2020年高考物理一轮复习检测试题：专题19 光的折射 全反射.pdf

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1、光的折射全反射一、选择题(本题共8 小题，14 题为单选，58 题为多选)1(2019丰台区)很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是(C)解析sini当两种色光都能折射到空气中时，根据折射定律n知，红光与蓝光的折射率不同，在sinr入射角相等时，折射角一定不同，蓝色光的折射角大，A 不可能；光线射到水面时一定有反射，所以反射1光中红光和蓝光都有，D 图不可能；由于红光的折射率比蓝光小，由临界角公式 sinC 知，红光的临界n角比蓝光大，所以在水面上若蓝光不发生全反射，则红光也一定不会发生全反射。B 图是不可能的；红光的临

2、界角比蓝光大，有可能是蓝光发生了全反射而红光没有发生全反射，C 有可能。2(2018福建月考)如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光 a、b，波长分别为B)a、b，该玻璃对单色光a、b 的折射率分别为na、nb，则(AanbCab，nab，nab，nanb解析由图可知，在入射角相同的情况下，光线 a 的偏折程度小于光线b 的偏折程度，因此玻璃对光线 a 的折射率小于对光线b 的折射率，故选项A、D 错误；由于折射率越大的光频率越高，因此光线 a的频率小于光线b 的频率，由c f 可知光线a 的波长大于光线b 的波长，因此选项B 正确。3(2019湖北宜昌模拟)如图所示的是一个透明圆柱体的

3、横截面，一束单色光平行于直径 AB 射向圆3柱体，光线经过折射后恰能射到B 点。已知入射光线到直径AB 的距离为R，R 是圆柱体的半径。已知光2在真空中的传播速度为c，则(B)A该透明圆柱体介质的折射率为 23RB该单色光从C 点传播到B 点的时间为cC折射光线过B 点时可能发生全反射D改变入射光线到直径AB 的距离，折射光线仍然能够射到B 点解析连接OC，则OC 是 C 点的法线，设入射角为i，折射角为r，则sini32，i60，由几何sinicc，3，A 错误；s 2Rcos30 3R，光在玻璃中的传播速度 v知识得r30。折射率 nsinrBCn3sBC3Rt，B 正确；只要光线能从C

4、点进入玻璃，就能从B 点射出玻璃，不可能发生全反射，C 错误；改vc变入射光线到直径AB 的距离，由折射定律可知折射光线不可能射到 B 点，D 错误。4(2018北京丰台区统考)如图所示，真空中有一个半径为 R、质量分布均匀的玻璃球，一细激光束在真空中沿直线BC 传播，在玻璃球表面的C 点经折射进入玻璃球，在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中，已知COD120，激光束的入射角为 60，则下列说法中正确的是(A)A玻璃球对该激光的折射率为 3B该激光在玻璃球中的波长是在真空中波长的 3 倍C该激光束的光子在玻璃球中的能量小于在真空中的能量D改变入射角，该激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射解析

5、由几何知识得到激光束在 C 点的折射角为 r30，则玻璃球对该激光束的折射率为nsinsin60c3 3，A 正确；激光在玻璃球中的传播速度为v c，根据 v f 可知，激光由真sinrsin30n33空射入玻璃球时频率f 不变，故波长与波速成正比，即该激光在玻璃球中的波长是在真空中波长的3倍，B 错误；根据激光光子的能量Ehf，激光由真空射入玻璃球时频率f 不变，故该激光束的光子在玻璃球中的能量等于在真空中的能量，C 错误；激光束从C 点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以不可能发生全反射，D 错误。5(201

6、8山东日照检测)如图所示，杯中装满水，上方有一点A，杯底有一点B，A、B 连线和水面的交点为O，现在A 点用很细的一束红光照向水面上的P 点，正好在B 点形成亮点，若在A 点用很细的另一种光照向水面上的Q 点，也正好在B 点形成亮点，下列说法正确的是(ABE)A不管另一种光是什么颜色，P 点和Q 点都在O 点的右边B若另一种光是紫光，Q 点距O 点较远C若另一种光是紫光，Q 点距O 点较近D若另一种光是黄光，P 点和Q 点都在O 点的左边E若另一种光是橙光，Q 点距O 点较远解析光从空气斜射入水中发生折射，根据折射定律可知，折射角小于入射角，故要在 B 点形成亮点，P、Q 都应在O 点的右边，

7、故A 正确，D 错误；假设紫光也照向水面上的P 点，由于紫光的折射率大于sini红光的折射率，根据折射定律，n，可知紫光的折射角较小，折射光线更靠近法线，则杯底上亮点sinr落在B 点左侧，所以要使紫光照向水面上的 Q 点，也正好在B 点形成亮点，Q 点距离O 点更远，故B 正确；蓝色和橙光的折射率都比红光的大，同理，若另一种光是蓝光或橙光，Q 点距离 O 点更远，故 C 错误，E正确。6(2018浙江重点中学协作体联考)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa和bb。O 为直线 AO 与 aa的交点

8、。在直线 OA 上竖直地插上 P1、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是(ABCE)A插上大头针P3，使P3挡住P2和 P1的像B插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和 P1的像C为减小作图误差，P3和 P4的距离应适当大些D为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好E若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率解析插上大头针P3，使 P3挡住 P2和 P1的像，故A 正确；插上大头针P4，使 P4挡住 P3、P2和 P1的像，故 B 正确；大头针间的距离太小，作出的图线 OB 和 bb间的角度会有较大误差，故P1、P2及 P3、P4之间的距离应适当大些，

9、故C 正确；入射角，即P1和 P2的连线与法线的夹角应适当大些，即 P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当小些，这样折射角也会大些，角度的相对误差会减小，故 D 错误；若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，则用“插针法”仍可测玻璃的折射率，故 E 正确。7(2018浙江名校质检)某大学研制出了正六棱柱“隐形衣”。有同学将该正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段“消失”不见(如图甲所示，图乙为光路说明图)，关于此实验的说法正确的是(BD)A“隐形”的原理是光发生了全反射B光由水进入该介质，折射

10、角大于入射角C“隐形”的原理是光被介质吸收了D光在该介质中传播的速度大于在水中传播的速度解析“隐形”的原理是光发生了折射，不是全反射，选项 A 错误；由光路图可知光由水进入该介质，折射角大于入射角，选项B 正确；“隐形”的原理是光被介质折射后绕过了铅笔，选项 C 错误；因光在该介质中的折射角大于在水中的入射角，该介质相对水是光疏介质，可知光在该介质中传播的速度大于在水中传播的速度，选项D 正确。8(2018安徽寿县一中月考)如图所示，a、b 为两束不同频率的单色光，以45的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO与玻璃砖垂直且与其上表面交于N 点，入射点A、B 到 N 点的距离相等，经玻璃砖上表面折

11、射后，两束光相交于图中的P 点。下列说法正确的是(BC)A在真空中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度B在玻璃中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度C玻璃对a 光的折射率小于玻璃对b 光的折射率D同时增大入射角，则b 光在下表面先发生全反射解析所有光在真空中传播的速度都是c3108m/s，故 A 错误；由图可知，a 光的折射角大，两sinic束光的入射角相等，由折射定律n知，玻璃对a 光的折射率小，由v 可知，a 光在玻璃中的传播sinrn速度大，故 B、C 正确；同时增大入射角，光射到玻璃砖的下表面时，入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定能从下表面射出，不可能发生全

12、反射，故 D 错误。二、非选择题9(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题)一束激光经S 点被分成a 和 b 两束后，穿过玻璃球的光路如图所示，O 为球心。入射时光束a 和 b 与 SO 的夹角均为 30，射入玻璃球时的入射角均为r160，出射时光束均与SO 平行。光在真空中的速度为c3.0108m/s，求光在玻璃球中的速度。答案6108m/s解析作出出射点的法线如图所示，由几何关系，有r1 ，r2r3，r4，r2r3csinr1sinr4又 nnsinrsinrv，23代入数据可得v 6108m/s10(2019云南保山期末)某同学欲测直角三棱镜ABC 的折射率n。他让一束平行光以一定入射角

13、从空气投射到三棱镜的侧面AB 上(不考虑BC 面上的光束反射)，经棱镜两次折射后，又从另一侧面AC 射出逐渐调整在AB 面上的入射角，当侧面AC 上恰无射出光时，测出此时光在AB 面上的入射角为。(1)在图上画出光路图；(2)若测得入射角 60，求出折射率n 的值。答案(1)见解析(2)27解析(1)光路图如图所示。1(2)在 AC 面上有：sin n根据几何知识得：21则得：cos sin n1sin 1cos2 n21nsin在 AB 面上有：sinn则 sin nsin n217折射率值为：n 1sin2。211(2017全国卷)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为 l 的正方形；容器内

14、装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的 D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。答案1.55解析设从光源发出直接射到D 点的光线的入射角为i1，折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E 点，由光源射向E 点的光线，反射后沿ED 射向 D 点。光线在 D 点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示。设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1sin r1nsini2sinr2由题意知r1r290联立式得1n2sin2i sin2i12由几何关系可知l212l174l24sin i1sin i2329l54l243l2联立式得n1.55