（江浙選考1）2022年高考物理總復習 第十四章 光學電磁波 考點強化練32 光的折射 全反射1.在一次討論中,老師問道:“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點光源,有人在水面正上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn),b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大。關于這三種光在水中的性質,同學們能做出什么判斷?”根據(jù)老師的假定,以下回答正確的是()A.b光的頻率最大B.c光的折射率最小C.在水中, a光的波長比b光的短D.在水中,a光的傳播速度最大2.華裔科學家高錕獲得2009年諾貝爾物理學獎,他被譽為“光纖通訊之父”。光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導纖維,它的結構如圖所示,其內(nèi)芯和外套材料不同,光在內(nèi)芯中傳播。下列關于光導纖維的說法正確的是()A.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射C.波長越短的光在光纖中傳播的速度越大D.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大3.(多選)如圖所示,一束光從空氣中射向折射率為n=的某種玻璃的表面,1表示入射角,則下列說法正確的是()A.當1>45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B.只有當1=90°時才會發(fā)生全反射C.無論入射角1是多大,折射角2都不會超過45°D.欲使折射角2=30°,應以1=45°的角度入射4.一束復合光射向半圓形玻璃磚的圓心O,折射后分開為a、b兩束不同顏色的單色光,下列判斷中正確的是()A.光束a的頻率比光束b大B.在玻璃中傳播,光束a的波長比光束b小C.玻璃對光束a的折射率比玻璃對光束b的折射率小D.若光束從玻璃中射向空氣,則光束a的臨界角比光束b的臨界角小5.(多選)一束白光從水中射入真空的折射光線如圖所示,若保持入射點O不變而逐漸增大入射角,下述說法中正確的是()A.若紅光射到P點,則紫光在P點上方B.若紅光射到P點,則紫光在P點下方C.紫光先發(fā)生全反射,而紅光后發(fā)生全反射D.當紅光和紫光都發(fā)生全反射時,它們的反射光線射到水底時是在同一點6.很多公園的水池底都裝有彩燈,當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時,關于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象,下列光路圖正確的是()7.如圖所示,某同學利用方格坐標紙測定半圓形玻璃磚的折射率,OA是畫在紙上的直線,他在直線OA適當位置先后豎直插上P1、P2兩枚大頭針,如圖所示放上玻璃磚(如粗黑線所示),然后插上P3、P4大頭針。(1)其中他確定P3大頭針位置的方法是。 (2)若該同學實驗操作規(guī)范準確,其記錄的情況如圖所示。該同學還用圓規(guī)做了一個以O為圓心,半徑與玻璃磚相同的半圓(如圖中虛線所示)。請算出玻璃磚的折射率n=。 (3)該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚繞圓心順時針轉過一小角度,由此測得玻璃磚的折射率將(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 8.利用半圓柱形玻璃,可減小激光光束的發(fā)散程度。在如圖所示的光路中,A為激光的出射點,O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心,AO過半圓頂點。若某條從A點發(fā)出的與AO成角的光線,以入射角i入射到半圓上,出射光線平行于AO,求此玻璃的折射率。9.(多選)虹和霓是太陽光在水柱內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球來說明,兩束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶,光路如圖所示,下列說法中正確的是()A.M、N點的顏色分別為紫、紅B.M、N點的顏色分別為紅、紫C.P、Q點的顏色分別為紫、紅D.P、Q點的顏色分別為紅、紫10.(多選)(2018浙江杭州預測)如圖所示是一個用折射率n=2.4的透明介質做成的四棱柱的橫截面圖,其中A=C=90°,B=60°?，F(xiàn)有一條垂直入射到棱鏡的AB面上。下列說法正確的是()A.AB邊可能無光線射出B.AD邊一定無光線射出C.DC邊一定無光線射出D.BC邊一定無光線射出11.如圖所示,用透明材料做成一長方體形的光學器材,要求從上表面射入的光線能從右側面射出,那么所選的材料的折射率應滿足()A.折射率必須大于B.折射率必須小于C.折射率可取大于1的任意值D.無論折射率是多大都不可能12.(2018浙江金華十校高二上學期期末)如圖所示為均質玻璃圓柱體的橫截面圖,其中MN為過圓心O的水平直線?，F(xiàn)有兩單色細光束a、b相對NM兩側對稱且平行MN照射玻璃圓柱體,經(jīng)玻璃折射后兩束光相交于P點。則a、b兩束光相比()A.玻璃對a光的折射率比b光小B.在玻璃中a光的傳播速度比b光小C.在玻璃中a光的傳播時間比b光短D.a光的頻率比b光的頻率小13.如圖所示,一束紅光和一束藍光平行入射到三棱鏡上,經(jīng)折射后,會聚在屏上同一點,若n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率,下列判斷正確的有()A.n1<n2,a為藍光,b為紅光B.n1<n2,a為紅光,b為藍光C.n1>n2,a為紅光,b為藍光D.n1>n2,a為藍光,b為紅光14.(多選)如圖所示,兩束平行的甲光和乙光,相距為d,斜射到置于空氣中的矩形玻璃磚上,若光線在玻璃磚內(nèi)不重疊,當它們從玻璃磚的下表面射出時()A.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離一定大于dB.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距離可能小于dC.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離可能大于dD.若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d15.如圖所示,一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體,O點為球心;下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體,圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入,該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率?？键c強化練32光的折射全反射1.C根據(jù)視深公式h'=說明頻率最小的光,水對它的折射率最小,在水下的像最深,所以b的折射率最小,頻率最小,波長最大,傳播速度最大,故A錯誤;照亮水面的圓面積的半徑R與臨界角C滿足tan C=,又sin C=,c照亮水面的面積比a的大,則c的臨界角大,水對c的折射率小,所以a的折射率最大,a的頻率最大,a的傳播速度最小,由上分析可知,頻率關系為a>c>b,折射率關系為na>nc>nb,根據(jù)c=,可知波長關系為a<c<b,根據(jù)v=,可知在水中的傳播速度關系為va<vc<vb,故ABD錯誤,C正確;故選C。2.A光纖內(nèi)芯比外套折射率大,在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射,A對、B錯;頻率大的光波長短,折射率大,在光纖中傳播速度小,C、D錯。3.CD發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是光從光密介質射向光疏介質,且入射角大于臨界角,所以選項A、B均錯誤;由折射率n=可知,當入射角最大為90°時,折射角2=45°,所以C正確;由折射率n=可知,選項D正確。4.C由題圖可知a光在玻璃磚中的偏折程度較小,所以玻璃磚對a光的折射率小,C正確;折射率小,頻率低,所以a光的頻率小于b光的頻率,A錯誤;因為a光的頻率大,根據(jù)c=f知,則a光的波長較長,B錯誤;根據(jù)sin C=知,折射率小的臨界角大,所以光束a的臨界角比光束b的臨界角大,D錯誤;故選C。5.BCD若紅光射到P點,紫光的折射率比紅光的大,根據(jù)折射定律知,紫光的折射角比紅光的大,則紫光在P點下方,故A錯誤,B正確。根據(jù)全反射臨界角公式sin C=知,紫光的臨界角比紅光的小,則紫光先發(fā)生全反射,而紅光后發(fā)生全反射,故C正確。當紅光和紫光都發(fā)生全反射時,它們的反射角相同,反射光線射到水底時是在同一點,故D正確。6.C紅光、藍光都要發(fā)生反射,紅光的折射率較小,根據(jù)sin C=可知紅光發(fā)生全反射的臨界角比藍光大,所以藍光發(fā)生全反射時,紅光不一定發(fā)生,故C正確。7.答案 (1)透過玻璃磚看,使P3擋住P1、P2的像(2)1.5(3)偏小解析 (1)透過玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像;(2)如圖,作出法線,過圓與入射光線與折射光線的交點作法線的垂線CA和DB,由數(shù)學知識得:入射角和折射角的正弦值分別為sin i=,sin r=,其中,CO=DO,則折射率n=1.5;(3)該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O為圓心順時針轉過一小角度,折射光線將順時針轉動,而作圖時仍以玻璃磚直線邊緣為邊界,AB為法線,則入射角i不變,折射角r減小,由折射率公式n=可知,測得玻璃磚的折射率將偏小。8.答案 解析 設光在玻璃中的折射角為r,如圖,由圖中幾何關系可知,i=+r,所以r=i-。由折射定律得n=。9.AD七色光中白光中紅光的折射率最小,紫光的折射率最大;故經(jīng)玻璃球折射后紅光的折射角較大;由玻璃球出來后將形成光帶,而兩端分別是紅光和紫光;根據(jù)光路圖可知M、Q點為紫光;N、P點為紅光;故選AD。10.BC光線從左側垂直AB射入棱鏡時,有反射也透射,透射方向不變。光線射到CD時,由幾何知識得入射角為i=30°。該棱鏡的臨界角為C,則sin C=,故有C<30°,所以光線在DC面上發(fā)生了全反射。由幾何知識分析得到,光線射到AB面上時入射角為i'=30°,發(fā)生全反射,反射光線與BC面垂直,所以既有光線垂直射出BC面,又有光線從BC面反射,根據(jù)光路的可逆性可知,這條反射光線沿原路返回,故BC正確,AD錯誤。11.B設光線在一表面的入射角為i,折射角為1,在右側面的入射角為2。由幾何知識得:1+2=90°要求從上表面射入的光線可能從右側面射出,必須使2<C;則得sin 2<sin C=;由sin i=nsin 1;得sin 1=;得sin 2=cos 1=;解得;解得n<因i最大值為90°,則得n<故選B。12.B由題意及光路圖可知,a、b兩光的入射角i相等,折射角:rb>ra,由折射定律:n=可知,nb<na,故A錯誤;光在介質中的傳播速度:v=,由于nb<na,則vb>va,故B正確;由光路圖可知,光的路程關系為:sb<sa,已知:vb>va,光的傳播時間:t=,則:tb<ta,故C錯誤;因b光的折射率小,則b光的頻率小于a光,選項D錯誤;故選B。13.A由于紅光的頻率低于藍光的頻率,有n1<n2,由光路圖可知,a為藍光,b為紅光,A正確。14.AD根據(jù)光學規(guī)律知兩束出射光線仍平行;紅光和紫光對玻璃磚的折射率不同,紫光的折射率大,紫光的側移量大,紅光的側移量小,用極限法,紅光的側移量小,小到等于零,不偏轉,沿直線傳播。若甲為紫光,乙為紅光,兩條出射光線間距離一定大于d,如圖a所示,選項A正確,B錯誤;若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距離一定小于d,如圖b所示,選項C錯誤,D正確。15.答案 1.43解析 如圖所示,根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性,與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行。這樣,從半球面射入的折射光線,將從圓柱體底面中心C點反射。設光線在半球面的入射角為i,折射角為r。由折射定律有sin i=nsin r由正弦定理有由幾何關系,入射點的法線與OC的夾角為i。由題設條件和幾何關系有sin i=式中L是入射光線與OC的距離。由式和題給數(shù)據(jù)得sin r=由式和題給數(shù)據(jù)得n=1.43。