2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十五)　光折射　全反射

2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十五)　光折射　全反射　课时跟踪检测((四十五))　光的折射　全反射　1．(多选)关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是(　)A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化E．一束白光从空气斜射进入水中，也将发生色散解析：选选ABE　一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由故全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误；白光斜射入水中，由于水对不同色光的折射率不同，各种色光将故分开，故E正确。　2.(多选) 如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的的A点沿AO1方向(O1中点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)的射向水中，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在点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1过方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1过方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点解析：选选BCD　根据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角知大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1在点应在O点的左侧，故A错误。光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对。过紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点下的方的C点，故C正确。若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B的点上方的D点，故D正确。若蓝光沿AO方向射入，根据折射定律，知折射光线不能通过B点正上方的D点，故E错误。　3.(多选)a、b两束单色光从空气垂直玻璃砖上表面射入，在下表面则上反射和折射情况如图所示，则a、b 两束光(　)A．在同种均匀介质中传播时，b光的传播速度大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大　C．在真空中，a光的波长大于b光波长D．在玻璃中，nanb　E．让b光以入射点为轴，逆时针转动，则b光会在玻璃砖的下表面发生全反射解析：选选ABE　由图可知，a光发生了全反射，b光没有发生全反射，即a光发生全反角射的临界角C小于b光发生全反射的临界角C，由sinC＝＝1n知，知b光的折射率小，即nanb，故故D错误；根据n＝cv知，知vavb，，A正确；根据n＝sin1sin　2，当1相等时，b光的折射角较大，B正确；由于nanb则，则ab由，由c＝知知ab，，C错误；当b光逆时针转动时，b于光在玻璃砖下表面的入射角会增大，当该角大于b光的临界角时，b光就会发生全反射，E正确。　4．(多选)如图所示，一玻璃球体半径为R，O为球心，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从从D点射出，于出射光线平行于AB。已知ABD＝30，光在真空中的传播速度为c，，则则(　)A为．此玻璃的折射率为3B．光线从B到到D 需用的时间为3RcC．光线从B到到D所用的时间为Rc　D．若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象E．若减小ABD，从AD段射出的光线均不能平行于AB解析：选选ABE　由题图可知，光线在D点的入射角为i＝30，折射角为r＝60，由折得射率的定义得n＝sinrsini故，故n＝＝3，A正确；光线在玻璃中的传播速度为v＝cn＝33c，由题知图知BD＝＝3R，所以光线从B到到D需用时t＝BDv＝3Rc，，B正确，C错误；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射出M点时入射角为45，而临界角满足sinC＝＝1n＝3322＝＝sin45，即光线可以在DM段发生全反射现象，D错误；要使出反射光线平行于AB，则为入射角必为30，故E正确。　5.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角在切磨在1＜＜2从的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边边和和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　)A．若＞2在，光线一定在OP边发生全反射B．若＞2从，光线会从OQ边射出　C．若＞1从，光线会从OP边射出D．若＜1 在，光线会在OP边发生全反射解析：选选D　光线发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介角质时，入射角i大于临角界角C。光线从图示位置入射，到达OP边时入射角i1＝2－，越小，i1越大，发生全反在射的可能性越大，根据题意，要在OP边上发生全反射，应满足＜2，，A、B错误。若光在线在OP上发生全反射后到达OQ边，入射角i2＝＝3－－2，越大，i2越大，发生全反射的可在能性越大，根据题意，要在OQ边上发生全反射，应满足＞1，，C错误，D正确。　6.(多选)直线P1P2心过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示，a、b光相比(　)A．玻璃对a光的折射率较小B．玻璃对a光的临界角较小C．b光在玻璃中的传播速度较小D．b光在玻璃中的传播时间较短E．b光在玻璃中的传播时间较长解析：选选ACE　由图可知a、b两入射光线的入射角i1＝＝i2，折射角角r1＞＞r2率，由折射率n＝sinisinr对知玻璃对b光的折射率较大，选项A正确；对玻璃对a光的折射率较小由，由sinC＝＝1n知知a光的临界角较大，故选项B错误；光在介质中度的传播速度v＝ cn中，则在玻璃中a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，故选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，则b项光在玻璃中传播的时间长，故选项D错误，E正确。　7.(多选)(2021山西临汾市模拟)如图所示，两束平行的黄光射向截面面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄光的折射率为2，入射光与AB为界面夹角为45，光经三棱镜后到达与BC界面平行屏的光屏PQ上，下列说法中正确的是(　)A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的B．黄光经三棱镜折射后偏向角为30C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些E．若让入射角增大，则出射光束不平行解析：选选ABD　如图所示，由折射率公式n＝sinisinr知可知r＝30，由　边几何关系可知折射光线在三棱镜内平行于底边AC，由对称性可知其在BC边射出时的出射为角也为i＝45，因此光束的偏向角为30，且两束光平行则，则A、B正确；由于同种材料对不同颜色的光折射率不同，相对于黄光而言红光的折射率较小，绿光的折射率较大，因此则折射后绿光的偏向角大些，红光的偏向角小些，则C错误，D 正确；若让入射角增大，则则折射角按一定的比例增大，出射光束仍然平行，则E错误。　8．如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求　(1)从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值；(2)距光轴R3到的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。　解析：(1)上如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时为的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距为离最大，设最大距离为l。　i＝ic①①设设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsinic＝＝1②由几何关系有sini＝＝lR③③联立①②③式并利用题给条件，得l＝23R。④④(2)设与光轴相距R3面的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和和r1，由折射定律有nsini1＝＝sinr1⑤⑤为设折射光线与光轴的交点为C，在△△OBC中，由正弦定理有sinCR＝sin((180－r1))OC⑥⑥由几何关系有C ＝r1－i1⑦⑦　sini1＝13⑧⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC＝3((22＋＋3))5R2.74R。　答案：(1)23R　(2)2.74R9．(2021山东省泰安市模拟)如图所示，OAC为一半径为R玻璃砖，直为了测定其折射率，某同学将一光线从空气中垂直AO面射入，缓慢从O离点向左平移光线，该同学经多次平移后发现当光线平移到距离O点点32R从时，光线恰好不能从AC面射出(若光在真空中的传播速度为c)。　(1)求该玻璃的折射率；(2)当光线从距离O点点12R处射入时，求光线到达AC面的时间(不考虑多次反射)。　解析：(1)当光线平移到距离O点32R时，光线恰好不能从AC面射出，可知光线发生值全反射，临界角的正弦值sinC＝＝32RR＝32则，则C＝60，则则n＝1sinC＝23＝233。　。　(2)当光线从距离O点12R处射入时，光线射到AC面上的距离x＝R2－èèææøøöö12R2＝32R；；度传播速度v＝cn＝3c2，，为时间为t＝xv＝Rc。。 　答案：(1)233　(2)Rc　10．(2021全国卷ⅡⅡ)直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图所示，图中C＝90，，A＝30与，截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。　(1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由；(2)从不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。　解析：(1)如图所示，设光线在D点的入射角为i，折射角为r。到折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为，由几　何关系，有＝＝90－(30－r)60①根据题给数据得sinsin601n②②即即在大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射。　(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为i为，折射角为r，由几何关系、反射定律及折射定律，有i＝30③i＝＝90－－④④sini＝nsinr⑤nsini＝＝sinr⑥⑥联立①③④⑤⑥式并代入题给数据，得sinr＝22－－34由几何关系，r即即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。　答案：(1)发生全反射，理由见解析 　(2)22－－3411．(2021全国卷ⅢⅢ)如图，直角三角形ABC，为一棱镜的横截面，A＝90，，B＝30。　。边一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。　(1)求棱镜的折射率；(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时时AB边上入射角的正弦。　解析：(1)光路图及相关量如图所示。　在光束在AB边上发生折射，由折射定律得sinisin＝＝n①中式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知＋＝＝60②由几何关系和反射定律得＝＝＝B③　联立①②③入式，并代入i＝60得得n＝＝3。　。④④(2)设改变后的入射角为i，折射角为，由折射定律得sinisin＝＝n⑤在依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角c且，且sinc＝1n⑥⑥由几何关系得c＝＋＋30⑦由④⑤⑥⑦为式得入射角的正弦为sini＝3－－22。　。　答案：(1)3　(2)3－－22