2020届一轮复习人教版 光的折射全反射 作业

2020届一轮复习人教版光的折射全反射作业1.(多选)(2017·南京市、盐城市一模)下列事例哪些应用了光的全反射现象( )A.光导纤维通信B.用三棱镜观察太阳光谱C.用白光照肥皂膜看到彩色条纹D.某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°答案AD2.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图15甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin i-sin r图象如图乙所示.则( )图15A.光由A经O到B，n＝1.5B.光由B经O到A，n＝1.5C.光由A经O到B，n＝0.67D.光由B经O到A，n＝0.67答案 B3.(2018·江苏百校12月大联考)各种颜色的光通过玻璃棱镜后，发生色散时的偏折角是不同的，其中紫光的偏折角度比红光的偏折角度大.因此，玻璃对紫光的折射率(填“大于”或“小于”)玻璃对红光的折射率；紫光在玻璃中的传播速度(填“大于”或“小于”)红光在同一玻璃中的传播速度.答案大于小于4.(2018·南京师大附中5月模拟)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图16所示，玻璃的折射率为n＝ 2.一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？图16答案2R解析在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示.由全反射条件有sin θ＝1n①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R1.(多选)(2018·海安中学段考)关于折射率，下列说法正确的是( ) A.根据n ＝sin θ1sin θ2可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据n ＝sin θ1sin θ2可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C.根据v ＝c n可知，光在介质中的传播速度与介质的折射率成反比D.同一频率的光由真空进入不同介质时，折射率与光在介质中的波长成反比 答案 CD2.如图1所示，MN 是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被折射，一部分光进入液体中.当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是( )图1A.反射光线与折射光线的夹角为120°B.该液体对红光的折射率为 3C.该液体对红光的全反射临界角为45°D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是30° 答案 C3.三种透明介质叠放在一起且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两介质的界面，发生折射，如图2所示.设光在这三种介质中的速度分别是v 1、v 2、v 3，则它们的大小关系正确的是( )图2A.v 1>v 2>v 3B.v 1>v 3>v 2C.v 1<v 2<v 3D.v 2>v 1>v 3答案 B解析 光从介质Ⅱ射向介质Ⅰ，发生全反射，说明介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅱ的折射率，入射角大于或等于临界角；光从介质Ⅱ射入介质Ⅲ，从题图可以看出，入射角小于折射角，说明介质Ⅱ的折射率大于介质Ⅲ的折射率，入射角小于临界角.界面相互平行，比较可知，介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率.光在介质中的传播速度等于光在真空中的速度与介质的折射率的比值，折射率大，传播速度小，B 正确.4.(多选)(2018·扬州中学模拟)两束不同频率的平行单色光a 、b 分别由水射入空气发生如图3所示的折射现象(α<β)，下列说法正确的是( )图3A.随着a 、b 入射角度的逐渐增大，a 先发生全反射B.水对a 的折射率比水对b 的折射率小C.a 、b 在水中的传播速度v a >v bD.a 、b 入射角为0°时，没有光线射入空气中 答案 BC解析 由题图知，α<β，所以随着a 、b 入射角度的逐渐增大，折射角均增大，b 光的折射角先达到90°，即b 光先发生全反射，故A 错误；由于α<β，由折射定律知，折射率n a 小于n b ，故B 正确；由v ＝cn知，光a 、b 在水中的传播速度关系为v a >v b ，故C 正确；当a 、b 入射角为0°时，光线不偏折进入空气中，故D 错误.5.(多选)如图4，某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率，他按正确的方法插了大头针a 、b 、c 、d .则下列说法正确的是( )图4A.实验中，入射角应适当大些B.该同学在插大头针d 时，应使其挡住a 、b 的像和cC.若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射D.该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率 答案 AB6.(2018·江苏省高考压轴冲刺卷)一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时，速度，频率(均填“增大”“减小”或“不变”). 答案 减小 不变解析 同一单色光在不同的介质中传播，频率不会改变，但是速度改变，光在水中传播时速度比在空气中传播时小.7.(2018·南京市三模)如图5所示是一个透明圆柱体的横截面，其半径为R ，AB 是一条直径.某学习小组通过实验测定圆柱体的折射率，他们让一束平行光沿AB 方向射向圆柱体，发现与AB 相距32R 的入射光线经折射后恰经过B 点，已知光在真空中的传播速度为c ，求：图5(1)这个圆柱体的折射率； (2)光在透明圆柱体中传播的速度. 答案 (1) 3 (2)33c 解析 (1)设光线P经折射后经过B 点，光路如图所示：根据折射定律n ＝sin αsin β由sin α＝3R 2R＝32解得：α＝60°又α＝2β，得β＝30° 联立解得n ＝ 3(2)由n ＝c v ，得光在透明圆柱体中传播的速度为v ＝33c . 8.(2018·南通等六市一调)半圆筒形玻璃砖的折射率为n ，厚度为d ，其横截面如图6所示.一束光垂直于左端面射入，光能无损失地射到右端面，光在真空中的传播速度为c .求：图6(1)光在玻璃砖中的传播速度v ； (2)筒的内半径R 应满足的条件. 答案 (1)c n(2)R ≥dn －1解析 (1)光在玻璃砖中的传播速度为：v ＝c n(2)光路如图所示从筒左端面内侧入射的光线发生全反射时有：sin θ＝RR ＋d发生全反射的临界角满足：sin C ＝1n一束光垂直于左端面射入，光能无损失地射到右端面满足：θ≥C ，即RR ＋d ≥1n解得：R ≥dn －1.9.(2018·高考押题预测卷)如图7所示，一根长直棒AB 竖直地插入水平池底，水深a ＝1.0m ，棒露出水面部分的长度b ＝0.6m ，太阳光斜射到水面上，水面上阴影的长度为c ＝0.8m ，已知水的折射率n ＝43，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求棒在池底的影长d .图7答案 1.55m解析 设太阳光与水面的夹角为α，射进水后的折射角为β，如图所示由几何关系得：tan α＝b c ＝0.60.8＝34①根据折射定律有：n ＝sin (90°－α)sin β②影长d ＝c ＋a tan β③由①②③式代入数据解得d ＝1.55m.10.(2018·苏州市期初调研)如图8所示，直角玻璃三棱镜ABC 置于空气中，棱镜的折射率为n ＝2，∠A ＝60°.一细光束从AC 的中点D 垂直于AC 面入射，AD ＝a .求：图8(1)光第一次从棱镜中射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到第一次从棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为c ). 答案 (1)45° (2)56a 3c解析 (1)光路如图所示i 1＝60°，设玻璃对空气的临界角为C ，则：sin C ＝1n ＝22，C ＝45°，i 1＞45°，发生全反射，i 2＝60°－30°＝30°＜C由折射定律有sin rsin i 2＝2，所以r ＝45°(2)棱镜中的光速v ＝c n，所求时间t ＝3av＋av cos 30°，解得：t ＝56a3c11.(2018·苏锡常镇二模)如图9所示，一透明球体置于空气中，半径R ＝0.1m ，单色细光束AB 平行于过球心的直线MN 射向球体，AB 与MN 的间距为d ＝320m ，经折射、反射、折射回到空气中，出射光线与AB 恰好平行.图9(1)求该透明球体的折射率；(2)已知真空中光速c ＝3×108m/s ，求光束在该透明球体中的传播时间. 答案 (1) 3 (2)2×10－9s解析 (1)光路图如图所示，sin i ＝d R ＝3200.1＝32，i ＝60°r ＝i 2＝30°，n ＝sini sin r＝ 3(2)v ＝c n ＝33c ，t ＝2BN v ＝2×dsin30°v ＝2×10－9s。