于B光发生全反射的临界角，即，由折射定律nA，nB，sin sin ，nAnB，A、B在玻璃砖中的传播速度vAvB，A，B错误时，A光发生全反射在NP上毁灭光斑，B光发生折射在NQ上毁灭光斑，仍有两个光斑，C错误时，A、B均发生全反射，在NP上毁灭一个光斑，D正确答案： D9如图所示，AB、CD分别是置于空气中厚玻璃砖的上下两个表面，且ABCD，光线经AB表面射向玻璃砖，当折射光线射到CD表面上时，下列说法中正确的是()不行能发生全反射只要适当增大入射角1，就可能在CD面上发生全反射只要玻璃砖的厚度足够大，就可能在CD面上发生全反射由于不知道玻璃的折射率，故无法推断A只有正确 B只有正确C正确 D只有正确解析：如图所示，折射光线O1O2能否在CD面上发生全反射，取决于是否满足全反射的条件，由于玻璃的折射率大于空气的折射率故折射光线O1O2是从光密介质射向光疏介质，设折射光线O1O2在CD面上的入射角为1，则12.据折射率的定义可得n.(其中190) 据临界角定义可得n可得12C.故折射光线O1O2在CD面上不能发生全反射答案：A10DVD光盘由塑料疼惜层和信息记录层组成如图所示，激光束以入射角从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料疼惜层后，聚集到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效猎取信息在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料疼惜层的宽度(la2b)，则()A须满足sin B须满足sin C在和n不变时，须增大dD在和d不变时，须减小n解析：设激光束入射角为时其折射角为r，则由折射率公式有n，由sin r，联立可得sin ，故A正确，B错误；由la2b，而bdtan r，所以la2dtan r在和n不变时，r不变，tan r不变，欲减小l，则必需减小d，选项C错误；在和d不变时，欲减小l，则必需减小tan r，减小r，sin r减小，又sin r，必需增大n，故D错误答案：A二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)(2022年高考海南单科)一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为.现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜不考虑棱镜内部的反射若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？ 解析：设入射光线经玻璃折射时，入射角为i，折射角为r，射到棱镜右侧面的入射角为.依据折射定律有： sin insin r由几何关系得r当i0时，由式知r0，有最大值m(如图)，由式得m同时m应小于玻璃对空气的全反射临界角，即sin m由式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为045答案：04512(15分)(2021年高考全国课标)下图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间解析： (1)如图所示，设光线在端面AB上C点的入射角为i，折射角为r, 由折射定律有sin insin r设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为使该光线可在此光导纤维中传播，应有，是全反射临界角则nsin 1.由几何关系r90.由以上各式得sin i.(2)光在玻璃丝中传播速度大小为v，光线从端面AB传播到另一端面的时间为T，vx是光速的水平重量，即vxvsin .光线在玻璃丝界面处刚好发生全反射，光线传播时间最长，由以上各式得Tmax.答案： (1)sin i (2)