【备考2022】高考物理一轮复习学案第1讲　光的折射、全反射 作业.doc

金版教程高考总复习·物理（新教材）第1讲光的折射、全反射 时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分。其中12题为单选，34题为多选)1. (2021·八省联考江苏卷)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A B.C D.答案C解析光线射入玻璃柱上表面时，根据折射定律n，n>1，则1>2，所以折射光线向右偏折；根据折射现象中光路可逆，光线射出玻璃柱下表面时，折射角等于其在上表面的入射角1，所以出射光线与入射光线平行，光路图如图所示，故C正确，A、B、D错误。2. (2020·浙江省宁波市五校适应性考试)如图，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角83°，今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖，一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出，不考虑多次反射作用，则玻璃砖的折射率为()A. B. C. D.答案A解析根据题意，光路图如图所示，因E点为OA的中点，所以光线在上的入射角30°，83°，光线在OB面恰好发生全反射，则光线在玻璃中发生全反射的临界角C180°237°，又sinC，解得n，故A正确，B、C、D错误。3. (2020·江苏省南京市、盐城市二模)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法正确的是()A该棱镜对单色光a的折射率为B在棱镜中传播，a光的传播速度较大Ca光的频率一定大于b光的频率D分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大答案AC解析由几何知识可知，射到E点的单色光a的入射角为i60°，折射角为r30°，则该棱镜对单色光a的折射率为n，A正确；该棱镜对b光的折射率较小，由v可知，在棱镜中，b光的传播速度较大，B错误；该棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的频率一定大于b光的频率，C正确；a光的频率大于b光的频率，则在空气中，a光的波长小于b光的波长，根据x可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小，D错误。4. (2020·湖北省七市州教科研协作体5月联考改编)如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光线、，若平面镜的上下表面足够宽，不考虑光线由玻璃平面镜内射向上表面时的反射。下列说法正确的是()A光束仍为复色光，光束、为单色光B玻璃对光束的折射率小于对光束的折射率，当角减小为某一值时，光束先消失了，光束还存在C改变角，光线、仍保持平行D在玻璃中，光束的速度要小于光束的速度答案ACD解析作出三束光线的完整光路图，如图所示。由反射定律可知，光束是复色光在玻璃平面镜上表面的反射光线，故光束是复色光，而两种色光由于折射率的不同而偏折分离，即光束、是单色光，故A正确；由光路图知，光束的偏折程度大于光束，根据折射定律可知玻璃对光束的折射率大于对光束的折射率，光束先从光疏介质射向光密介质，进行光路分析可知，光线由玻璃平面镜内射向上表面时不会发生全反射现象，无论多小，光束、都不会消失，故B错误；根据厚玻璃平面镜上、下表面平行，以及反射定律、折射定律可知，改变角，光束、仍保持平行，故C正确；光在玻璃中的传播速度为v，该玻璃对光束的折射率大于对光束的折射率，故光束在玻璃中的传播速度小于光束的，故D正确。二、非选择题(本题共6小题，共68分)5. (2020·江苏省盐城市第三次模拟)(8分)如图所示是测定玻璃折射率的实验，在实验中发现图中的入射光线与从E面射出玻璃砖的光线是_的(选填“平行”或“不平行”)，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移；当入射角越大，从E面射出玻璃砖的光线的折射角_(选填“越小”“不变”或“越大”)。答案不平行越大解析根据折射定律，若玻璃砖上、下表面平行，则出射光线与入射光线平行，图中E面左侧向上倾斜，则出射光线和入射光线不平行；入射角越大，则光线在上表面的折射角越大，光线射到下表面的入射角越大，则从E面射出玻璃砖的光线的折射角越大。6(2021·八省联考重庆卷)(12分) 将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置。如图所示为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度hR范围内的光束平行于PQ射入后，能直接通过PQ面进入导光管(不考虑集光球内表面的反射)，求该材料的折射率。答案解析由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一条光线的光路图如图所示，由几何关系可知sin解得60°可知入射角160°折射角230°根据折射定律可知，材料的折射率n。7. (2020·东北三省三校第三次联合模拟)(12分)如图所示，ABC为等边三棱镜，P、Q分别为AB边、AC边的中点，BC面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于BC面的方向从P点射入，经折射、反射，刚好照射在AC边的中点Q，求：(1)棱镜对光的折射率；(2)使入射光线绕P点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到Q点时，入射光线转过的角度。答案(1)(2)120°解析(1)画出光路图如图甲所示，根据对称性及光路可逆结合几何关系可知，光在AB面的入射角i60°，折射角r30°，根据折射定律有n。(2)当光线再次照射到Q点时，光路如图乙所示，由几何关系可知，此时折射角30°，根据折射定律有，解得：60°，因此入射光线转过的角度为i120°。8(2021·八省联考河北卷)(12分)如图，一潜水员在距海岸A点45 m的B点竖直下潜，B点和灯塔之间停着一条长4 m的皮划艇。皮划艇右端距B点4 m，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为和，水的折射率为，皮划艇高度可忽略。(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。答案(1)15 m(2) m解析(1)水的折射率为n，则光在水中发生全反射的临界角C满足sinC，设潜水员下潜深度为h，海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，则sinC代入数据解得：h15 m。(2)设入射角为的光线的折射角为，入射角为的光线的折射角为，则，根据几何关系可知sin，sin，解得：h1 m，h2 m故潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围为 m。9. (2020·四川省内江市第三次模拟)(12分)如图所示，横截面为矩形ABCD的玻璃砖竖直放置在水平面上，其厚度为d，AD面镀有银。现用一束与BC面成45°角的单色光斜向下照射在BC面上，在C点右边的水平面上出现两个光斑，其间距为d，光在真空中的传播速度为c。求：(1)玻璃砖的折射率；(2)光在玻璃砖内传播的速度。答案(1)(2)c解析(1)作出光路图如图，由光的反射定律和光路可逆性可知，反射光线OH与FG平行，且OH与水平面的夹角为45°。由几何关系得OFGHdIEOFtanr则该玻璃砖的折射率n，联立以上各式解得n。(2)根据玻璃砖的折射率n，则光在玻璃砖内传播的速度vc。10. (2020·云南省红河自治州第三次统测)(12分)一正三棱柱形透明体的横截面如图所示，ABACBC6R，透明体中心有一半径为R的球形真空区域，一束平行单色光从AB面垂直射向透明体。已知透明体的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求：(1)从D点射入透明体的光束要经历多长时间从透明体射出；(2)为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少多大面积的不透明纸？(不考虑AC和BC面的反射光线影响)答案(1)(2)R2解析(1)设该单色光在透明体中发生全反射的临界角为C，依题意sinC解得C45°，由几何知识可知，从D点射入的光线在E点处的入射角为60°，大于其全反射的临界角C，即该光线在AC面发生全反射，光路图如图所示，最终垂直于BC边射出，设经历时间为t，则t又DEAE·cos30°EFEC·cos30°则DEEF(AEEC)cos30°3R又vc联立解得t。(2)如图，从真空球上下两点G和G处射入的光线刚好发生全反射，这两条光线在AB面上的入射点分别为A、B，则在以AB为直径的圆周内通过的入射光线在真空球面上的入射角均小于45°，将会射入球形真空区域，所以AB面上被遮挡区域的面积至少为Smin2，由几何关系可知，则SminR2。