备考2022年高考物理一轮复习测试　光的折射 全反射

备考2020年高考物理一轮复习测试光的折射全反射一、单选题1.如图所示，放在暗室中的口径较大不透明的薄壁圆柱形浅玻璃缸充满水，缸底中心有一红色发光小球（可看作点光源），从上往下看，则观察到（  ）A. 水面有一个亮点B. 充满水面的圆形亮斑C. 发光小球在水面上的像D. 比小球浅的发光小球的像2.半径为R的半圆柱介质截面如图所示，O为圆心，AB为直径，Q是半圆上的一点，QO垂直于AB。某单色光从Q点射入介质，入射角为60°，从直径AB上的P点射出，已知P点距O点的距离为33R，光在真空中传播速度为c，则该单色光从Q点传到P点的时间为（  ）A. 3R2c                                  B. 2Rc                                  C. 3Rc                                  D. 23R3c3.如图所示，a是由两种单色光组成的一束复色光，射向半圆玻璃砖的圆心O，折射后分成b、c两种单色光。由此可知（  ）A. 玻璃对c光的折射率较大                                      B. c光在玻璃中的传播速度较大C. b光的频率较小                                                   D. b光的光子能量较小 4.如图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为（  ）A. 16πR                                  B. 14πR                                  C. 13πR                                  D. 512πR5.如图是一个横截面为等腰直角三角形ABC的玻璃棱镜，其材料的折射率为n=1.6，一细束单色光从AC边上靠近A端的某点以平行于AB的方向射向棱镜，该光束射入此棱镜后可能的结果是（  ）A. 直接从AB边射出                                               B. 直接从BC边射出且向顶点C偏折C. 从BC边沿平行于AB的方向射出                       D. 直接从BC边射出且向AB边偏折6.如图所示，光从A点射入圆形玻璃，而从B点射出，若出射光线相对于入射光线的偏向角为30°，AB弧所对的圆心角为120°，下列说法正确的是（  ）A. 玻璃的折射率是2                                            B. 玻璃的折射率是3C. 光线在A点的入射角为105°                              D. 玻璃的折射率是2+627.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(  ) A. sinα+θ2sinα2                          B. sinα+θ2sinθ2                          C. sinθsin(θ−α2)                          D. sinαsin(α−θ2)8.如图所示，△ABC为一直角玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°。则下列说法正确的是（  ）A. 玻璃对红光的折射率为2B. 红光在玻璃中的传播速度大小为2×108m/sC. 若使该束红光绕O点顺时针转过60°角，则光不会从AC面射出来D. 若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC面上出来的折射角小于60°9.太阳光的可见光部分照射到地面上，通过一定的装置可观察太阳光谱，如图所示是一简易装置。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，最后由水面折射回空气射到室内白墙上即可观察到太阳光谱的七色光带。逐渐增大平面镜倾斜角度，各色光陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光是（  ）A. 红光一紫光，红光         B. 紫光一红光，红光         C. 红光一紫光，紫光         D. 紫光一红光，紫光10.如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，直径MN，一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏P上，得到由红到紫的彩色光带。已知QM=R/2。如果保持人射光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于R/2，则有（  ） A. 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失B. 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失C. 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失D. 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失二、多选题11.如图，一三棱镜放在真空中，两束光a、b平行射到其上，经折射后交于光屏上的同一个点P，则（  ）A. a光的波动性更强B. 若a光照射某金属表面可产生光电效应，则b光也一定可以C. 增大两束光的入射角θ，则a光先在光屏上消失D. 在同一双缝干涉实验中，仅把a光照射换用b光，观察到的条纹间距变大12.如图所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经三棱镜折射后会聚于光屏M上的一点N，这两束单色光分别用a、b表示。对于这两束光的颜色以及在玻璃中的传播速度，下列说法中正确的是：（   ）A. a为红光，在玻璃中的传播速度小于b光              B. a为蓝光，在玻璃中的传播速度小于b光C. b为红光，在玻璃中的传播速度大于a光              D. b为蓝光，在玻璃中的传播速度大于a光13.如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面，且∠BAC=30°，有一束平行光线垂直射向AC面。已知这种介质的折射率n>2，则(  ) A. 不可能有光线垂直于AB边射出B. 不可能有光线从BC边垂直射出C. 不可能有光线从AC边垂直射出D. 一定既有光线垂直于BC边射出，又有光线垂直于AC边射出14.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束红光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点，下列说法正确的是（  ）A. O1点在O点的右侧B. 红光从空气中射入水中时，速度变小C. 若沿AO方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点D. 若红光从水中的B点沿BO方向射向界面，则红光在界面处有可能发生全反射三、解答题15.如图为一半径为R的固定半圆柱玻璃砖的横截面，OA为水平直径MN的中垂线，足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且平行OA放置。一束复色光沿与AO成θ角（θ=30°）的半径方向射向O点并在光屏上形成彩色光带和一个光斑，光带的最高点与N点的距离为33R；增大入射角，当θ=45°时，光屏上恰好只出现一个光斑，求：（i）玻璃对复色光的折射率范围；（ii）当θ=30°时，彩色光带的宽度。16.潜水员在水中抬头仰望，由于光线在空气和水的界面发生全反射，他能看见河底的物体，如果水深为H，潜水员仰望时，眼睛到河底距离为h，水的折射率为n，则潜水员能较清楚地看到河底物体和潜水员的最短水平距离是多少？ 17.如图所示，AOBC为某种透明介质的截面图，△AOC为直角三角形，∠A＝30°，BC是以O为圆心、半径R＝10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角30°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和柴光的折射率分别为2、2。求屏幕MN上两个亮班间的距离(不考虑光的多次反射)四、综合题18.如图所示，一束单色光以入射角i=60°从平行玻璃砖上表面O点入射，光束从上表面进入玻璃砖的折射角γ=30°。已知真空中的光速c=3.0×108m/s。求：（1）玻璃砖的折射率n；（2）光在玻璃砖中的传播速度v；（3）若增大入射角i，光在玻璃砖下表面是否会发生全反射？并说明理由。19.如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为4/3。（1）求池内的水深；（2）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。20.如图所示，某棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC，其折射率为233.一束单色光从AB面入射，恰好在AC面上发生全反射，求： （1）光在AB面的入射角的正弦值（2）光在棱镜中的传播速度．21.如图所示，折射率n=2的透明介质的横截面由等腰直角三角形AOC和圆心为O、半径为R的四分之一圆弧BC组成。一束单色光从M点以α=45°入射角由真空射入透明介质中，已知M点与AB之间距离为R2，光在真空中的传播速度为c。求：（1）这种透明介质对于真空的临界角C；（2）通过计算，画出光在透明介质中传播的光路图；（3）单色光在透明介质中的传播时间t（有光折射时，不考虑反射）。 答案解析部分一、单选题1.【答案】D【考点】光的折射【解析】【解答】AB.小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射，在水面上可以看到一个圆形亮斑，但不是充满水面的圆形亮斑，AB不符合题意；CD.由于光的折射，在水面上可看到比小球浅的发光小球的像，如图所示，C不符合题意，D符合题意.故答案为：D【分析】利用光的折射可以判别小球发出的光大部分发生全反射，所以看到水面上存在一个颜色较浅的像。2.【答案】B【考点】光的折射【解析】【解答】由几何关系可知，折射角tanr=OPOQ=33可知，r=30°，则折射率：n=sin60∘sin30∘=3，光在介质中的速度：v=cn=c3，传播时间：t=PQv=Rvcos30∘=2Rc；故答案为：B【分析】利用几何知识可以求出折射角大小，结合入射角可以求出折射率的大小；利用路程除以光速可以求出传播的时间。3.【答案】B【考点】光的折射【解析】【解答】AC.由图知，两束光的入射角相等，b光的折射角大于c光的折射角，由折射定律可知，玻璃砖对b光的折射率大于c光的折射率，所以b光的频率大于c光的频率，AC不符合题意。B.根据v=cn可知，折射率大的b光，在玻璃中传播速度小，B符合题意。D.光子能量E=ℎv，所以频率大的b光光子能量大，D不符合题意。故答案为：B【分析】利用折射角的大小可以判别折射率的大小；利用折射率可以判别传播速度的大小；利用折射率可以比较频率和光子的能量大小。 4.【答案】B【考点】光的折射，光的全反射【解析】【解答】根据折射定律有：sin45°sinr=2，得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．根据临界角公式：sinC=12，得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°所以有光透出的部分的弧长为14πR。故答案为：B【分析】通过折射，大致画出光的传播路径，利用折射定律和几何关系求解光带的宽度即可。5.【答案】C【考点】光的折射【解析】【解答】由sinC=1n=11.6得：临界角C=arcsin11.6