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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 第1講 光的折射、全反射課時(shí)提能演練 新人教版 一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確) 1.(xx龍巖模擬)如圖所示,在水面下同一深度并排緊挨著放置分別能發(fā)出紅光、黃光、藍(lán)光和紫光的四個(gè)燈泡,一人站在這四盞燈正上方離水面有一定距離處觀察,他感覺(jué)離水面最近的那盞燈發(fā)出的光是　(　　) A.紅光 B.黃光 C.藍(lán)光 D.紫光 【解析】選D。從空氣中觀察燈泡時(shí),燈泡發(fā)出的光經(jīng)水面折射后進(jìn)入觀察者的眼睛,折射光線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這點(diǎn)就是燈的虛像,像的位置比實(shí)際位置離水面的距離要近些,豎直向下看時(shí),有h=h0,因紫光的折射率最大,故紫光的視深最小。 2.一束白光通過(guò)三棱鏡折射后,在屏上形成了彩色光帶,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　) A.紅光最先穿過(guò)棱鏡 B.偏折最大的是紫光 C.在玻璃中速度最大的是紫光 D.在玻璃中速度最大的是紅光 【解析】選C。由光的色散可知七色光中紫光偏折最大,折射率最大,據(jù)v=可知在玻璃中紫光的速度最小,B正確,C錯(cuò)誤;紅光折射率最小,在玻璃中速度最大,最先穿過(guò)棱鏡,A、D正確,故選C。 3.(xx泉州模擬)很細(xì)的一束光沿AO方向入射到玻璃磚側(cè)面上的O點(diǎn),進(jìn)入玻璃磚后分成Ⅰ、Ⅱ兩束,部分光路如圖所示。以下分析中正確的是　(　　) A.光束Ⅰ在玻璃中的折射率大 B.光束Ⅰ在玻璃中的傳播速度小 C.逐漸減小入射角i,光束Ⅱ在玻璃磚的上表面先發(fā)生全反射 D.光束Ⅱ在玻璃中的波長(zhǎng)大 【解析】選C。由題圖可知光束Ⅱ折射率大,A錯(cuò);據(jù)v=可知光束Ⅰ在玻璃中的傳播速度大,B錯(cuò);據(jù)sinC=可知光束Ⅱ臨界角小,光束Ⅱ先發(fā)生全反射,C對(duì);光束Ⅱ折射率大,頻率大,據(jù)λ=可知光束Ⅱ在玻璃中的波長(zhǎng)小,D錯(cuò)。 4.如圖所示,空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體,其內(nèi)圓半徑為r,外圓半徑為R,R=r。現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體,只經(jīng)過(guò)兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n,光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t,若真空中的光速為c,則　(　　) A.n可能為　　　　　　 B.n可能為1.2 C.t可能為 D.t可能為 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn): (1)依題意畫(huà)出光路圖。 (2)確定臨界光線,尋找?guī)缀侮P(guān)系從而得到n的取值范圍。 【解析】選A。只經(jīng)過(guò)兩次全反射,光路圖如圖所示,可知第一次入射角為45。根據(jù)全反射條件可知臨界角C≤45,再根據(jù)n=可知n≥,故A對(duì)B錯(cuò);光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L(zhǎng)=4r,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t==,則t≥,則C、D均錯(cuò)。 5.如圖所示,半圓形玻璃磚的半徑為R,直徑為MN,一束白光從Q點(diǎn)以垂直于直徑MN的方向射入半圓形玻璃磚,從玻璃磚的圓弧面射出后,打到光屏上得到由紅到紫的彩色光帶。已知QM=。如果保持入射光線和光屏的位置不變,而使半圓形玻璃磚沿直徑方向向上或向下移動(dòng),移動(dòng)的距離小于,則有　(　　) A.半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紅光最先消失 B.半圓形玻璃磚向上移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紫光最先消失 C.半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紅光最先消失 D.半圓形玻璃磚向下移動(dòng)的過(guò)程中,屏上紫光最先消失 【解析】選D。當(dāng)玻璃磚上移時(shí),從玻璃進(jìn)入空氣的光線的入射角在減小,所以不管哪種色光都不會(huì)發(fā)生全反射,故A、B錯(cuò)。在向下移動(dòng)時(shí),由于從玻璃進(jìn)入空氣的光線的入射角在增大,紫光的臨界角最小,入射角增大后,先達(dá)到紫光的臨界角,最后達(dá)到紅光的臨界角。所以紫光首先發(fā)生全反射,在屏上消失,故C錯(cuò),D對(duì)。 【總結(jié)提升】解答全反射類問(wèn)題的技巧 解答全反射類問(wèn)題時(shí),要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件:一是光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),二是入射角大于或等于臨界角。利用好光路圖中的臨界光線,準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵,且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符,這樣更有利于問(wèn)題的分析。 二、非選擇題(本大題20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 6.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,一單色光束a,以入射角i=60從平行玻璃磚上表面O點(diǎn)入射。已知平行玻璃磚厚度d=10cm,玻璃磚對(duì)該單色光束的折射率n=。則, (1)光束從上表面進(jìn)入玻璃磚的折射角為多少? (2)光束在玻璃磚中傳播的時(shí)間為多少? (3)光束從下表面出射后相對(duì)入射光線的側(cè)移量是多少? 【解析】(1)由折射定律:n=,得:sinr==, r=30 (6分) (2)光在玻璃磚中傳播的距離為s, s==cm (4分) t===10-9s≈710-10s (4分) (3)x=sin(i-r)=cm=5.77cm (6分) 答案:(1)30　(2)710-10s　(3)5.77cm 【變式備選】一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示,底面AOB鍍銀(圖中粗線),O表示半圓截面的圓心,一束光線在橫截面內(nèi)從M點(diǎn)入射,經(jīng)過(guò)AB面反射后從N點(diǎn)射出,已知光線在M點(diǎn)的入射角為30,∠MOA=60,∠NOB=30。求: (1)光線在M點(diǎn)的折射角; (2)透明物體的折射率。 【解析】(1)如圖,透明物體內(nèi)部的光路為折線MPN,Q、M點(diǎn)相對(duì)于底面EF對(duì)稱,Q、P、N三點(diǎn)共線。 設(shè)在M點(diǎn)處,光的入射角為i,折射角為r,∠OMQ=α,∠PNF=β,根據(jù)題意有α= 30 ① 由幾何關(guān)系得,∠PNO=∠PQO=r,于是 β+r=60 ② α+r=β　 ③ 由①②③式得r=15 (2)根據(jù)折射率公式有:n=== 答案:(1)15　(2)