2021高三统考人教物理一轮(经典版)课时作业:第15章 第1讲 光的折射、全反射

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课时作业

时间:60分钟

满分:100分

一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分,均为多选)

1.(2019·河南洛阳三模)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束绿光从水中的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)射向空气中,折射后通过空气中的B点(图中折射光线也未画出)。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点的左侧

B.绿光从水中射入空气中时,速度变小

C.若绿光沿AO方向射向空气中,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D.若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,则折射光线也有可能通过B点E.若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点

答案ACE

解析当光由水射入空气中时入射角小于折射角,画出大致光路图如图所示,可见O1点在O点的左侧,故A正确。光在真空中速度最大,当绿光从水中射入空气中时,速度变大,故B错误。若绿光沿AO方向射向空气中,折射光线向界面偏折,则折射光线有可能通过B点正下方的C点,C正确;若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,因水对紫光的折射率大于绿光,可知折射光线通过B点下方,D错误;若沿AO1方向射向空气中的是一束红光,水对红光的折射率小于绿光的折射率,根据折射定律可知,红光的偏折程度小于绿光的偏折程度,所以折射光线有可能通过B点正上方的D点,故E正确。

2.(2017·海南高考)如图,空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置;一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面,下列说法正确的是()

A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光

B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光

C.第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行

D.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧

E.第一块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的右侧

答案ACD

解析根据光的折射定律画出光路图,如图所示,由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面一定有出射光,且第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行,A、C正确,B错误;由图可知,第一块、第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧,D正确,E错误。

3.(2019·广东汕头二模)如图所示,横截面为等腰直角三角形的玻璃砖置于水平面上,复合光a、b垂直AB射入玻璃砖后,在屏幕CD上只收集到a光的亮斑,下列说法正确的是()

A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

B.a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大

C.在真空中,a光的波长比b光的长

D.a光比b光更容易发生衍射现象

E.玻璃对b光的折射率一定等于 2

答案ACD

解析复合光射到AC面时入射角相等,a光发生折射,b光发生全反射,可知b光的全反射临界角较小,则玻璃对b光的折射率较大,故A正确;发生折射时光线的传播方向可能发生改变,但频率不变,故B错误;因为折射率大的频率

高,由λ=c

f知频率大的波长短,即在真空中a光的波长比b光的长,故C正确;

因为真空中a 光的波长比b 光的长,所以a 光比b 光更容易发生衍射现象,故D

正确;b 光发生全反射,临界角小于等于45°,根据sin C =1n 知b 光的折射率大于

等于2,故E 错误。

4.(2019·福州高考模拟)如图所示,半圆形玻璃砖按图中实线位置放置,直径与BD 重合。一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD 射到圆心O 点上。使玻璃砖绕O 点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°),观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中,以下说法正确的是( )

A .在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象

B .在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象

C .红光在玻璃砖中传播的速度最小

D .折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动

E .玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光

答案 BDE 解析 根据反射定律和折射定律及几何知识知,在玻璃砖转动过程中,光在O 点处的折射角一定大于入射角,而反射角等于入射角,反射光线与半圆形玻璃砖弧面垂直,不会发生色散现象,折射光会发生色散现象,故A 错误,B 正确;根

据光在玻璃中的传播速度v =c n ,红光频率最小,折射率最小,红光在玻璃砖中传

播速度最大,故C 错误;玻璃砖绕O 点逆时针缓慢地转过角度θ的过程中,入射

角增大,由折射定律n =sin i sin r 可知折射角也随之增大,而且法线也逆时针旋转,所

以折射光斑在弧形屏上沿C →D 方向移动,由临界角公式sin C =1n 可知紫光折射率

最大,临界角最小,玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光,故D 、E 正确。

二、非选择题(本题共7小题,共80分)

5.(5分)(2019·山东泰安一模)有一个直角三角形的玻璃棱镜ABC ,截面如图所示。∠A =30°,D 点是AC 边的中点。一束红光从D 点沿平行于AB 方向射入棱镜,光线到达AB 面上的E 点发生全反射,并垂直BC 边从F 射出,则玻璃对红光的折射率为________。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线到达AB 面上时比E 点更靠近________(填“A ”或“B ”)点。

答案3A

解析光路图如图,红光在D点的入射角为60°,由几何关系知折射角为30°,

根据光的折射定律可知:n=sin60°

sin30°=3。若改用蓝光沿同一路径入射,因蓝光的

折射率大于红光,则在D点的折射角小于红光,则射到AB边上时的位置在E点下方,即光线到达AB面上时比E点更靠近A点。

6.(5分)(2019·河南平顶山高三二调)平行玻璃砖底面涂有反射层,一束由a、b两种单色光组成的复合光以45°入射角斜射到玻璃砖的上表面,经折射反射再折射后的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射,则玻璃砖对单色光________(填“a”或“b”)的折射率大;单色光________(填“a”或“b”)在玻璃中传播的时间长;两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互________(填“平行”或“不平行”)。

答案a a平行

解析光路图如题图所示,光线进入玻璃砖时,a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大。设玻璃砖的厚度为d,入射角为i,折射角为r,折射率为n。

则有:n=sin i sin r

光在玻璃中的传播速度:v=c n

光在玻璃砖中的路程:x=

2d cos r

光在玻璃砖中的传播时间:t=x v

解得光在玻璃中的传播时间:t=

2dn2

c n2-sin2i

采用特殊值法比较:

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